МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Національний авіаційний університет ТЕХНОЛОГІЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ Методичні рекомендації до виконання домашнього завдання та контрольної роботи для студентів напряму 1001 «Авіація та космонавтика» та 0905 «Енергетика» (українською та англійською мовами) TECHNOLOGY OF CONSTRUCTIONAL MATERIALS Homeworks and tests method guide for students of 1001 «Aviation and Astronautics» and 0905 «Power engineering» (The Ukrainian and English languages) Київ 2009 УДК 669.017.002.3:621.7(076.5) ББК К430p Т 384 Укладачі: В. О. Краля, В. М. Бородій, А. М. Хімко, О. Є. Якобчук Консультант англійської мови: доц. М. В. Карпенко Рецензент: докт.техн.наук, проф. С. Р. Ігнатович; докт.техн.наук, проф. М. В. Кіндрачук Затверджено методично-редакційною радою Національного авіаційного університету. (протокол № __ від ______ 2009 року) Т384 Технологія конструкційних матеріалів: Методичні рекомендації та контрольні завдання/ Уклад. : В. О. Краля, В. М. Бородій, та ін. – К. : НАУ, 2009. – 52 с. У методичних рекомендаціях викладено рекомендації щодо вивчення основ технології виготовлення деталей литтям, їх обробки їх тиском та різанням, технології зварювання; подано вказівки щодо виконання домашніх завдань, питання для самоперевірки та список літератури. Розглянуто способи обробки металів литтям, тиском, електрохімічними, фізичними методами, зварювання металів, паяння алюмінію та обробки матеріалів абразивним інструментом. Подано короткі теоретичні відомості та порядок виконання робіт. Призначено для студентів напрямків 1001 «Авіація та космонавтика» та 0905 «Енергетика». Authors: V. A. Kralya, V. N. Borodiy, A. N. Khimko, A. Y. Yakobchuk The English language advisor: ass. professor M. V.Karpenko M.V. Reviewer: Doctor of science (engine.), Prof. S. R. Ignatovych Doctor of science (engine.), Prof. M. V. Kindrachuk Approved by the Methodological Editorial Board of National Aviation University (protocol № __ on _______ 2009) T384 Technology of constructional materials: Homeworks and tests method guide / Authors: V. A. Kralya, V. N. Borodiy, et al. – К. : НАУ, 2009 – 52 с. The guide gives recommendations for studying fundamentals of manufacturing technology of units by casting, processing them under pressure, by cutting and welding, and self-test questions and a list of recommended literature. The guide is designed for 1001 “Aviation and Astronautics” and 0905 “Power engineering” students. 2 ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ Експлуатація на повітряних лініях цивільної авіації (ЦА) літаків із високими технічними параметрами, використання нових матеріалів, що працюють у складних експлуатаційних умовах вимагають від інженера-механіка з технічної експлуатації та ремонту повітряних суден (ПС) і авіаційної наземної техніки (АНТ) глибоких знань у галузі технологічних особливостей сучасних конструкційних матеріалів. Мета дисципліни «Технологія конструкційних матеріалів» – дати студентам знання в галузі технології отримання заготовок ливарством, обробки тиском, технології зварювання, механічної обробки деталей авіаційної техніки, спеціальних методів обробки матеріалів. Завданням вивчення дисципліни є вдосконалення технологічних процесів, що забезпечують підвищення надійності та довговічності деталей, вузлів авіаційної техніки, її ремонту і кваліфікованої експлуатації. Дисципліна, що вивчається, є базовою для отримання основ технологічної підготовки інженерів-механиків і подальшого вивчення профілюючих курсів з темничної експлуатації та ремонту ПС і АНТ. GENERAL STUDY GUIDE Operation of civil aviation aircraft with high performance characteristics, and application of new materials, which work is subjected to hard conditions, require from aircraft and ground installations and maintenance and repair personnel extensive knowledge in the field of modern constructional materials technology. The aim of the subject «Technology of constructional materials» is to provide students with knowledge in the field of technology of getting samples by casting, pressure treatment, welding technology, mechanical treatment of aviation parts and special materials processing methods. The task of mastering the subject is to improve technological processes which provide reliability and durability, repair and proper maintenance of parts and units of aviation machinery. This subject is the basic one to receive fundamental knowledge of technological course for mechanical engineers and further learning of special courses on airplanes and aviation ground equipment maintenance and repair. 3 СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Технологія конструкційних матеріалів / М. А. Сологуб, І. О. Рожнецький, О. І. Некоз та ін. – К. : Вища школа, 2002. – 374 с. 2. Технология конструкционных материалов: учебник / Дальский А. М., Барсукова Т. М., Бухаркин Л. Н., Гаврилюк В. С., Дальский А. М., ред. – Москва : Машиностроение, 2002. – 512 с. 3. Технология металлов / Б. В. Кнорозов, Л. Ф. Усова, А. В. Третьяков и др. – М. : Металлургия, 1979. – 678 с. 4. Технология металлов и других конструкционных материалов / К. М. Скобников, Г. А. Глазов, Л. В. Петраш и др. – М. : Машиностроение, 1972. – 520 с. 5. Технологія конструкційних матеріалів: лабораторний практикум / Уклад. : В. О. Краля, В. М. Бородій, Д. О. Пугачевський та ін. – К. : НАУ, 2008. – 49 с. 6. Technology of constructional materials: laboratory works / Authors: T. S. Klimova, T. T. Makhno, V. F. Labunetz by addition of V. I. Malenko. – K. : NAU, 2007. – 40 p. 7. Manufacturing engineering and technology / Kalpakjian Serope. – Illinois Institute of Technology. Addision – Wesley Publishing Company, 1990. – 1199 p. 8. Technology of constructional materials. Course of lectures. Mnatzakanov R., Klimova T., Labunetz V. – Kyiv, NAU, 2003. – 176 p. 4 МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ З ВИВЧЕННЯ РОЗДІЛІВ КУРСУ 1. Ливарне виробництво Значення ливарного виробництва для літакобудування і загального машинобудування. Формувальні матеріали, їх різновиди та призначення. Підготовка сумішей для форм і стрижнів. Ручне формування. Формування за допомогою моделей і модельних плит. Ливникова система, її призначення і принцип устрою. Машинне формування та відмінність його від ручного. Ливарні властивості металів і плавильне устаткування. Заливання форм металом. Ковші для металів. Правила заливки. Вибивання виливків з форм та обчищення виливків. Прогресивні (спеціальні) способи виливання: в кокіль; відцентрове; під тиском; прецизійне; в оболонкові форми; методом видавлювання. Використання прогресивних методів виливання в загальному машинобудуванні. Виливання кольорових металів та сплавів. Плавлення бронзи, алюмінієвих та магнієвих сплавів. Флюси й засоби захисту металів від шкідливих газів. Особливості приготування форм для кольорового виливання. Дефекти виливання, причини їх виникнення, методи контролю якості виливків та способи попередження і усунення можливих дефектів. Методичні рекомендації Для успішного вивчення даного розділу необхідно насамперед засвоїти, значення терміну «ливарне виробництво», перелік виробів, які можливо отримати методом виливання (напіввироби, заготовки, та готові деталі) і яке має значення цей технологічний спосіб виготовлення виробів у загальному машинобудуванні та літакобудуванні. Вивчити процес отримання простої виливки методом виливання в земляні (разові) форми, ливарні матеріали, їх властивості та способи приготування. Кожен спосіб виливання, як правило відрізняється методом виготовлення форми (чи методом одержання виробу). Для того, щоб добре вивчити всі передбаченні програмою види виливання, потрібно вивчити основні процеси виготовлення простішого виробу методом виливання в земляні (разові) форми. При цьому потрібно розглянути моделі, форми (безпосередньо самої форми, ливникової системи та її 5 THE COURSE PARTS STUDY GUIDE 1. Foundry production Significance of foundry production for aircraft building and general machinery construction. Molding materials, their types and designation. Preparation of mixtures for molding boxes and cores. Hand molding. Molding with the help of sample pieces and pattern plates. The gating system, its function and design. Machine molding and its distinction from hand molding. Casting characteristics of metals and alloys: melting temperature, running quality, shrinkage, and alloy segregation. Manners of metals melting and melting units. Metals for casting into molds ladles. Special rules for pouring-in. Cast knockout from molding boxes and cast scrubbing methods. Progressive (special) methods of casting: centrifugal casting, ceramic mold casting, die casting, full mold casting, investment casting, permanent mold cast, shell mold casting, squeeze casting. Using progressive methods of casting in general mechanical engineering. Nonferrous metals and its alloys casting. Bronze, aluminum, and magnesium casting. Fluxes and metal protection methods against foul gases. Peculiarities of preparing nonferrous castings molding boxes. Casting defects, reasons for their origin, casts quality inspection methods and ways of warning (and elimination) of possible defects. Methodological instructions To master this section, first of all it is necessary to know what is called foundry production, what products can be received with casting method (intermediate products, billets and finished components), and how important this technological manner of products’ manufacturing is in general engineering and aircraft building. Then it is necessary to study the simplest cast production process by sand casting, the casting materials, their properties and the ways of production. Each manner of casting distinguishes by the method of mold preparation (or by the method of product production). To know all types of casting according to the program it is necessary to study well the main processes of production of the simplest work piece by the method of sand mold casting; besides and it is important to consider models, shapes (of the form itself, gating system and its elements), cores, risers, lost heads, casting 6 елементів), стрижнів, випорів, додатків, виготовлення ливарного матеріалу та заливання форм рідким матеріалом, вибивку та обчищення від формувального матеріалу виливка. Необхідно також вивчити дефекти виливання та причини їх виникнення, а потім логічно аргументувати вплив на якість відливки властивостей ливарних матеріалів, методу їх приготування та вибору нагрівальних пристроїв. Із ливарних матеріалів потрібно вивчити ті, які використовуються в авіаційній техніці: сплави на основі алюмінію (АЛ-3, АЛ-4, АЛ-7, АЛ-13, АЛ-19), магнію (МЛ-5, МЛ-7, МЛ-11), міді (латуні, бронзи), а також сталі та чавуну. Потрібно розглянути основу цих сплавів, основні легуючі компоненти, їх призначення та характеристики. Необхідно зрозуміти суть використання лігатур для виготовлення цих сплавів. Із нагрівальних приладів потрібно вивчити схему (принцип роботу ) для отримання ливарних сплавів на основі алюмінію, магнію, міді та сталі. Вивчаючи окремі види виливання, необхідно засвоїти процес кожного виду, запам’ятати послідовність технологічного процесу, його переваги та недоліки, особливості використання; навчитися наводити приклади деталей, виготовлених відповідними способами виливання (з авіаційної техніки та загального машинобудування). Контрольні питання 1. Назвіть основні дефекти виливання. Вкажіть причини їх виникнення та способи попередження. 2. Охарактеризуйте призначення, упорядження та матеріал опоки? 3. Вимоги до формувальної суміші? Як впливає пісок та глина на якість формувальної суміші? Які види формувальної землі ви знаєте? Яке їх призначення? Для чого вносять у формувальну землю органічні речовини? 4. З яких елементів складається ливарна форма (безпосередньо сама форма, стрижні, ливникова система та її елементи, додатки та випори) та для чого використовують ці елементи? 5. Для чого використовують форми? Назвіть всі види форм. Що визначає вибір форми? 6. Яке призначення моделі? Чим відрізняється модель від 7 material production and hot-metal casting into moulds, knocking out and cleaning up cast product molding material. It is also necessary to study casting defects and reasons of their appearance, and then be able to speak on prove the influence of casting materials properties, the method of their production and the choice of heating plants on the cast quality. The casting materials should be studied, which are used in aeronautical engineering; namely aluminum alloys, magnesium alloys, cuprum (brass, bronze) alloys, and also steels and pig-irons. It is necessary to consider the base of these alloys, basic alloying components and what they are applied for, and also their characteristics. It is necessary to understand the essence of rich alloys usage for manufacturing these alloys. As for heating plants, the layout (their operation) of receiving casting alloys on the aluminum, magnesium, cuprum, and steel base should be studied. While studying separate types of casting, it is necessary to learn each type process, to remember the technological process sequence, its advantages and disadvantages, peculiarities of using and to be able to give examples of components, which are produced by certain types of casting (used in aircraft production and general machine industry). Test questions 1. Name the main casting defects. Indicate the reasons of their appearing and how to prevent them. 2. What is the function, design and material of the molding box (cope and drag)? 3. What are the requirements for sand mix? What is the influence of sand and clay on the properties of sand mix? What types of molding sand do you know? What is their purpose? What are organic substances put for into molding sand? 4. Which elements does casting mold consist of (the casting mold itself, cores, gating system and its elements, lost heads and risers)? And what are these elements designated for? 5. What are molding boxes designated for? Name the types of molding boxes. What determines the choice of molding boxes? 6. What is a sample piece designated for? What is the difference between a sample piece and a finished cast product? What materials are 8 готової відливки? З яких матеріалів виготовляють модель? 7. Розкажіть про технологічний процес виготовлення простішої відливки методом виливання в земляну форму? 8. Охарактеризуйте процес отримання виливків у оболонкові форми. Які переваги та недоліки цього методу отримання виливків? 9. Поясніть технологічний процес отримання виробів методом виливання за моделями, які виплавляються. Які переваги та недоліки цього методу. Які деталі виготовляють за його допомогою? 10. Сформулюйте принцип отримання виробів методом відцентрового виливання, які його переваги? Які деталі в літакобудуванні виготовляють цим методом? 11. Поясніть метод виливання в металеві форми. Які його переваги? З яких матеріалів виготовляють ці форми? 12. Назвіть види виливання під тиском? Схематично викресліть який-небудь прилад для виливання під тиском та викладіть процес виготовлення виливки цим методом. Які деталі виготовляють цим методом? У чому переваги цього методу виливання? 13. Назвіть плавильні прилади для ливарних матеріалів, які використовують у ливарному виробництві, охарактеризуйте принцип їх роботи. Які фактори враховують під час вибору плавильних приладів? 14. Що таке ливарна усадка? Як визначається значення усадки? Яку усадку мають ливарні матеріали? 15. У чому особливості технології виливання кольорових металів та їх сплавів? 16. Назвіть важливі ливарні ознаки ливарних матеріалів. Як вони впливають на якість виготовлення виливків? Які існують важливі сплави на основі алюмінію і магнію? Назвіть деякі деталі техніки, які виготовляються з цих сплавів? 17. Що таке ливарне виробництво? Які його переваги? Як використовують цей спосіб виготовлення деталей у загальному машинобудуванні та в авіабудуванні? Які деталі авіаційної техніки отримують безпосередньо виливанням чи виливанням з послідуючою обробкою? Яким шляхом їх отримують? 2. Обробка металів тиском Значення обробки металів тиском. Вплив пластичних деформацій в процесі обробки металів тиском. Холодна та гаряча 9 10 used for sample piece production? 7. Tell about the technological process of cast production with the help of green sand casting method. 8. Characterize the process of shell mold casts production. What are the advantages and disadvantages of this method? 9. Explain technological process of manufacturing products by investment pattern method. What are advantages and disadvantages of this method? What products are manufactured by this method? 10. Speak on the method of manufacturing goods by centrifugal casting. What are advantages of this method? What components are produced by this method in aircraft manufacturing? 11. What is the essence of chill casting? And what are its advantages? What materials are used to produce such molds? 12. Name types of die casting. Draw a sketch of any device for die casting and state the process of cast reception with the help of this method. What elements are produced due to this method? What are the advantage of this method of casting? 13. Name smelting units for the casting materials, which are used in foundry production, and state the principle of their work. What factors are taken into account, while choosing smelting units? 14. What is casting contraction and how is the importance of contraction determined? What is approximate contraction of casting materials? 15. What are the peculiarities of casting technology of non-ferrous metals and their alloys? 16. Name the most important casting characteristics of casting materials. What is their influence on the quality of casts? What alloys exist on the aluminum and magnesium base? Name some industrial components, which are produced from these alloys. 17. What does the term "foundry production" mean? What are its advantages and how is this method of components construction used in aircraft manufacturing and general mechanical engineering? What aircraft elements are constructed by casting or heat-treated casting. How are they constructed? 2. Metal Forming The importance of metal forming. The role of plastic deformations during the process of metal forming. Hot and cold press treatment, 11 обробки тиском, їх вплив на властивості металів. Вплив домішок у металах і температури нагрівання на їх обробку тиском. Нагрівання деталей для обробки тиском. Температурний інтервал гарячої обробки. Режими нагрівання та охолодження металу. Прокатка. Суть процесу прокатування. Сортамент прокату. Технологія прокатування. Обладнання. Пресування. Суть процесу пресування. Виготовлення труб, профілів і панелей. Ударне витискування. Волочіння. Суть процесу волочіння. Технологія волочіння. Вільне кування. Суть процесу вільного кування. Основні операції вільного кування: протягування, осадка, згинання, проминання, рубка і тощо. Обладнання та інструменти, що використовують при вільному куванні. Гаряче штампування. Суть процесу. Значення задирки (облою) в процесі штампування. Методи штампування (з кованої заготовки і прутка в багатопотокових штампах). Конструкція відкритих та закритих штампів. Порівняльна характеристика процесів штампування та вільного кування. Обрізка та зачистка задирок. Правка штампованих поковок. Кінцева обробка калібровкою та чеканкою. Особливості гарячого штампування кольорових металів та їх сплавів. Холодне штампування. Суть процесу. Основні операції холодного штампування: відрізування, обтискання, витяжка, загинання, відбортовка, формування. Основні типи штампів. Штампування гумою. Витискувальні роботи. Холодна висадка пруткового матеріалу. Галузь використання холодної висадки. Поняття про холодновисадочні автомати. Листове штампування. Суть процесу, галузь використання. Технологія листового штампування, устаткування. Безпресові методи листового штампування, спеціальні процеси обробки металів тиском. Вплив різних методів обробки тиском на механічні властивості. Точність, яка досягається різними видами обробки тиском. Техніка безпеки під час обробки металів тиском. Методичні рекомендації Для успішного вивчення цього розділу потрібно з курсу металознавство повторити кристалічну будову металів, основні види термічної обробки та зміни в кристалічних решітках при деформаціях 11 there influence on metal properties. The influence of additives in metals and heating on pressing processes. Details heating for press treatment. The temperature rang for heat treatment. Heating and cooling modes of metals. Rolling. The essence of rolling process. Rolling shapes of roll stock. Rolling technology. Equipment. Extrusion. The essence of the extrusion process. The ways of extrusion. Production of tubes, structures and panels. Impact extrusion. Draw. The essence of draw process. Draw technology. Forging. The essence of the smith forging process. The main operations of smith forging: rolling-out, upsetting, bending, piercing, chopping etc. Tools and equipment that are used for smith forging. Hot forming. The essence of the Hot forming process. The importance of barbs (fin) for blanking. Methods of blanking (from forged stock material and bar in multithreads dies). The structure of opened and closed dies. The comparative characteristics of blanking and forging processes. Shaving and square-wave stripping of barbs. Straightening of forming forged pieces. Final treatment with part sizing and chasing. The peculiarities of blanking of nonferrous metals and alloys. Cold forming. The essence of the cold forming process. The main operations of cold forming: sawing, burnishing, bending, bead forming, molding. The main types of dies. Rubber stretch forming. Pressure working. Cold upsetting of bar material. The area of cold upsetting usage. Cold upsetting machines. Sheet-metal forming. The essence of this process and the area of usage. Sheet-metal forming technology, equipment. Non-pressure methods of sheet-metal forming and special processes of metal forming. The influence of different methods of metal forming on mechanical properties. Accuracy, which is achieved by different types of metal forming. Precaution rules while metal forming. Methodological instructions To know this section properly, it is necessary to revise crystal structures of metals, basic types of heat treatment and changes in crystal networks due to deformations and heat treatment in the course 12 і термічній обробці. Насамперед, слід засвоїти фізичний зміст обробки тиском, переваги цього методу, основні види, значення та місце обробки тиском у загальному машинобудуванні. Потім потрібно розглянути теоретичні основи обробки металів тиском, нагрівання заготовок перед обробкою тиском та окремі види обробки металів цим методом. При вивченні теоретичних основ обробки тиском необхідно запам’ятати: види деформації (пружна і пластична), їх фізичну суть (зміна в кристалографічній решітці в процесі деформації), зміна будови і властивостей металу при деформаціях (виникнення наклепу при холодній обробці тиском, утворення волокнистої структури при деяких умовах обробки та інш.), значення необхідних зусиль для потрібних деформацій і фактори, які впливають на них (температура нагрівання металу, його хімічний склад, швидкість деформації, попередня термічна обробка та ін.), умови виникнення наклепу та способи його уникнення. Крім того, потрібно зрозуміти суть холодної та гарячої обробок металів тиском, пов’язавши усі поняття з явищем температурної рекристалізації, необхідність проміжного відпалювання при великих та багаторазових деформаціях та перед обробкою тиском. Потрібно пам’ятати, що основна ціль нагрівання перед гарячою обробкою тиском – запобігання наклепу при деформації та зменшення необхідної для деформації зусилля. Необхідно звернути увагу на особливості нагрівання і самого процесу обробки сплавів тиском, що використовуються в машинобудуванні. При вивченні видів обробки тиском потрібно накреслити схему кожного виду, вивчити його суть та різновиди; запам’ятати, які вироби отримують цим видом, яка досягається при цьому точність та шорсткість поверхні, які переваги та особливості цього виду. Наприклад, під час вивчення прокатування потрібно розглянути випадки використання гарячого та холодного прокатування, метод отримання тонких металевих і біметалевих листів, стрічок і плакованих листів дюралю, а також метод поперечного та косого прокатування, та вивчити практичне використання цих видів. Необхідно чітко уяснити принципову різницю між куванням і об’ємним штампуванням, вивчити окремі операції, їх переваги та випадки використання. Слід ознайомитися зі складом штампів, операціями листового штампування, а також зі штампуванням 13 14 materials science. First of all it is necessary to learn physical content of metal forming, the advantages of this method, the basic types, and its importance and the place of metal forming in machine industry. Then you should consider theoretical basis of metal forming, heating of stock materials before forming and certain types of metal forming. While studying theoretical basis of metal forming, it is necessary to remember: types of deformation (elastic and plastic), their physical essence (changes in crystallographic network during deformation), changes of structure and characteristics of metal due to deformation (appearance of mechanical hardening due to cold metal forming, formation of fibrous structure due to some conditions of forming etc.), significance of required forces for proper deformations and factors that influence on them (heating temperature of the metal, its chemical structure, rate of deformation, preprocessing heat treatment etc.), conditions of forming mechanical hardening and ways of its preventing. Besides, it is necessary to understand the essence of cold and hot metal forming, connecting these notions with the phenomenon of recrystallization due to temperature, the necessity of annealing in the case of big and frequent deformations and choice of stock material heating before metal forming. It should be remembered that the main purpose of heating before hot metal forming is to prevent mechanical hardening during the process of deformation and to reduce the required force for deformation. It is necessary to pay attention to the peculiarities of heating and the alloy forming process itself, the alloys which are used in machine industry. While studying types of metal forming, it is necessary to draw the sketch of each type, to study its essence and varieties, to remember, which products can be received using this type, what equipment is used, how the rate of accuracy and roughness of surface are achieved, and what are advantages and peculiarities of this type. For example while studying rolling, it is necessary to consider cases of using cold and hot rolling, the method of getting metal and composite metal sheets, straps and aluminum clad sheets, and also the method of transverse rolling and skew rolling and to know practical usage of these types. It is necessary to understand the principal difference between smiths forging and die forging, to study separate operations, and also their advantages and cases of using. When studying sheet-metal forming, you should get acquainted with die structure, operations of sheet-metal forming, 15 обтяганням, вибухом, штампуванням із підігрівом окремих елементів, штампуванням по елементам та штампуванням гумою. Контрольні питання 18. У чому особливості спеціальних пресів обробки металів тиском (отримання циліндричних обичайок, токарно-давильні роботи, отримання згинальних профілів з листів). У чому суть формоутворювальної та зміцнювальної обробки деталей? 19. У чому полягає суть безпресових методів листового штампування (за допомогою гуми, гідравлічної витяжки, вибухом, магнітно-імпульсною формовкою)? Накресліть принципові схеми вказаних способів. 20. У чому полягає суть листового штампування? Які основні операції листового штампування? Яке призначення нагрівання в процесі штампування? Яке значення листового штампування в загальному машинобудуванні? 21. У чому полягає суть об’ємного штампування? Назвіть основні операції об’ємного штампування. Які існують види і конструкції штампів? Яке обладнання використовують для об’ємного штампування? Назвіть переваги та недоліки об’ємного штампування. Яке значення має об’ємне штампування в загальному машинобудуванні? 22. У чому полягає суть вільного кування? Назвіть операції вільного кування. На якому устаткуванні виконують вільне кування і який при цьому використовують інструмент? Який матеріал потрібен для виготовлення поковок? Назвіть переваги та недоліки вільного кування. За яких умов його використовують у загальному машинобудуванні? 23. У чому полягає суть і технологія процесу волочіння? В якій галузі він використовується? Яке устаткування використовується при волочінні? 24. Викладіть суть процесу обробки металів пресуванням. У чому різниця між прямим та зворотним пресуванням? Який метод має переваги? Чому? Які метали можливо обробляти пресуванням? 25. У чому полягає спосіб косого прокатування? Для чого його використовують? 26. Як проводять плакування листів алюмінієвих сплавів? Як виготовляють біметалеві листи (або полоси)? 16 and also with tangent forming, ejection forming, and rubber stretch forming. Test questions 18. What are peculiarities of special metal forming processes (reception of cylinder shaped shells, turning and pressing works, obtaining roll-formed shapes of sheets)? What is the essence of finishing operations and hardening treatment of parts? 19. What is the essence of sheet-metal forming methods without any pressing (with the help of rubber, hydro forming, explosive forming, and magnetic discharge forming)? Make sketches of above mentioned methods. 20. What is the essence of sheet-metal forming? What are the main operations of sheet-metal forming? What is the importance of heating while sheet-metal forming? What is the importance of sheet-metal forming in general machine industry? 21. What is the essence of die forging? What types and structures of die forging there exist? What equipment is used for die forging? Name advantages and disadvantages of die forging. What is the importance of die forging in general machine industry? 22. What is the essence of smith forging? Name the operations of smith forging. What equipment is used for smith forging? What tools are used for that? What materials are needed for producing forged pieces? What are advantages and disadvantages of smith forging? When is it used in general machine industry? 23. What are the essence and technology of the drawing process? What is the sphere of using drawing? What equipment is for drawing? 24. Speak on the essence of the metal extrusion process? What is the difference between direct extrusion and indirect extrusion? Which method is better and why? What metals can be extruded? 25. What is the essence of skew-roll piercing method? What is it used for? 26. How are aluminum alloy clad sheets produced? And how are sheets (or straps) of composite metals produced? 17 27. В яких випадках використовують гаряче, а в яких холодне прокатування? Які особливості прокатування тонких стрічок та листів (менше 0,5 мм)? Яку обробку металів тиском називають гарячою, а яку холодною? 28. У чому суть прокатування? Які вироби (продукцію) отримують прокатуванням? Яке значення прокатування в літакобудуванні та в загальному машинобудуванні? Накресліть схему будови прокатного стану. Поясніть принцип його роботи. Назвіть види прокатних станів. Вкажіть особливості прокатування заготовок для загального машинобудування. 29. Які дефекти металу можуть утворитися при нагріві заготовок, у процесі їх деформування та охолодження? У чому їх суть, як їх попереджують? 30. Які види нагрівальних приладів використовують для нагрівання заготовок перед обробкою металів тиском? Які до них висувають вимоги? Сформулюйте будову та характеристику нагрівальних колодязів, камерних і методичних печей? 31. Який вплив деформацій на механічні властивості металів? Що таке наклеп? Його характеристики та методи усунення? Чому перед обробкою металів тиском використовують нагрівання? 32. Що таке деформація? В чому суть (природа) деформації? Яку деформацію називають пружною, а яку – пластичною? Які фактори впливають на пластичність та на зусилля, необхідні для деформації? 33. Які переваги обробки металів тиском? Назвіть види обробки металів тиском. Накресліть відповідні ескізи. Сформулюйте їх суть. 34. Що називають обробкою металів тиском? У чому полягає суть цього виду обробки? Що лежить в основі обробки металів тиском? 3. Основи електрофізичних та електрохімічних методів розмірної обробки Електроерозійна обробка металів. Суть методу. Основи електроіскрової, електроімпульсної, електроконтактної та анодномеханічної обробок металів, їх принципові схеми, використання, устаткування та інструменти. Порівняльна продуктивність, шорсткість, технологічні особливості. Приклади їх використання в машинобудівництві. 27. In what cases is hot rolling used? And in what cases is cold rolling used? What are the peculiarities of fine straps and sheets (less than 0,5 mm) rolling? Which metal forming is called hot and which one is called cold? 28. What is the essence of rolling? What products are obtained with the rolling method? What part does rolling play in aircraft manufacturing and general machine industry? Draw an outline of rolling mill and explain the principle of its work. Name the types of rolling mills. Indicate peculiarities of stock material rolling for general machine industry. 29. What metal defects can form during heating of stock materials in the process of their deformation and cooling? What is their essence and how are they prevented? 30. What types of heating devices are used for heating of stock materials before metal forming and what are the requirements for them? Describe the structure and characteristics of a soaking-pit, compartment and continuous delves. 31. What is the influence of deformations on the mechanical properties of metals? What is mechanical hardening, its characteristics and the way of removal? Why is heating used before metal forming? 32. What is deformation? What is the essence (nature) of deformation? What deformation is called elastic and what is plastic deformation? What factors influence the elasticity and the force, necessary for deformation? 33. What are the advantages of metal forming? Name the types of metal forming. Draw corresponding sketches and state their essence. 34. What is called metal forming and what is the essence of this type of forming? What is metal forming based on? 3. Bases of electrophysical and electrochemical methods of dimensional processing Electroerosion processing of metals. The essence of this method. Bases of electrospark, electropulse, electrocontact and anode-mechanical processing of metals, their basic outlines, application, equipment, tools. Comparative productivity; cleanliness of processing and technological features. Examples of their application in mechanical engineering. Суть методу хімічної та електрохімічної обробок металів, устаткування та інструменти які при цьому використовуються. Методи променевої обробки (електронним та світовим променями). Суть процесів. Принципові схеми, що використовуються, обладнання. Метод обробки металів із використанням ультразвукових коливань. Суть методу. Ультразвукові генератори та перетворювачі. Технологічні особливості розмірної обробки металів. Галузь використання. Устаткування для ультразвукової розмірної обробки. Методичні рекомендації Необхідно вивчити такі методи обробки як електроімпульсний, електроконтактний, хімічний, хіміко-механічний, електромеханічний, електронним та світовим променями, за допомогою ультразвуку, енергією імпульсного магнітного поля. При вивченні кожного методу обробки слід запам’ятати: - принцип дії (електрична ерозія, ударна дія завислих абразивних частинок, хімічна взаємодія у порівнянні з механічною дією, анодна взаємодія у порівнянні з механічною дією, анодне розчинення металу чи сплаву одночасно з взаємодією тепла або інших факторів); - випадки використання кожного виду обробки; - технологічна особливість протікання процесу обробки (напруження, щільність струму, середовище, що використовується, тиск, інтенсивність процесу); - здобуту точність і шорсткість поверхні. При вивченні даного матеріалу необхідно навчитися креслити схему установки відповідного методу обробки та формулювати суть її дії. Контрольні питання 35. Які методи відносять до електрофізичних та електрохімічних? Чим вони відрізняються? 36. В чому суть електроіскрової обробки металів? Яке використовується обладнання для цього? Які деталі в машинобудуванні обробляються цим методом? 37. Сформулюйте суть електроконтактної обробки металів. Який вигляд має схема процесу? Яке використовується обладнання? Приведіть приклади використання процесу в машинобудуванні. 38. В чому суть анодно-механічної обробки? Який вигляд має схема процесу? Яке використовується обладнання при цьому? The essence of the method of chemical and electrochemical processing of metals, equipment and tools applied for that. Methods of beam processing (by electronic beam, a light beam). The essence of processes. Basic outlines and equipment applied. Metals processing using the method of ultrasonic fluctuations. The essence of the method. Ultrasonic generators and converters. Technological features of dimensional processing of metals. The sphere of application. The equipment for ultrasonic dimensional processing. Methodological instructions It is necessary to study the following processing methods: electropulse, electrocontact, chemical, and chemical-mechanical electromechanical, by electronic beam, by light beam, by means of ultrasound, by pulse magnetic field energy. While studying each method of processing it is necessary to remember the following: - working principle (electric erosion, impact action of the weighed abrasive particles, chemical interaction combined with mechanical action, anode interaction combined with mechanical action, anode dissolution of metal or an alloy together with heat interaction or any other factors, etc.); - cases of application of each kind of processing; - technological feature of handling process (tension, current density, applied environment, pressure, process intensity, etc.); - the accuracy reached and the surface roughness. While studying the given material, it is necessary to learn how to draw the sketch of installation of a corresponding process method and to state the essence of its action. Test questions 35. What methods can be interpreted as electrophysical and electrochemical and what is their difference? 36. What is the essence of electrospark processing of metals? What equipment is applied? What parts for mechanical engineering are processed by this method? 37. What is the essence of electrocontact processing of metals? What does the layout of the process look like? What equipment is applied? Give examples of application of the process in mechanical engineering, 38. What is the essence of anode-mechanic processing? What does the layout of the process look like? What equipment is applied? Наведіть приклади використання процесу в машинобудуванні. 39. В чому суть обробки електронним променем? Який вигляд має схема процесу? Яке використовується обладнання при цьому? Наведіть приклади використування процесу в машинобудуванні? 40. В чому суть обробки лазерним променем? Який вигляд має схема процесу? Яке використовується обладнання при цьому? Наведіть приклади використання процесу в машинобудуванні. 41. В чому суть ультразвукової обробки? Який вигляд має схема процесу? Яке використовується устаткування при цьому? Наведіть приклади використання процесу в машинобудуванні. 4. Обробка неметалічних матеріалів Термопластичні, термореактивні, армовані, шарові та інші пластмаси, що використовуються в машинобудуванні їх властивості. Формоутворення виробів із пластмас. Виготовлення листів і стрічок. Штампування листових пластмас. Екструзійне формоутворення. Виготовлення деталей зі склопластів. Виготовлення труб із пластмас. Зварювання пластмасових виробів, механічна обробка деталей із пластмас. Техніка безпеки. Гумо-технічні матеріали, їх властивості. Формування виробів із гуми. Гумовані клеї, герметики з синтетичних матеріалів. Методичні рекомендації При вивчені технології виготовлення виробів із пластмас необхідно запам’ятати: - загальні відомості про пластичні маси, їх властивості (позитивні та негативні), галузь використання; - складові елементи пластмас (смоли, наповнювачі, пластифікатори, розчинники, барвники); - синтетичні смоли для пластмас та характеристики пластмас на основі даних смол; конденсатні, полімерні фенол-формальдегідні смоли та їх види, сечовиноформальдегідні, меланиноформальдегідні, аниліноформальдегідні смоли, види полімеризованих смол (поліхлорвінілові, акрилові, полістиролові), способи їх використання; найбільш важливі пластики (їх коротка характеристика): а) шарові пластики (текстоліт, склотекстоліт, азботекстоліт, Give examples of application of the process in mechanical engineering. 39. What is the essence of processing by an electronic beam? What does the layout of the process look like? What equipment is applied? Give examples of application of the process in mechanical engineering. 40. What is the essence of processing by a laser beam? What does the layout of the process look like? What equipment is applied? Give examples of application of the process in mechanical engineering. 41. What is the essence of ultrasonic processing? What does the layout of the process look like? What equipment is applied? Give examples of application of the process in mechanical engineering. 4. Processing of nonmetallic materials Thermoplastic, thermoset, reinforced, layered and other plastics applied in mechanical engineering. Their properties. Shape formation of products made of plastics. Manufacturing of sheets and tapes. Pressing of sheet plastic. Extrusion shape formation. Moulding of plastic under pressure. Hot pressing. Manufacturing of parts from fiber-glass plastic. Manufacturing plastic pipes. Welding of plastic products. Machining of plastic elements. Precaution rules. Rubber-technical materials and their properties. Formation of products of rubbers. Rubbered glues and sealing synthetic materials. Methodological instructions When studying manufacturing techniques of products from plastic, it is necessary to remember the following: - general data on plastics, their properties (positive and negative) and sphere of application; - components of plastics, (sheaf substances, fillers, softeners, solvents and dyes); - applied synthetic pitches for plastics and some characteristics of plastics on the basis of the given pitches: condensed, polymer, phenolformaldehyde pitches and their kinds, ureaformaldehydes, melamineformaldehydes, anylyne-formaldehyde pitches; kinds of polyadvantagehation pitches (polychlorevinyl, acryle, polystyrene) and the ways of their application; the most important plastics (their brief characteristic): a) layered plastics (textolite, glasstextolite, asbotextolite, hetinaxo-, гетинаксо-, фибро-, дельта-деревина); б) волокнисті пластики (волокніт, волокнисті теплостійкі матеріали, фрикційні матеріали); в) порошкові пластики (прес-порошки різних марок, різного складу, різної назви для пресування готових виробів); г) пластики без наповнювачів (органічне скло, полістирол, вініпласт, шумоматеріали). Потім потрібно вивчити технологію виробництва виробів з пластмас: пресування, виливання під тиском, зварювання пластмас, склеювання, обробка різанням. При вивченні пресування необхідно вивчити схему та процес отримання виробів із пластмас методом пресування, знати які пластмаси пресуються, характеристику процесу пресування (температура пуансона та матриці, тиск, витримка), зупинитися на допоміжній термічній обробці виробів із шарових пластмас, формулювати її призначення. Вивчаючи виливання під тиском, необхідно засвоїти схему устаткування для виливання пластмас під тиском, суть цього процесу, запам’ятати матеріали, які обробляються цим методом, температуру процесу, тиск, охолодження після пресування у прес-формі. Необхідно зупинитися на суті процесу зварювання пластмас, характеристиці пластмас, які піддаються зварюванню, вивчити процес зварювання (нагрівання зварювального матеріалу та нагрівання присадного прутка), процес використання зварювання пластмас для отримання виробів. Вивчаючи склеювання пластмас необхідно звернути увагу на клеї, що використовуються, суть склеювання пластмас. Надалі необхідно зупинитися на технологічному процесі склеювання (попередній підготовці склеювальних поверхонь, нанесення клею, тиск при склеюванні, витримка після склеювання). Потім потрібно вивчити обробку пластмас різанням та особливості дії цієї обробки: підвищений знос ріжучого інструменту, низьку теплопровідність та підвищення температури в зоні різання, що призводить до погіршення якості оброблюваної поверхні й підвищеному зносу ріжучого інструменту. Потрібно запам’ятати, які пластмаси піддаються обробці точінням, який використовується ріжучий інструмент та яка швидкість різання. fibro-, delta-wood); b) fibrous plastics (fibrous, fibrous temperature-resistant materials, frictional materials); c) powder plastics (press-powders of various brands, various composition and various names for pressing finished products); d) plastics without fillings (organic glass, polystyrene, vinyl plastic, foam materials). Then, it is necessary to study manufacturing of products of plastics: pressing, molding under pressure, welding of plastics, gluing of plastics, processing of plastics by cutting. While studying pressing, it is necessary to learn the layout and the process of receiving products of plastics by the method of pressing, to know what plastics are yield to pressing, the characteristic of the pressing process (a punch and matrix temperature, pressure, endurance) to dwell on additional thermal processing of products of layered plastics and their purpose. Studying moulding under pressure, it is necessary to know the layout of installation for moulding plastics under pressure, the essence of this process, to remember materials processed by this method, the process temperature, pressure, cooling after pressing in a press-form. It is necessary to review the essence of plastics welding process, characteristics of plastics, subject to welding, to study welding process (heating of material to be welded, heating of additive rod) and the process of application of plastics welding to obtain goods. Studying gluing of plastics, it is necessary to pay attention to the glues applied and the process of pasting. Further, it is necessary to dwell on the technological process of gluing (preliminary preparation of surfaces to be glued, covering them with glue, pressure while gluing, and keeping after gluing). Then, it is necessary to study processing of plastics by cutting and features of this processing; the increased wear of a cutting tool, low heat conductivity, and temperature rise in the cutting zone that brings down the grade of the surface being processed and increases wearing of a cutting tool. It is necessary to remember, what plastics are processable by sharpening, what cutting tool is to be applied and what cutting speed is. Контрольні питання 42. У чому полягає суть процесу пресування виробів із пластмаси і формоутворення? Чим пресування пластмаси відрізняється від процесу штампування металічних виробів на гідравлічних пресах? 43. Які пластмаси називають армованими? З чого вони виготовляються? Де використовуються? 44. У чому різниця виготовлення деталей складної форми з термореактивних та термопластичних пластмас? 45. Охарактеризуйте технологічний процес виготовлення деталей із пластмас методом виливання під тиском. З яких пластмас можливе виготовлення виробів цим способом? 46. Сформулюйте процес виконання зварювання пластмас. Які пластмаси піддаються зварюванню? В яких випадках використовують зварювання? 47. У чому полягають особливості обробки пластмас різанням? В якому випадку використовують цей метод обробки пластмас? 48. Який матеріал називається гумою? Назвіть основний склад гуми, що дозволяє використовувати її в промисловості? 49. Які особливості технології отримання виробів із гуми (висаджуванням, виливанням під тиском, пресування)? 50. Які особливості технології отримання гумових та армованих виробів із гуми ви знаєте? 51. Як виготовляється пориста гума? 52. Що таке вулканізація? Яка технологічна особливість її виконання для отримання виробів із гуми? 5. Основи порошкової металургії Суть порошкової металургії. Основні металокерамічні сплави (тверді, антифрикційні порошкові, високопористі сплави; фрикційні металокерамічні, жаростійкі порошкові матеріали). Технологія отримання виробів із порошків (отримання металічних порошків, формоутворення виробів, спікання). Методичні рекомендації. В процесі вивчення даного розділу необхідно засвоїти основні технологічні особливості отримання металевих виробів із пресованих порошків шляхом спікання їх без розплавлення. Тут потрібно Test questions 42. What is the essence of the pressing process for producing plastic goods and their formation and why does this process differ from that of pressing of metallic products by hydraulic presses? 43. What plastics are named as "reinforced"? How are they made and where are they applied? 44. What are peculiarities of manufacturing complicated design elements of intricate form of thermosets and thermoplastics? 45. Speak on technological process of manufacturing of plastic parts by the method of moulding under pressure. What plastics can be used for production of goods by this method? 46. State the process of welding plastics. What plastics are subject to welding and in what cases is welding used? 47. What are features of plastics processing by cutting? In what cases is this processing method used? 48. What material is called rubber? Name rubber basic composition allowing its wide application in industry. 49. What are peculiarities of technology of obtaining rubber products (upsetting, moulding under pressure, pressing)? 50. What features of production rubber and reinforced products of rubber technologies do you know? 51. How is porous rubber produced? What is its manufacturing technology? 52. What is vulcanization and what are technological features of its production for obtaining rubber products? 5. Basics of powder metallurgy The essence of powder metallurgy. Basic ceramic-metal alloys (firm alloys, antifrictional powder alloys, highporous alloys, frictional ceramicmetal materials, heat resisting powder materials). The technology of production goods from powders (obtaining metal powders, shape formation of products, sintering). Methodological instructions When studying this section, it is necessary to know the basic technological features of obtaining products of pressed powders by sintering them without fusion. Here it is necessary to dwell on розглянути методи отримання порошків, їх фізичні (форма, мікротвердість) та технологічні властивості (текучість, здатність до пресування, усідання), особливості пресування (щільність брикету залежно від тиску пресування, боковий тиск), обладнання (пресформа, преси), методи пресування і спікання (температура, середовище тощо). Необхідно ознайомитися з галузями використання металокерамічних матеріалів та виробів (пористі та конструкційні високотемпературні матеріали, тверді сплави та ін.). Контрольні питання 53. У чому полягає суть методу порошкової металургії? Які переваги порошкової металургії? У чому її економічна доцільність? 54. Яка технологія отримання порошків та виготовлення з них виробів? 55. В яких галузях машинобудування використовують вироби з порошків? Розкажіть про їх властивості. 6. Обробка металів різанням, металорізальні інструменти Основи обробки металів різанням. Фізичні основи процесу різання. Матеріали для виготовлення різальних інструментів. Поняття про наріст та усадку стружки. Динаміка процесу різання. Основи процесу абразивної обробки. Суть цього процесу. Абразивний інструмент, його характеристики. Переваги процесу шліфування, галузь його використання. Вибір абразивних інструментів. Остаточна обробка поверхні. Суть процесу хонінгування, суперфінішування, притирання, полірування. Роль поверхнево активних речовин у процесі мікрорізання. Поняття про якість поверхні, шляхи її покращення. Критерії якості поверхні. Залишкові напруження, структурні перетворення в поверхневих шарах при шліфуванні, їх вплив на якість поверхні. Методичні рекомендації У процесі вивчення даної теми потрібно засвоїти, що розуміють під обробкою металів різанням, припуском, вартість припуску в звальній вартості виготовлення деталі; необхідність і значення цього способу обробки матеріалів (металів) у загальному машинобудівництві та в інших галузях науки. Необхідно вивчити суть різання, та суть процесу утворення стружки. В різанні основними є the methods of receiving powders and their physical (form, specific surface, microhardness) and technological properties (fluidity, to be pressed), peculiarities of pressing (briquette density depending on the rate of pressing, lateral pressure) and the equipment applied (a compression mould, presses), and also the methods of pressing, and sintering (temperature, environment, etc.). It is necessary to familiarize with the sphere of ceramic-metal materials usage and products (porous materials, constructional hightemperature materials, hard alloys, etc.). Test questions 53. What is the essence of powder metallurgy method? What are advantages of powder metallurgy and what is its economic feasibility? 54. What is powder receiving and that of manufacturing technology products made of them? 55. In what spheres of mechanical engineering are products made of powders used? Tell about their properties. 6. Working by stock removal and metal cutting tools The bases of working by stock removal. Physical bases of the cutting process. Influence of the angle of sharpening of cutoff tool on the cutting process. Materials for production of cutting tools. Build-ups and chip reduction. Dynamics of the cutting process. The bases of an abrasive treatment process. The essence of this process. Abrasive tools and their characteristics. The advantages of a grinding process and the sphere of their using. Choice of abrasive tools. Finishing operations of surfaces. The essence of honing, super finishing, lapping, polishing processes. The role of surface-active agents in a micro-cutting process. Surface quality and the ways of its improvement. Criteria of surface quality. Residual forces and structural conversions in surface layers while grinding and their influence on the surface quality. Methodological instructions While studying this subject matter, it is necessary to know what is meant by working by stock removal, allowance and cost of the allowance in overall cost of component production. It is necessary to learn the necessity and importance of this way of metal treatment in general machine industry and other branches. It is necessary to learn the essence of cutting, i.e. the essence of chip cutting process. In the cutting process the main phenomena пластичні деформації, руйнування металу в межі різання, тертя,виникнення теплоти і підвищення температури в зоні різання. Важливо пам'ятати, що на процес різання (пластичні деформації, руйнування, тертя) впливають багато факторів: механічні характеристики оброблюваного матеріалу, наявність та властивості мастильно-охолоджувальних рідин, характеристики матеріалу ріжучого інструменту, рівень його загострення, хімічний склад оброблюваного матеріалу, режими різання та ін. Слід зазначити, що багато характеристик цих явищ змінюються зі зміною режимів різання і температури. Потрібно знати, як впливають вказані фактори на процес різання. Для розуміння режимів різання та геометрії ріжучого інструменту необхідно розглянути елементи різання (поверхня, яка оброблюється, поверхня різання, швидкість різання, подача, глибина різання), рух у процесі різання (головний рух подачі та допоміжний), основні площини, грані різця та кути при різанні. При цьому необхідно засвоїти поняття: «основна площина», «площина різання», «основна січна площина», «передня грань різця», «задня основна грань різця», «задня допоміжна грань різця», «головна ріжуча крайка», «допоміжна ріжуча крайка», «вершина різця», «задній головний кут», «передній кут», «кут загострення різця», «кут різання», «головний кут у плані», «кут при вершині різця», вивчити вплив кутів на міцність ріжучого інструменту і явища, які відбуваються у зоні різання. Єдиною причиною утворення стружки є сила різання Р. Необхідно знати розкладання сили різання на три складові: Рх, Ру, Рг – фактори, які впливають на значення цих складових, а також наближені співвідношення між ними. Вивчити швидкість різання і подачу на прикладі точіння або стругання, потрібно навчитися знаходити їх у всіх видах обробки різанням: точінні, струганні, фрезуванні, свердлінні, шліфуванні та протягуванні. Розглянути теплові явища, пов'язанні з різанням, потрібно в такій послідовності: - явища (причини), що призводять до утворення тепла в зоні різання; - фактори, які впливають на кількість утвореної теплоти в процесі різання; - явища, викликані підвищенням температури в зоні різання; - шляхи відводу теплоти, що виникла в зоні різання і фактори, are plastic deformation, metal breakdown in the area of cutting and friction,heating, and temperature increase in the area of cutting. It is necessary to remember that process of cutting (plastic deformations, breakdown and friction) is influenced by different factors, such as mechanical characteristics of treated material, presence and properties of cooling and lubricating fluids, characteristics of cutting instrument material and its sharpness, chemical composition of the material to be treated, regimes of cutting etc. It is necessary to mention, that a lot characteristics of these phenomena change along with the change of cutting and temperatures modes. It is necessary to know, how the specified factors influence the process of cutting. To understand modes of cutting and geometry of a cutting tool, it is necessary to consider the elements of cutting (processable surface, surface to be processed, surface of cutting, speed of cutting, feed, depth of cutting), movement during cutting (the main movement, feed, auxiliary movement), the basic planes, sides of a cutter and angles at cutting. Thus, it is necessary to know the terms: «the basic plane», «plane of cutting», «the basic secant plane», «flank», «face», «cutting edge», «side cutting-edge», end cutting-edge», «nose», «end cutting-edge angle», «side cutting-edge angle», «side-relief» or «side clearance», «end-relief» or «front clearance», «side-rake», «nose angle», and «back-rake», to study influence of angles on a cutting tool durability and the phenomena occurring in the zone of cutting. The only reason for shaving formation is cutting force P. It is necessary to know decomposition of cutting force on three components Рх, Ру and Pz, the factors influencing these components values, and also approximate parities between them. Having studied speed of cutting and feed on an example of turning, it is necessary to learn to define them in all kinds of processing by cutting: turning, milling, drilling, pulling and grinding. It is expedient to consider the thermal phenomena connected with cutting in the following order: - the phenomena causing heating in a zone of cutting; - the factors effecting the volume of heat in the process of cutting; - the phenomena caused by temperature rise in a zone of cutting; - ways of heat elimination in a zone of cutting, and factors, які впливають на розподіл теплоти між деталлю, стружкою, ріжучим інструментом і навколишнім середовищем; - вплив мастильно-охолоджувальної рідини на явища в зоні різання. Потрібно врахувати, що мастильно-охолоджувальні рідини попереджують утворення наросту і його впливу на процес різання, якість обробленої поверхні та вибір кутів загострення ріжучого інструменту. Слід звернути увагу також на те, що режими різання (в основному швидкість) впливають на інтенсивність утворення наросту. Важливо запам’ятати, що основний фактор підвищення продуктивності праці при обробці різанням – підвищення швидкості різання, але з підвищенням швидкості вище заданого значення різко зменшується стійкість ріжучого інструменту в результаті підвищення температури в зоні різання. Один із способів боротьби з цим явищем – використання мастильно-охолоджувальної рідини. Крім того, для робочої частини ріжучого інструменту використовують спеціальні теплостійкі матеріали. Необхідно запам’ятати основні ріжучі характеристики і галузь використання конструкційної сталі, вуглецевої інструментальної сталі, легованої інструментальної сталі, швидкоріжучої сталі та пластин із твердих сплавів. Після розгляду теоретичних основ різання потрібно вивчити види обробки різанням і відповідні їм металорізальні верстати: - точіння, токарні верстати; - стругання, стругальні та довбальні верстати; - фрезування, фрезерні та розточні верстати; - свердління, свердлильні верстати; - протягування, протяжні верстати. При цьому потрібно запам’ятати: - принцип кожного виду обробки різанням; - види робіт, які виконують цим способом (наприклад, обробка циліндричних та обробка поверхонь для шліцьових з’єднань, виготовлення й обробка отворів тощо); - устаткування й основні вузли станків даної групи, процес обробки на них; - види металоріжучих верстатів, які є складовими даної групи; - застосовуваний ріжучий інструмент, його види; - точність і шорсткість поверхні, які можливо досягти даним способом обробки – різанням. influencing distributing the heat between a part, shaving, a cutting tool and the environment; - influence of lubricant-cooling liquids on the processes in the zone of cutting. It is necessary to consider, that lubricant-cooling liquids prevent outgrowth formation and influence cutting process quality of the processed surface and the choice of sharpening angles of a cutting tool. It is also necessary to pay attention to the fact that cutting regimes (basically speed) influences the intensity of outgrowth formation. It is important to remember, that the major factor of labour productivity increases while processing by cutting is the increase of cutting speed, but if increase of cutting speed is above a certain value, stability of a cutting tool in the cutting zone sharply decreases as a result of temperature rise. One of the methods of elimination this phenomenon is application of lubricant-cooling liquids. Besides, a working part of a cutting tool is made of special heat proof materials. It is necessary to remember, that basic cutting characteristics and the sphere of usage of constructional steel, carbon tool steel, alloys and tool steel, fast-cutting steel and plates from hard alloys. After considering theoretical bases of cutting, it is necessary to study kinds of processing by cutting and corresponding to them metal-cutting machine tools; - turning and lathes; - planning, planning and slotting machines; - milling, milling and boring machine tools; - drilling and boring machines;. - broaching work and broaching machine. Thus, it is necessary to remember: - the principle of each kind of processing by cutting; - kinds of works which are carried out in this way (for example, processing of cylindrical surfaces, processing of surfaces for obverse connections, manufacturing and processing of apertures and etc.); - equipment and basic units of machine tools of the given group, and also processing by them; - kinds of metal-cutting machine tools entering this group; - the employed cutting tool and its kinds; - accuracy and roughness of the surface which can be reached in the given way of processing i.e. cutting; Необхідно пам’ятати, що шліфування є також процесом різання (іноді його називають мікрорізанням), але з деякими особливостями, характерними для цього виду обробки. В цьому процесі ріжучий інструмент – абразивні зерна (порівняно невеликих розмірів) з дуже твердого абразивного матеріалу – зрізує (здряпує) невелику кількість матеріалу, залишаючи неглибокий слід, який залежить від розміру зерен та подачі. Мікрорізання відрізняється від процесу різання, але основою його також є пластичні деформації. Слід зрозуміти суть процесу самозагострення абразивного інструменту, види абразивного інструменту. Необхідно знати основні явища, зв’язані з мікрорізанням і самозагостренням, які визначають особливості шліфування. Для збільшення продуктивності в більшості випадків потрібно використовувати великі швидкості різання. Невелика товщина шару, який зрізується, а також масивність і жорсткість шліфувальних верстатів забезпечують високу точність обробки. Великі швидкості, малі подачі й дрібні абразивні зерна дозволяють отримувати малу шорсткість поверхні. Шліфування в переважній кількості випадків використовують як кінцевий вид обробки. Але його можливо використовувати попередню при зрізанні великої товщини дуже твердих матеріалів. Необхідно запам’ятати види абразивних матеріалів, які застосовуються для виготовлення абразивних інструментів, їх характеристику і спосіб отримання. Необхідно розглянути види зв’язок, які використовують для виготовлення абразивних інструментів (дробіння, сортування зерна і порошків) процес виготовлення абразивних інструментів і наявність на них клейма. Потрібно засвоїти структуру круга, її значення в процесі шліфування, а також види кругів, які використовуються. Поняття твердості круга і твердості абразивного матеріалу не тотожні. Необхідно знати, як вибирається твердість круга, залежно від твердості матеріалу, який оброблюється. Потрібно засвоїти явище зносу, засалювання і запам’ятати способи правки абразивних кругів. Крім того, потрібно вивчити режими різання при шліфуванні, види шліфування, шліфувальні верстати, мастильно-охолоджувальні рідини. Необхідно звернути увагу на використання шліфування в загальному машинобудуванні й ремонті техніки. Обробка поверхні – це спосіб надання поверхні найменшої шорсткості. Крім шорсткості, поняття якості поверхні It is necessary to remember, that grinding is also a process of cutting (it is sometimes referred to as microcutting), but with some features characteristic for this kind of processing. In this process the cutting tool is abrasive grains (of comparatively small sizes) made of very hard abrasive material that cuts off a small amount of material, leaving hot deep trace depending on the size of grains and feed. And though the process of micro cutting differs from that of cutting, its basis is also plastic deformation. It is necessary to understand the essence of self-sharpening process of the abrasive tools and their variety. It is necessary to know the basic phenomena connected with micro cutting and self-sharpening which define features of grinding. In most cases it is necessary to apply greater speeds of cutting to increase productivity. Small thickness of a cut off layer, and also massiveness and rigidity of grinding machine tools provide high accuracy of processing. Greater speeds, small feeds and quite fine abrasive grains allow to receive a surface of small roughness (Rа = 1,0 microns). Grinding is in majority of cases applied as a final kind of processing. However, it can be used as preliminary processing for removal of greater thickness of very hard materials. It is necessary to remember kinds of abrasive materials applied for manufacturing of abrasive tools, their characteristics and how they are obtained. You should consider variety of bonds, used for manufacturing abrasive tools, their characteristics and the methods of producing abrasive materials to manufacture abrasive tools (crushing, sorting of grain and powders), the process of manufacturing of abrasive tools and if there are brands on them. It is very important to know the wheel structure and its significance for grinding, and also kinds of wheels applied. The concept of wheel hardness should not be mixed with that of an abrasive material hardness. It is necessary to know, how to choose a wheel of proper hardness depending on that of the material being processed. One should know what wearing out is deterioration and remember the ways of setting abrasive wheels. Besides, you must study modes of cutting while grinding, kinds of grinding, grinding machine tools, and lubricant-cooling liquids. It is necessary to pay attention to the application of grinding in general mechanical engineering and while repairing technical devices. Furnishing of a surface is the way to make it as smooth as possible. Except for roughness, surface quality has a lot more characteristics: характеризується ще твердістю, залишковими напруженнями, структурою матеріалу, тріщинами, зносостійкістю, міцністю та ін. Якість поверхні впливає на експлуатаційні якості деталей. Необхідно вивчити хонінгування, суперфінішування, притирання і полірування. Контрольні питання 56. Сформулюйте суть основних рухів при обробці різанням: головний, рух подачі і допоміжний. 57. За допомогою необхідних ескізів пояснити координатні площини, елементи й основні кути загострення токарного прохідного різця. Який вплив цих кутів на процес різання? Вкажіть приблизне їх практичне значення. 58. У чому полягає суть різання (суть виникнення стружки)? Які види стружки ви знаєте? Чому в зоні різання виникає теплота? Які шляхи її відводу з зони різання? 59. Як визначається швидкість різання при обробці точінням, фрезуванням, протягуванням і струганням? У чому особливості швидкості різання при свердлінні? Яке значення швидкості як фактора, що впливає на виробництво? Що обмежує швидкість різання? 60. З яких матеріалів виготовляють робочу частину ріжучих інструментів? Наведіть їх характеристику. 61. Яка мета використання мастильно-охолоджувальної рідини? Назвіть види мастильно-охолоджувальних рідин. В яких випадках використовують мастильно-охолоджувальну рідину? 62. Які роботи (операції) і якими ріжучими інструментами можливо виконати на верстатах токарної групи? Які верстати відносяться до верстатів цієї групи? Яку точність і шорсткість отримують при обробці точінням? 63. Які існують види обробки різанням отворів? Назвіть основні елементи і кути загострення спірального свердла. Яка точність обробки отворів і шорсткість поверхні при відомих вам способах виготовлення отворів? 64. У чому суть і характеристика процесу різання на фрезерних верстатах? Поясніть конструкцію основних видів фрез. 65. Сформулюйте суть виготовлення (обробки) зубів зубчастих коліс методами копіювання і обкатки. Які верстати і ріжучі hardness, locked-up stresses, pressure, material structure, burning, cracks wear resistance, durability, etc. A surface quality influences operational properties of parts. It is necessary to learn honing, superfinishing, grinding in and polishing. Test questions 56. State the essence of basic movements while processing by cutting: the main movement, feed and auxiliary movement. 57. By means of necessary sketches explain coordinate planes, elements and the basic angles of sharpening of a turning tool. What is the influence of these angles on the cutting process? Specify their provisional practical value. 58. What is the essence of cutting (essence of shaving formation)? What kinds of shaving do you know? What is the reason of heating in the zone and what are the ways of reducing it out of the cutting zone? 59. How is cutting speed determined while turning, milling, and planning? What are characteristic features of cutting speed while drilling? What is of cutting speed as a factor influencing productivity? What limits the speed of cutting? 60. What materials are working parts of cutting tools made of? Give their characteristic. 61. What is the purpose of lubricant-cooling liquid application? Name kinds of lubricant-cooling liquids. In what cases are lubricantcooling liquids applied? 62. What works (operation) can be done and what cutting tools can be used at the equipment of turning group? What machine tools belong to this group? What accuracy and roughness can be reached while turning? 63. What kinds of holes processing by cutting exist? Name basic elements and angles of a spiral drill sharpening. What is the processing accuracy of holes and surface roughness when the methods of holes manufacturing are known? 64. State essence and the characteristic of cutting process at milling. What works are carried out by milling machine tools? Explain the construction of the basic kinds of mills. 65. Speak on the essence of manufacturing (processing) of toothed gear wheels teeth by the method of copying and the method of rolling. інструменти використовують при виготовленні зубів? Яке значення і суть будови ділильної головки? 66. У чому суть протягування і переваги цього способу обробки різанням. Поясніть будову і принцип дії протяжних верстатів. З яких частин і елементів складається протяжка? 67. Викладіть особливості і значення обробки металів шліфуванням у загальному машинобудуванні. Яку точність і шорсткість поверхні отримують при шліфуванні? 68. Поясніть суть процесу шліфування. Як проходять процеси різання при шліфуванні, затуплення абразивних зерен і самозагострення круга? 69. Назвіть основні абразивні матеріали, які використовують для абразивних інструментів, приведіть їх характеристику, вкажіть галузь їх використання. 70. Які основні види зв’язок використовують при виготовленні шліфувальних кругів? Дайте їм коротку характеристику. 71. Що розуміють під твердостями абразивного матеріалу й круга? 72. Назвіть основні види й способи шліфування. 73. Для чого під час шліфування використовують мастильноохолоджувальні рідини? 74. Які характеристики входять у поняття «якість поверхні»? Як це впливає на експлуатаційні властивості деталі? 75. Назвіть основні оздоблювальні операції. Яку точність та шорсткість поверхні за їх допомогою отримують? 76. Охарактеризуйте процес хонінгування. Який інструмент використовується? Який припуск знімається при хонінгуванні? Які можуть бути забезпечені точність і шорсткість поверхні при хонінгуванні? 77. У чому полягає суть й особливості суперфінішування? Який при цьому використовують інструмент? Яке призначення цього виду обробки? Яка точність і шорсткість поверхні можуть бути отримані при суперфінішуванні? 78. Яке призначення і суть притирання? Які види притирання ви знаєте? З яких матеріалів виготовляють притири? Яка конструкція притирів? Які мікропорошки (пасти) використовують для притирання? Який їх склад? Розкажіть про використання притирання в машинобудівництві і ремонтному виробництві. What rates and cutting tools are applied for manufacturing teeth? What is the purpose and essence of the dividing head structure? 66. Speak on the essence of pulling and advantages of the method of processing by cutting. Explain the structure functioning and the principle of broaching machine. What parts and elements does broaching consist of? 67. Speak on features and significance of metals processing by grinding in general mechanical engineering. What accuracy and roughness of surfaces can be reached at grinding? 68. Explain the essence of grinding process. How do the processes of cutting at grinding, dulling of abrasive grains and self-sharpening a wheel occur? 69. Name basic abrasive materials applied for abrasive tools. Give their characteristic, and specify their application sphere. 70. What basic kinds of bonds are applied for manufacturing grinding wheels? Give their brief characteristics. 71. What is understood as hardness of an abrasive material and hardness of a wheel? 72. Name basic kinds and methods of grinding. 73. What are lubricant-cooling liquids used for while grinding? 74. What characteristics are included into the notion “a surface quality” and what is their influence on operational properties of a part? 75. Name basic finishing operations. What accuracy and roughness of a surface can be reached due to them? 76. Characterize the process of honing and the tools applied. What allowance is removed at honing? What accuracy and roughness of a surface can be provided due to honing? 77. What are the essence and specific features of super finishing? What tool is applied? What is the purpose of this kind of processing? What accuracy and roughness of a surface can be received by super finishing? 78. What is the purpose and essence of grinding in? What kinds of grinding in do you know? What materials are grindings made of and what is the design of grindings? What micropowders (or pastes) are applied for grinding in and what is their composition? Tell about application of grinding in mechanical engineering and for repairs. 79. Як проходить процес полірування? В чому його суть? Яке обладнання і які пасти використовують для полірування? 7. Зварювання, різання і пайка металів Загальні відомості про зварювання металів. Значення зварювання в авіабудівництві. Вклад вітчизняних вчених у розвиток зварювального виробництва. Класифікація видів і способів зварювання за ГОСТ 2313-82. Хіміко-металургійні процеси при зварюванні плавленням. Засоби захисту металу зварювальної ванни від впливу зовнішнього середовища. Металургійні зміни у зварювальних з’єднаннях. Зона термічного впливу. Основи електродугового зварювання за методами М. М. Бенардоса і М. О. Слав’янова. Будова електричної дуги, її вольт-амперна характеристика. Джерела живлення зварювальної дуги. Ручне електродугове зварювання (ЕДЗ), його суть, переваги й недоліки. Електроди для ЕДЗ. Флюси і види обмазки на електродах. Автоматичне та напівавтоматичне ЕДЗ. ЕДЗ під шаром сипучого флюсу і в середовищі захисних газів (Ar, CO2, H2), їх суть, переваги, недоліки, галузь використання. Зварювання титанових сплавів. Електричне контактне зварювання. Його суть. Точкове, роликове, шовне, стикове зварювання. Галузь їх використання. Холодне зварювання, його суть, способи і галузь використання. Зварювання вибухом. Його суть, галузь використання. Ультразвукове, лазерне зварювання та електронним променем. Основи паяння металів. Припої, флюси та їх призначення. Особливості паяння алюмінію та його сплавів. Ультразвукове паяння алюмінію. Методичні рекомендації Вивчаючи дану тему, необхідно зрозуміти фізичну суть процесу зварювання, котра випливає з самого значення цього технологічного процесу. Важливо пам’ятати, що зварюванням називають процес отримання нероз’ємного з’єднання, при якому встановлюється міжатомна взаємодія й утворюється металічний зв’язок між частинами з’єднувальних металів. Для того, щоб отримати зварювальне з’єднання, потрібно зблизити атоми металів до відстані, при якій почнуть діяти міжатомні сили зчеплення. Вступають у дію металічні зв’язки. Практично це можливо здійснити одним з наступних способів: - розплавленням присадного матеріалу й оплавленням What can you tell about polishing process, and what is its essence? What equipment and what pastes are used for polishing? 7. Welding, gas cutting and soldering of metals General information on welding metals. A role of welding in aircraft construction. The contribution of native scientists to the development of welding manufacturing. Classification of kinds and methods of welding in accordance with GOST 2312-82. Chemical and metallurgical processes when welding by fusion. Means of protection of metal welding baths from the influence of an environment. Changes in metallic welded joints. The zone of thermal influence. Bases of electro arc welding. Ways of welding by N. I. Benardos’ and N. G. Slav’yanov’s methods. A structure of an electric arc, its volt-ampere characteristics. Sources of welding arcs feeding. Manual arc welding (MAW), its essence, advantages and disadvantages. Electrodes for MAW. Fluxes and kinds of smears on electrodes. Automatic and semi-automatic AW. Submerged arc welding and welding in the environment of protective gases (Аr, СО2, H2), their essence, advantages, disadvantages and the sphere of usage. Welding of titanic alloys. Resistance welding. Its essence. Spot, roller, seam, butt welding. Area of their application. Cold welding, its essence, ways and the sphere of usage. Welding by explosion, its essence and the sphere of usage. Ultrasonic, laser welding, welding by electronic beam. Bases of metals soldering. Solders, fluxes and their purpose. Features of soldering of aluminium and its alloys. An ultrasonic soldering of aluminium. Methodological instructions While studying the given subject matter, it is necessary to understand first of all physical essence of welding process which is clear from the definition of this technological process. It is important to know, that welding is referred to as the process of receiving a joint which cannot be disconnected as there establishes an interatomic interaction and metallic fusion between particles of connected metals. To receive welded connections, it is necessary to draw together atoms of metals up to such a distance at which internuclear coupling forces will occur and metal bonds will start functioning. Practically it can be effected by one of the following ways: - by melting additive material and fusing surfaces of a seam of parts поверхонь шва деталей, які з’єднуються, коли між з’єднувальними місцями деталей утворюється однорідна ванна з рідиною металу, яка охолоджується й утворює суцільний зварювальний шов (за цим принципом здійснюють електродугове, газове, плазмове, електрошлакове та інші види зварювання, при яких місце з’єднання нагрівають до плавлення); - нагріванням металу в місцях з’єднання до стану високої пластичності з наступним стисканням (на цьому принципі ґрунтуються стикове, точкове, роликове, конденсаторне, зварювання тертям та деякі інші види); - без нагрівання – холодним зварюванням, при якому з’єднувальні деталі стискають із великим зусиллям, яке спричиняє в металі значну пластичну деформацію, метал в зоні зварювання тече, при цьому атоми поверхонь, що з’єднуються зближуються, між ними виникають сили міжатомної взаємодії й проходить процес схоплення з утворенням міцного монолітного зварного з’єднання. Після засвоєння принципів здійснення зварних з’єднань потрібно розглянути загальні характеристики зварювання: його переваги (високі економічні та виробничі якості, зручність виконання, можливість виправлення дефектів кованих і ливарних заготівок, можливість відновлення зношених або аварійних деталей), причини, які визначають ці переваги, недоліки зварювання (відмінність складу, структури і механічних властивостей металу шва і зони навколо шва від основного матеріалу, виникнення термічних напружень при зварюванні, явище незварюванності), а також зрозуміти суть і причини цих недоліків. Необхідно запам’ятати такі види зварних з’єднань як стиковий, тавровий, кутовий, внапусток, зварні з’єднання деталей із відбортовкою крайок, з однобічним розділом крайок та типи швів відносно зусиль (фланцеві, лобові, косі), які на них діють, і їх розміщенням у просторі. Лише після цього можна починати вивчення окремих видів зварювання і його різновидів. Доцільно також зупинитись на найбільш поширеному виді зварювання – електродуговому. При цьому потрібно запам’ятати будову електричної дуги та її вольт-амперну характеристику, температуру зварювальної дуги, параметри, від яких вона залежить, способи зварювання за методами М. М. Банардоса та М. Г. Слав’янова, пряму та зворотну полярності, джерела струму для being connected when between connecting places of parts there occurs a homogeneous bath of liquid metal which becomes stiff creating a continuous welded seam (arc welding, gas, plasma, submerged and other kinds of welding, at which junctions are heated up to fusion are carried out by this method); - by heating metal in junctions up to a condition of high plasticity and subsequent compressing (on this principle are based butt, spot, roller, resistance welding, welding by friction and some other kinds of welding); - without heating, by cold welding at which parts to be connected are compressed with high specific pressure causing significant plastic deformation; metal in the zone of welding is flowing, thus atoms on contact surfaces draw together and forces of internuclear influence occur between them and the process of hardening takes place to form strong monolithic welded connection. On mastering principles of making welded connections, it is necessary to consider general characteristics of welding; its advantages (high profitability and productivity, case of production, possibility to correct defects in forged and cast blanks, possibility to restore the worn out or not reliable parts), the reasons determining these advantages, disadvantages of welding (difference of composition, structure and mechanical properties a seam of metal and near the seam zones from the basic material, occurrence of thermal pressure while welding, the phenomenon of non-welding) and also to understand the essence and causes of these shortcomings. It is necessary to remember such kinds of welded connections as: butt, tee, angular, lap welded connections of parts with underboarding of cutting edges, with one foreign cutting edge, with two foreign cutting edges, and also types of seams in terms of efforts acting on them (flank, frontal, slanting) and of their arrangement in space. Only after that you should proceed to studying separate kinds of welding and their varieties. It is expedient to pay special attention to the most widespread kind of welding that is arc welding. And it is necessary to remember structure of an electric arc and its volt-ampere characteristic, temperature of welding arcs, parameters it depends on, ways of welding using N. N. Benardos’ and N. G. Slav’yanov’s methods, straight and reverse polarity, sources of current for arc welding and their features, welding electrodes (non-smelting дугового зварювання та їх особливості, зварювальні електроди (неплавкі та ті, що плавляться, види обмазок електродів, їх призначення). Потім рекомендується розглянути суть, техніку і загальну характеристику зварювання під шаром флюсу, зварювання в захисних середовищах (аргоно-дугове, в середовищі окису вуглецю, дуговим плазмовим пальником). Вивчаючи джерела струму для живлення зварювальної дуги, потрібно особливу увагу звернути на обладнання і техніку безпеки при електродуговому зварюванні. Необхідно зрозуміти суть контактного зварювання, запам’ятати його види (стикове, оплавленням і опором, точкове, роликове, тертям), різновиди, ознайомитися з обладнанням. Слід вивчити можливості використання вказаних видів контактного електрозварювання в загальному машинобудуванні. Важливо пам’ятати, що в процесі ремонту і експлуатації доволі часто використовують газове (киснево-ацетиленове) зварювання. Необхідно зрозуміти суть ацетиленового зварювання, запам’ятати його переваги та недоліки, галузь використання, розглянути гази, що використовують для зварювання, їх властивості, вимоги, які висуваються до них, спосіб їх отримання, зберігання, засвоїти структуру і види киснево-ацетиленового зварювального полум’я (відновне, окисне, нейтральне), ознайомитись з устаткуванням, що використовується при ацетиленовому зварювані (газові редуктори, шланги, газові пальники). Після вивчення ацетиленового зварювання потрібно розглянути газокисневе різання металів. При цьому потрібно зрозуміти суть процесу газового різання – розрізняти пропалення і проплавлення металу, вивчити умови вогняної різки (будови та принципи дії різака, процес різки, гази, що використовуються) в умовах ремонту та експлуатації техніки часто потрібно виявити дефекти у зварних швах, усувати та попереджати їх. Отже, необхідно запам’ятати: - можливі дефекти в зварних швах та причини їх виникнення (невідповідність ширини і товщини шва, непровар, перегрів, перепал, підріз, пористість, шлакові включення, тріщини, деформації зварних з’єднань); - методи виявлення дефектів, методи контролю зварних швів (зовнішній огляд, механічні випробування, металографічні дослідження, контроль щільності, рентгенівське просвічування, and smelting electrodes, kinds of smears of electrodes and their purpose). Then it is recommended to consider the essence, techniques and a general characteristic of submerged welding, welding in protective environments (argon arc welding, welding in oxide environment of carbon, welding by an arc plasma torch). Studying sources of current for feeding welding arcs, it is necessary to turn special attention to the equipment and safety precautions while arc welding. It is necessary to understand the essence of contact welding, to remember its kinds (butt, smelting and by resistance, spot, roller, step-bystep), versions of contact welding (pulse or "condenser" welding by the accumulated energy) to familiarize with the equipment. It is necessary to study possibilities of using specified kinds of contact electric welding in general mechanical engineering. It is important to remember, that in the process of repairing and operation gas (oxygen-acetylene) welding is quite often used. It is necessary to understand the essence of acetylene welding, to remember its advantages, disadvantages, the sphere of usage, to consider gases used for welding, their properties what demands they must meet, way how to have and storage them, to know the structure and kinds of oxygen-acetylene welding flame (regenerative, oxidizing, neutral) and to familiarize with the equipment applied for acetylene welding (gas reducers, hoses, gas torches, etc.). After studying gas welding it is reasonable to consider gas cutting of metals. Thus, it is necessary to understand the essence of gas arc sharp process that is burning of metal, instead of profusion; to learn conditions of gas cutting, also the ways of realization of gas cutting (construction and acting principle of a cutting torch, cutting process, used gases, etc.). While repairing and in operating conditions, it is often necessary to reveal defects in welded seams, to prevent and eliminate them. Therefore it is necessary to remember: - possible defects in welded seams and reasons of their formation (discrepancy of width and thickness of a seam, an overheat, underburning, undercutting, porosity, slag inclusions, cracks, deformations of welded connections, etc.); - methods of revealing defects, quality monitoring of welded seams (external inspection, mechanical tests, metallographic research, density контроль зварних швів гама-випромінюванням, магнітний та люмінесцентний методи контролю, випробування зварних швів на корозію, хімічний аналіз); - аналіз причин, які викликали дефекти та способи усунення чи попередження цих причин. Потрібно звернути увагу на зварюваність різних металів. Важливо знати, що різні метали (сплави) при їх зварюванні неоднаково можуть утворювати якісні зварні шви. Якість зварного шва залежить від багатьох причин, в тому числі і від вибору зварювання. Необхідно засвоїти методи зварювання вуглецевих сталей, алюмінію та його сплавів, магнієвих і сплавів на основі титану. При вивченні паяння металів потрібно враховувати, що паяння міддю та деякими іншими припоями забезпечує отримання з’єднань, які за своєю міцністю наближаються до зварних швів, а іноді – міцніші їх. Деякі конструкції можливо якісно виготовити тільки за допомогою паяння. Потрібно знати види паяння твердими та м’якими припоями, суть паяння (принцип паяння, затікання припою в зазорикапіляри, які утворилися між матеріалами, що паяють, а також утворення в них із припою та основних матеріалів сплаву нового складу), оптимальне значення зазору між поверхнями, що спаюються, механічні характеристики паяного шва, склад і характеристики припоїв, паяльні флюси та їх дія в процесі пайки. Контрольні питання 80. Що називають зварюванням? В чому його суть? 81. Чим визначається вид зварювання? Які існують види зварювання? 82. Яка різниця та особливості способів зварювання за методами М. М. Бенардоса та М. Г. Слав’янова? Яку полярність називають прямою? В яких випадках використовують пряму і зворотну полярності? 83. Який струм використовують для електродугового зварювання? Які його характеристики? 84. Які існують типи зварюваних з’єднань та види зварних швів? 85. Які можуть бути дефекти в зварних з’єднаннях? Які причини їх виникнення. Які методи використовують для контролю зварних швів? control, x-ray method of research, the control of welded seams by scalebeaming, magnetic and luminescent quality monitoring, tests of welded seams for corrosion, chemical analysis, etc.); - the analysis of reasons which have caused defects, and ways of their preventing and elimination. It is necessary to pay attention to welding ability of various metals. It is important to know, that various metals (and alloys) while welding can form perfect welded seams. Quality of a welded seam depends on many factors and a kind of welding as well. It is necessary to know methods of welding carbon steel, corrosion-proof and heat resisting steels, aluminium and its alloys, magnesium alloys and alloys on the titan basis. While studying soldering of metals, it is expedient to have in mind, that the soldering with copper and some other solders provides connections which can be compared as to their durability with welded seams, and sometimes they are even stronger. Structures can be properly made only by means of soldering. It is necessary to know all kinds of soldering with firm and soft solders, the essence of soldering (principle of soldering, leakage of solder into backlashes-capillaries, formed between materials to be soldered, and formation of new structure alloy in them from solder and the basic materials), optimum value of backlash between surfaces to be welded, mechanical characteristics of soldered seam, structure and characteristics of solders, soldering fluxes and their functions while soldering. Test questions 79. What is welding and what is its essence? 80. What are kinds of welding determined by and what kinds of welding exist? 81. What are distinctions and features of welding by N. N. Benardos’ and N. G. Slav’yanov’s methods? What polarity is referred to as straight line polarity? In what cases are direct and return polarity applied? 82. What current is applied for arc welding and what are its characteristics? 83. What types of welding connections and kinds of welded seams exist? 84. What defects may occur in welded seams and what are reasons of their occurrence? What methods are used to control welded seams? 86. Які переваги та недоліки зварювання? 87. Чому в зварному шві виникають внутрішні напруження? Які виявляються при цьому наслідки та як їх усувають? 88. У чому полягає суть, зварювання під шаром флюсу? Назвіть його переваги та недоліки. У чому різниця автоматичного і напівавтоматичного зварювання під шаром флюсу? 89. Які види електродів використовують при електродуговому зварюванні? Які вимоги висувають до електродів? 90. У чому полягає суть зварювання в захисних середовищах? Які захисні гази використовують при цьому методі зварювання? Пояснить суть атомно-водневого і аргоно-дугового зварювання. Назвіть галузь їх використання в машинобудівництві. 91. У чому полягає суть та як проходить процес контактного електрозварювання? Назвіть види контактного електрозварювання та галузь їх використовування. 92. Як виконується газове зварювання? Які гази використовують для газового зварювання? Як вони зберігаються, та як їх отримують? Яка апаратура потрібна для газового зварювання? 93. Чим відрізняються структура матеріалу зварного шва та навколошовної зони при зварюванні сталі від основного матеріалу? Що роблять для того, щоб різниця між структурами матеріалів була мінімальною? 94. Яка структура зварювального полум’я? Назвіть зони полум’я, склад газів, температуру та процеси, які відбуваються, в кожній зоні? Які ви знаєте види зварювального полум’я? В яких випадках їх використовують? 95. Охарактеризуйте будову та принцип дії інжекторно-газового пальника (накресліть схему). У чому різниця будови газового пальника та газового різака? 96. У чому суть газокисневого різання металів? Назвіть умови. 97. Що розуміють під зварністю металів? Яка зварність вуглецевих легованих сталей та кольорових сплавів? Які заходи приймають для отримання шва кращої якості? 98. Що називають паянням? У чому суть утворення з’єднання, отриманого паянням? Порівняйте зварювання з пайкою (по суті виникнення шва, за перевагами та недоліками). 99. Що таке пайка твердими припоями? Коли її використовують? Які використовують флюси та припої? Як 85. What are advantages and disadvantages of welding? 86. Why does internal pressure arise in a welded seam? What are their consequences and how can they be eliminated? 87. What is the essence, and what are advantages and disadvantages of submerged arc welding? What is the distinction between automatic and semi-automatic submerged arc welding? 88. What kinds of electrodes are applied for arc welding? What are the requirements for electrodes? 89. What is the essence of welding in protective environments? What protective gases are applied for this method of welding? State the essence atom-hydrogen and gas tungsten arc welding and the area of their application in mechanical engineering. 90. What is the essence and how does the process of resistance welding go? Name kinds of resistance welding and the area of their application. 91. How is gas welding carried out? What gases are applied to single welding, how are they obtained and stored are they? What equipment is intended for gas welding? 92. What does the structure of a material of a welded seam and heataffected zones differ from basic material while steel welding? What is done to minimize distinction between structures of materials? 93. What is the structure of a gas flame welding torches? What are flame zones, composition of gases, temperature and processes in each zone? What kinds of welding flame do you know? In what cases are they applied? 94. Characterize the structure and principle of action of an injector gas torch (draw a sketch of the device). What is the difference between gas torch and gas cutting torch? 95. What is the essence and what are conditions of gas cutting? 96. What is meant by weldability of metals? What is weldability of carbon alloyed steels and non-ferrous alloys? What measures are accepted to obtain a better quality seam? 97. What is referred to as «soldering»? What is the essence of forming a joint received by soldering? Compare welding and soldering (as to appearing a seam and compare their advantages and disadvantages). 98. What is brazing? Where is it applied? What fluxes and solders виконується паяння твердими припоями? 100. Що таке пайка м’якими припоями? Яке призначення цього паяння? Які флюси та припої використовують при паянні м’якими припоями? 101. Як проходить паяння алюмінію? Які флюси використовують при паянні? В чому суть їх впливу на процес паяння? Які використовують припої? В чому суть паяння алюмінію за допомогою ультразвукових коливань? Контрольні роботи Студент повинен виконати дві контрольні роботи, котрі складаються з 37 варіантів по три питання в кожному варіанті. Варіант контрольної роботи 1 слід вибрати за сумою номеру першої літери прізвища (А – 1, Б – 2, В – 3, Г – 4, Д – 5, Е – 6, Є – 7, Ж – 8, З – 9, И – 10, І – 11, Й – 12, К – 13, Л – 14, М – 15, Н – 16, О – 17, П – 18, Р – 19, С – 20, Т – 21, У – 22, Ф – 23, Х – 24, Ц – 25, Ч – 26, Ш – 27, Щ – 28, Ю – 29, Я – 30) та передостанньої цифри учбового шифру, а варіант контрольної роботи 2 – по сумі номеру першої літери прізвища і останньої цифри учбового шифру. Наприклад Крилов, 866631. Варіант роботи 1: 13+3=16; робота 2: 13+1=14. Відповідно, варіант 1 потрібно вибирати за табл. 1, варіант 2 – за табл. 2, питання контрольної роботи є питаннями для самоперевірки. Для виконання контрольної роботи необхідно попередньо вивчити рекомендовану літературу, а потім відповісти на питання для самоперевірки. Контрольні роботи повинні бути написані розбірливо, чітко та охайно або надрукованими. Перед кожною відповіддю має бути написано питання. Залишати поля 30 – 40 мм для зауважень, після відповіді залишати 4–6 лінійок вільними. Необхідні схеми та креслення виконувати правильно та акуратно. На початку роботи має бути вказано учбовий шифр та варіант, в кінці роботи – перелік використаної літератури, дата, підпис виконавця. are used? How is brazing carried out? 99. What is the soldering by soft solders? What is the purpose of this type soldering? What fluxes and solders are used for soldering by soft solders? 100. How is soldering of aluminum carried out? What fluxes are used for soldering and what is the essence of their influence on the process of soldering? What solders are used? What is the essence of soldering of aluminum by means of ultrasound method? Tests The student shall do two tests which consist of 26 variants three questions each. Test variant should be chosen according to the sum of numbers of the surname first letter(A – 1, B – 2, C – 3, D – 4, E – 5, F – 6, G –7, H – 8, I – 9, J – 10, K – 11, L – 12, M – 13, N – 14, O – 15, P – 16, Q – 17, R – 18, S – 19, T – 20, U – 21, V – 22, W – 23, X – 24 Y – 25, Z – 26) and the last but one-figure of the educational code, and a test 2 variant is given according to the sum of numbers of the first letter of a surname and the last figure of the educational code, For example, Krylov, 866631. A job 1 variant – 11+3 = 14; 2 variant – 11+1=12 Hence, for variant–14, it is necessary to choose work in table1, variant 12 from table 2. Examination questions are questions for self-control. To pass an examination, first it is necessary to study the recommended literature, and then to be able to answer questions for selfcontrol. Examination papers should be legibly and neatly written in ink or typed. Test questions should be written before answering them. It is necessary to leave 30-40 mm margins and to leave 4-6 line space below the answer for teacher’s remarks. The required diagrams and drawings should be carefully done. The first page must have an educational code and the variant number. The list of the literature used must be given on the last page as well as the date and signature. 2 3 3, 20, 37 13, 30, 47 11, 23, 36 4, 33, 46 3 4 4, 21, 38 14, 31, 48 12, 24, 37 5, 34, 47 4 56, 68, 80 57, 69, 81 58, 70, 82 59, 71, 83 65, 77, 89 66, 78, 90 67, 79, 91 57, 68, 92 58, 69, 93 64, 80, 99 10065, 81, 10166, 82, 67, 83, 91 68, 84, 92 61, 90, 98 62, 80, 99 10063, 81, 10164, 82, 65, 83, 91 1 0 2 2, 19, 36 12, 29, 46 10, 22, 35 3, 32, 45 1 1, 18, 35 10, 27, 44 11, 28, 45 8, 20, 54 9, 21, 55 1, 30, 43 2, 31, 44 0 7, 24, 41 17, 34, 51 15, 27, 40 8, 28, 50 7 8, 25, 42 6, 18, 52 16, 28, 41 9, 29, 51 8 9, 26, 43 7, 19, 53 17, 29, 42 10, 30, 52 9 Таблиця/Table 2 Варіант завдання/Variant of test 2 6, 23, 40 16, 33, 50 14, 26, 39 7, 27, 49 6 60, 72, 84 59, 70, 94 56, 85, 93 66, 84, 92 5 61, 73, 85 60, 71, 95 57, 86, 94 67, 85, 93 6 62, 74, 86 61, 72, 96 58, 87, 95 68, 86, 94 7 63, 75, 87 62, 73, 97 59, 88, 96 69, 87, 95 8 64, 76, 88 63, 74, 98 60, 89, 97 70, 88, 96 9 Друга цифра варіанта/The second figure of variant 5, 22, 39 15, 32, 49 13, 25, 38 6, 26, 48 5 Таблиця/Table 1 Варіант завдання/Variant of test 1 Друга цифра варіанта/The second figure of variant 0 1 2 3 The first figure of variantПерша цифра варіанта/ 0 1 2 3 The first figure of variantПерша цифра варіанта/ Навчальне видання ТЕХНОЛОГІЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ Методичні рекомендації до виконання домашнього завдання та контрольної роботи для студентів напряму 1001 «Авіація та космонавтика» та 0905 «Енергетика» (українською та англійською мовами) Укладачі: КРАЛЯ Віталій Олексійович БОРОДІЙ Віктор Миколайович ХІМКО Андрій Миколайович ЯКОБЧУК Олександр Євгенійович Технічний редактор А.І. Лавринович Коректор Л.М. Романова Підп. до друку 00.01.07. Формат 60х84/16. Папір офс. Офс. друк. Ум. друк. арк. 3,25. Обл.-вид. арк. 3,25. Тираж 250 пр. Замовлення № 000-0. Вид. № 77/III. Видавництво НАУ 03680. Київ-680, проспект Космонавта Комарова, 1. Свідоцтво про внесення до Державного реєстру ДК № 977 від 05.07.2002.
