Почему металлы нужно экономно расходовать
Обновлено: 17.05.2024
Цель: ознакомить учащихся с основными металлами и сплавами простых и цветных металлов, воспитывать бережное отношение к инструментам и материалам.
Оборудование и инструменты: образцы металлов, цветные сплавы.
I. Организационный момент.
Проверка готовности к уроку. Ввод учащихся в мастерскую.
II. Повторение пройденного материала.
v Назовите механические свойства металлов?
v Назовите технологические свойства металлов?
v Что такое ковкость?
v Что такое вязкость?
v Что такое упругость?
v Что такое твердость?
III. Изложение программного материала.
Работая с заготовками из разных металлов, вы успели заметить, что металлы обладают различными свойствами: одни из них хрупкие, другие упругие, одни мягкие, другие более твердые. Для всех металлов характерен металлический блеск. Различаются металлы по цвету — медь, например, розовато- красная, сталь — сероватого цвета. Металлы обладают свойст вом проводить тепло и электрический ток. Знать свойства метал лов надо для того, чтобы правильно выбрать материал для изготовления изделия.
В чистом виде металлы используются относительно редко. Больше всего они применяются в виде сплавов.
Сплавами металлов называются сложные вещества, получен ные путем сплавления одного металла с другими или металла с неметаллическими элементами. Все металлы и сплавы принято делить на черные и цветные.
В группу черных металлов входят железо, чугун и сталь, в группу цветных — все остальные металлы и сплавы.
Железо — металл серебристо-белого цвета с характерным блеском. Он пластичен, хорошо обрабатывается, широко распро странен в природе, но в чистом виде почти не встречается. Железо находится в земной коре в составе соединения с кислородом и другими элементами. Эти соединения называют желез ными рудами. Из них получают железо, которое применяют в виде различных сплавов с углеродом — чугунов и сталей.
Чугун — сплав железа с углеродом, содержащий более 2% (обычно 3. 4,5%) углерода, а также примеси других элементов. Чугун является одним из самых дешевых и распространенных конструкционных материалов и широко применяется в машино строении. Кроме того, из чугуна получают сталь.
Сталь — это сплав железа с углеродом, содержащий до 2,1 % углерода. Как и чугун, сталь содержит в себе примеси некоторых других элементов. Основное отличие стали от чугуна — это то, что сталь содержит меньшее количество углерода и примесей.
Сталь и чугун являются самыми распространенными матери алами современной техники и производства. На их долю прихо дится основная масса всей металлической продукции.
Среди цветных металлов наиболее широкое применение имеют медь, алюминий и сплавы на их основе, а также олово, цинк и др.
Медь — металл розовато-красного цвета, обладающий электропроводностью и теплопроводностью, хорошей пластич ностью, но сравнительно невысокой прочностью, хорошо обраба тывается. Применяется прежде всего, в электропромышленности и химическом машиностроении. Сплавы меди обычно делят на две группы—латуни и бронзы.
Латунь — сплав меди с цинком (цинка от 10 до 42%). Латунь отличается от меди большей прочностью.
Бронзами называют сплавы меди с оловом или другими элементами, кроме цинка. В основном бронзы характеризуются высокой прочностью, хорошо обрабатываются резанием, обладают высокими литейными качествами и низким коэффициентом трения.
Алюминий — металл серебристо-белого цвета, легкий, мяг кий и вязкий, хорошо отливается и прокатывается в листы и проволоку. Алюминий широко используется в авиастроении, в электротехнике и при изготовлении посуды и других предметов быта. Большое распространение имеет алюминий в составе сплавов на его основе. Алюминиевые сплавы подразделяют на литейные, которые предназначены для получения литых заготовок, и деформируемые, хорошо обрабатываемые ковкой, штамповкой и прокатной. Из литейных сплавов наибольшее применение имеет сплав алюминия с кремнием — силумин, а из деформи руемых — сплав алюминия с медью и другими элементами, который называют дюралюмином, дюралюминием, дюралью.
Олово — металл серебристо-белого цвета, весьма мягкий и пластичный. Олово можно легко раскатать в очень тонкие листы, называемые фольгой. Его применяют для покрытия тонких листов стали и получения белой жести. Олово входит в состав многих сплавов: припоев, применяемых для пайки и лужения, баббитов, бронз, латуни и т. д.
Цинк — это светло-серый металл с голубым оттенком.
IV. Практическая работа.
Практическая работа
Ознакомление со свойствами металлов и сплавов
1. Рассмотрите образцы металлов и сплавов, определите их цвет.
2. Положите справа от себя образцы из черных металлов и сплавов, а слева — из цветных. Определите вид металлов, из которых сделаны образцы.
3. Растяните и отпустите пружины из стальной и медной проволоки. Сделайте вывод об упругости стали и меди.
4. Положите на плиту для рубки металла образцы из стальной и алюминиевой проволоки и попытайтесь
расплющить их молотком. Сделайте вывод о ковкости стали и алюминия.
5. Закрепите в тисках стальной и латунный образцы и проведите по ним напильником. Сделайте вывод об обрабатываемости стали и латуни.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Экономное расходование металла при обработке давлением является следствием того, что формообразование заданных изделий в основном происходит за счет пластического перераспределения металла, а не за счет удаления его излишков, снимаемых, например, в виде стружки при обработке резанием. [1]
Экономное расходование металлов является важнейшей народнохозяйственной задачей. Технологический процесс изготовления изделий должен быть разработан так, чтобы он являлся наивыгоднейшим не только по производительности труда, но и обеспечивал минимальный расход металла. Мероприятия по снижению расхода металлов должны учитываться как при проектировании технологического процесса, так и при конструировании изделия. [2]
Экономное расходование металлов является важнейшей народнохозяйственной задачей. Технологический процесс изготовления изделий должен быть разработан так, чтобы он являлся наивыгоднейшим не только по производительности труда, но и обеспечивал бы минимальный расход металла. Мероприятия по снижению расхода металлов должны учитываться как при проектировании технологического процесса, так и при конструировании изделия. [3]
Наряду с экономным расходованием металла и повышением его механических свойств в готовых изделиях обработка давлением обеспечивает чрезвычайно высокую производительность труда, по сравнению с другими методами обработки, благодаря высоким скоростям обработки и одновременному деформированию всего объема заготовки или значительной его части. Например, при прокатке скорость выпуска готовой продукции достигает 20 - 30 л1 / сек; при горячей штамповке за 1 мин на одном штамповочном молоте или прессе изготовляются две-три поковки сложной формы при массе поковки до 20 - 50 кг; при холодной штамповке производится 1300 - 1500 мелких деталей в минуту на одном прессе-автомате. [4]
Вопрос об экономном расходовании металла имеет очень важное народнохозяйственное значение. Металл можно и нужно экономить во всех отраслях народного хозяйства. Возможности здесь имеются огромные. Подсчитано, например, что для строительства емкостей для хранения нефти и других продуктов объемом в 130 - 150 миллионов кубометров требуется около 3 5 миллиона тонн листовой стали. Если же эти резервуары построить из железобетона, можно сэкономить более полутора миллионов тонн металла. [5]
В решении проблемы экономного расходования металла значительная роль принадлежит машиностроению, являющемуся его крупнейшим потребителем. В этой отрасли имеются большие возможности по дальнейшей мобилизации резервов сокращения расхода металла в производстве на основе повышения коэффициента его использования, снижения отходов, внедрения прогрессивной, безотходной технологии, снижения веса машин, начиная с их конструирования. Все это во многом предопределяет успешное осуществление экономии металла непосредственно в производстве. [6]
Это было достигнуто путем экономного расходования металла . Разработчики новой техники в условиях эксперимента не стремились к проектированию тяжелых дорогостоящих узлов с тем, чтобы увеличить объем вала. Устраняются препятствия применению более дешевых и доступных для производства материалов. [7]
Технические правила по экономному расходованию металла , леса и цемента и по рациональной области применения сборных железобетонных и металлических конструкций в строительстве ( ТП 101 - 65) в настоящем Справочнике не приводятся. [8]
Техническими правилами по экономному расходованию металла , леса и цемента и по рациональной области применения сборных железобетонных и металлических конструкций в строительстве ( ТП101 - 65) предусматривается выполнение несущих и ограждающих конструкций производственных зданий с унифицированными нагрузками, как правило, из сборных железобетонных элементов индустриального изготовления. [9]
Техническими правилами по экономному расходованию металла , леса и цемента в строительстве ( ТП-101-65) допускается применение стальных подкрановых балок для мостовых электрических кранов различной грузоподъемности и режима работы. [11]
От конструктора во многом зависит экономное расходование металла при создании новых высокопроизводительных машин и механизмов, повышение их надежности и долговечности. Он должен знать физико-механические свойства машиностроительных материалов, обрабатываемость их, стоимость того или иного материала, способы производства и упрочнения деталей, а также условия работы деталей, узлов и машины в целом. [12]
К преимуществам листовой штамповки следует отнести экономное расходование металла и широкие возможности механизации и автоматизации процесса. [13]
Обработка давлением обеспечивает высокую производительность, экономное расходование металла и способствует улучшению некоторых его механических свойств. [14]
К преимуществам листовой штамповки следует отнести экономное расходование металла и широкие возможности механизации и автоматизации процесса. [15]
Экономия металла и уменьшение отходов в холодной штамповке имеют весьма важное значение, особенно в крупносерийном и массовом производстве, так как при больших масштабах производства даже незначительная экономия металла на одном изделии дает в итоге большую экономию. [3]
Экономия металла и уменьшение отходов в холодной листовой штамповке имеют весьма важное значение, особенно в крупносерийном и массовом производстве, так как при больших масштабах производства даже незначительная экономия металла на одном изделии дает в итоге большую экономию. [4]
Экономия металла достигается за счет уменьшения протяженности коммуникаций и числа оборудования. [6]
Экономия металла при конструировании машины обеспечивается сокращением чистого веса деталей и машины в целом, уменьшением отходов материалов, внедрением экономичных профилей и видов материалов, широким применением полноценных заменителей. [7]
Экономия металла достигается, кроме того, повышением технического уровня литейного производства за счет широкого внедрения высокопроизводительных и точных методов литья. [8]
Экономия металла при сварке достигается за счет более рационального использования рабочих сечений, больших возможностей в создании целесообразных форм изделий и отдельных их частей, а также за счет отсутствия ослабления сечений отверстиями, что имеет место при клепке. [9]
Экономия металла в металлических конструкциях достигается на основе реализации следующих основных направлений: применения в строительных конструкциях низколегированных и высокопрочных сталей, использования наиболее экономичных прокатных и гнутых профилей, изыскания и внедрения в строительство современных эффективных конструктивных форм и систем ( пространственных, предварительно напряженных, висячих, трубчатых и т.п.), совершенствования методов расчета и изыскания оптимальных конструктивных решений с использованием электронно-вычислительной техники. [10]
Экономия металла и средств при сооружении тепловых сетей. [11]
Экономия металла в механизме передвижения осуществляется как непосредственным снижением его веса, так и увеличением долговечности самого быстроизнашивающегося элемента - ходового колеса механизма; последнее является наиболее важным и эффективным мероприятием. Увеличение стойкости колеса достигается применением высокоуглеродистой стали и термической обработки. Во многих случаях возможно применение одноребордных и безребордных колес. [12]
Экономия металла по-сравнению с обработкой резанием в этом случае достигается за счет уменьшения диаметра заготовки либо за счет сокращения отходов металла в стружку. [14]
Экономия металла при этом достигает 35 % по сравнению с механической обработкой из поковок. При изготовлении двух различных валов коробки перемены передач автомобиля Форд из прутка резанием раньше требовались стальные заготовки весом 5 329 и 5 670 кг, а при изготовлении этих изделий методом холодного прессования готовые заготовки весят в первом случае 3 515 и во втором - 3 402 кг. [15]
§ 14. Свойства чёрных и цветных металлов. Свойства искусственных материалов
Цветные металлы: алюминий (серебристый), медь (красный), латунь (желтый).
Черные металлы: железо, сталь, чугун (темный, почти черный).
Сталь, более упругий материал, чем медь.
Ковкость алюминия выше.
Латунь, обрабатывается легче, чем сталь.
Найдите в Интернете, какие искусственные материалы человек применяет в науке, технике, повседневной жизни.
Несмотря на огромное разнообразие веществ и минералов, созданных природой, человек, благодаря использованию новейших технологий, постоянно изобретает свои и такие, что их свойства просто невероятны.
1. Жидкое стекло
2. Бесформенный металл
3. Одностороннее пуленепробиваемое стекло
6. Углеродные нано-трубки
1. Что такое сплав?
Сплавы металлов – это материалы, полученные методом выплавки, при производстве которых были использованы два или более металлических элемента (в химическом смысле).
2. Назовите механические свойства металлов и сплавов.
Прочность — способность металла или сплава воспринимать действующие нагрузки не разрушаясь.
Твёрдость — свойство материала сопротивляться внедрению в него другого, более твёрдого материала.
Упругость — свойство металла или сплава восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия на него внешних сил.
Пластичность — способность изменять форму под действием каких-либо нагрузок не разрушаясь.
3. Назовите технологические свойства металлов и сплавов.
Ковкость — свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара.
Жидкотекучесть — свойство металла в расплавленном состоянии хорошо заполнять литейную форму, что позволяет получать плотные отливки.
Обрабатываемость резанием — свойство металла или сплава поддаваться обработке резанием разными инструментами.
Свариваемость — свойство металлов соединяться в пластичном или расплавленном состоянии.
Коррозионная стойкость — свойство металлов и сплавов противостоять коррозии (ржавчине).
4. Для чего нужно знать свойства металлов и сплавов?
Для того чтобы правильно выбрать металл для изготовления изделия.
5. Какие сплавы относятся к чёрным?
К чёрным относят железо и сплавы на его основе — сталь и чугун.
6. Почему металлы нужно экономно расходовать?
Металлы относятся к исчерпаемым природным ресурсам. Из-за перерасхода металла растёт себестоимость продукции. К тому же добыча руды и выплавка стоит денег.
7. Какими свойствами обладают пластмассы?
Пластмассы хорошо обрабатываются, поэтому из них изготовляют разнообразные изделия: посуду, бытовые приборы, мебель, трубы, спортивный инвентарь, предметы интерьера и мно гое другое.
Кроме полимера, пластмассы содержат добавки: наполнители, пластификаторы, красители и др. Наполнители необходимы для придания пластмассе таких свойств, как прочность и устойчивость к высоким температурам. Пластификаторы повышают пластичность материала, а красители позволяют окрасить пластмассу в разные цвета.
Урок "Проектирование изделий из металлического проката" 6 кл
1. Дать школьникам понятие металлический сортовой прокат.
2. Сформировать у школьников знание о получении сортового проката.
3. Ознакомить учащихся с видами сортового проката.
4. Развивать у школьников творческие способности.
Метод обучения: фронтальный опрос, рассказ, демонстрация презентации, работа с книгой.
Планируемые результаты:
Предметные - учащиеся ознакомятся с понятием «Сортовой металлический прокат»
-о владеют методами чтения графического представления информации
регулятивные - прогнозирование – предвосхищение результата и уровня усвоения, его временных характеристик
коммуникативные - умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами ,
познавательные – поиск и выделение необходимой информации;
-знаково-символические действия, включая моделирование
Личностные –проявление технико-технологического и экономического мышления
Инструменты и оборудование : тетрадь. Компьютер. Презентация. Учебник: Технология 6 класс
I. Организационный момент, мотивация
Прозвенел звонок веселый
Мы начать урок готовы!
Будем слушать, рассуждать
И друг другу помогать!
Приветствие, контроль посещаемости, проверка готовности учащихся к уроку
II. Проверка ранее изученного материала
Работа с классом: самостоятельная работа.
Проверка ранее изученного материала.
1. Что такое сплав?
2. Назовите механические свойства металлов и сплавов.
3. Какие сплавы относятся к черным?
4. Для чего нужно знать свойства металлов и сплавов?
5. Чем отличается сталь от чугуна?
6. Почему металлы нужно экономно расходовать?
Учащиеся отвечают на поставленные учителем вопросы.
Актуализация знаний и фиксирование индивидуального затруднения в проблемном действии (самоопределение к деятельности) - орг. момент, создаем проблему, показывая слайд с изображением металлоконструкций.
1. Из чего изготовлены демонстрируемые изделия? (ответы учащихся)
2. Что такое конструкция? (ответы учащихся)
3. Из чего она состоит? (ответы учащихся)
Формулирование темы и цели урока.
- Как вы думаете, какова тема сегодняшнего урока?
- Выяснив мнение детей, учитель уточняет тему урока «Проектирование изделий из металлического проката» (учащиеся записывают в тетрадь)
- Как вы думаете чему, мы сегодня научимся?
актуализация знаний учащихся, регулятивные УУД – целеполагание.
Цель урока: сформировать понятие металлопроката
IV . Переход к изучению новой темы
Сортовым металлическим прокатом называют продукцию прокатных станов в виде полуфабрикатов, подлежащих дальнейшей обработке. Прокат получают путём обжатия слитков металла в горячем и холодном состоянии между вращающимися валками прокатного стана.
Профиль проката – форма его поперечного сечения.
В зависимости от профиля стальной прокат можно классифицировать на четыре основные группы:
Сортамент – совокупность разных профилей и размеров проката.
Основные профили сортового проката
Проектирование жилых зданий и промышленных объектов основывается, главным образом, на двух важнейших факторах: технологии, по которой изготавливаются конструкции, и экономической эффективности использования тех или иных материалов. Но какие бы ни появлялись в последние годы современные технологии и новые материалы, металлоемкость зданий, в первую очередь, промышленных, не снижается, оставаясь такой же высокой, как и прежде. В подобных условиях роль проектирования металлоконструкций не только не снижается, а напротив, возрастает. Именно от этой стадии во многом зависит эффективность и целесообразность любого строительства.
ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
Проектирование металлоконструкций, как и любое другое, осуществляется по заданию заказчика или генерального проектировщика в случае приглашения специализированной организации для разработки раздела металлоконструкций в составе большого общего проекта. В качестве подобных специализированных организаций часто используются проектные бюро или отделы при заводах, которые занимаются непосредственным изготовлением изделий из металла.
Популярность такого подхода и его распространенность на практике вызвана тем, что он позволяет выполнить все необходимые расчеты с максимально эффективностью и использованием самых современных наработок, активно внедряемых лучшими производителями.
Главной целью проектирования металлоконструкций является разработка документации, позволяющей решить следующие задачи:
- Изображение конструкции в целом - ескиз
- Изготовления составных частей необходимых металлоконструкций;
- Комплектование металлоконструкций доборными, крепежными и вспомогательными элементами;
- Последующий монтаж и сборка металлоконструкций на объекте.
Проектирование металлоконструкций обычно включает в себя два этапа.
ЭТАП 1. РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖЕЙ КОНСТРУКЦИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ (КМ)
На данном этапе работ просчитываются требуемые нагрузки, марки стали, необходимые для изготовления, основные узлы и схемы в виде проектных планов и различных разрезов. Особое внимание при этом всегда уделяется узлам сопряжений элементов проектируемых конструкций.
Не менее важной частью первого этапа является увязывание архитектурных и технологических решений проектируемого металлического каркаса с аналогичными решениями конструкций из железобетона.
Отдельным разделом чертежей КМ оформляется расчетная часть в виде листов или расчетно-пояснительной записки, куда заносятся основные расчет металлоконструкций.
Конкретный перечень документации, разрабатываемой проектировщиком, определяется условиями договора, но обычно он состоит из следующих частей:
· Титул с печатями и подписями разработчиков;
· Общие данные проекта, в том числе исходные из задания на проектирование;
· Расчетные нагрузки на металлоконструкции;
· Спецификации используемых сталей и металлопроката;
· Исходные данные для проектирования оснований и фундаментов под металлоконструкции;
· Ведомость необходимых элементов;
· Основные схемы проектируемых конструкций, содержащие их планы, разрезы и разбивки по высоте;
· Разработанные узлы металлоконструкций и расчеты усилий;
· Расчетная часть или расчетно-пояснительная записка.
Чертежи КМ являются первой, наиболее общей стадией проектирования металлоконструкций.
ЭТАП 2. РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖЕЙ КОНСТРУКЦИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛИРОВОЧНЫХ (КМД)
Название результата данного этапа точно отражает его суть – чертежи КМД должны содержать более точную и конкретную информацию, которая необходимо для изготовления проектируемых металлических конструкций. На этой стадии происходит тщательная детализация все информации, проверка и уточнение размеров деталей и элементов, а также марок и типов проката, которые планируются к применению.
Одной из главных задач разработки чертежей КМД является максимальное приближение всех проектных решений к типовым и унифицированным, что позволит сократить как расход металла, так и общую стоимость работ по изготовлению конструкций. Данное мероприятие должно проводиться без ущерба для надежности проектируемых конструкций.
Состав чертежей КМД обычно состоит из следующей документации:
· Титул с печатью и подписями разработчиков;
· Ведомость сборок металла (отправочных марок);
· Ведомости метизов и деталей;
· Схемы монтажа, узлы и технологии монтажа;
При проектировании металлоконструкций в настоящее время активно применяются различные вспомогательные и справочные программные продукты, что делает процесс гораздо более доступным и распространенным. Тем не менее, участие профессиональных проектировщиков крайне желательно и даже необходимо. Причина этого достаточно очевидна – металлоконструкции являются крайне ответственной частью любого здания, и их надежность во многом определяет эффективную и безпроблемную эксплуатацию сооружения в целом.
VII . Подведение итогов урока, рефлексия
1. Рассмотрите образцы из сортового проката.
2. Определите профиль проката.
3. Определите, из какого проката изготовлен каждый образец: кернеры, свёрла, чертилки, нож рубанка, болты?
Читайте также: