Скачать 229.31 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВРекомендуется Минобразованием России для направлений подготовки (специальностей) в области техники и технологии, сельского и рыбного хозяйства Москва 2001г. 1. Цели и задачи дисциплиныУчебная дисциплина «Технология конструкционных материалов» посвящена изучению методов получения материалов и формирования из них заготовок, деталей и изделий. Цель дисциплины - вооружить выпускников знаниями и умениями, позволявшими при конструировании обоснованно выбирать материалы и форму изделия, учитывая при этом требования технологичности, а также влияние технологических методов получения и обработки заготовок на качество деталей. Основная задача дисциплины - изучение студентами физико-химических основ и технологических особенностей процессов получения и обработки материалов, принципов устройства типового оборудования, инструментов и приспособлений, технико-экономических и экологических характеристик технологических процессов и оборудования, а также областей их применения. 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплиныВ результате изучения дисциплины студент должен: знать сущность методов получения основных металлических и неметаллических материалов, а также технологические особенности методов формообразования и обработки заготовок для изготовления деталей заданной формы и качества. Студент должен уметь: выбирать рациональный материал и способ получения и обработки заготовок, исходя из заданных эксплуатационных требований к детали разрабатывать с учетом заданной формы детали, материала и выбранного технологического процесса оптимальную технологическую форму заготовок. 3. Объем дисциплины и виды учебной работы
*Курс ТКМ следует за материаловедением. Распределение часов устанавливается вузом. 4. Содержание дисциплины4.1 Разделы дисциплины и виды занятий
4.2 . Содержание разделов дисциплины1. ВведениеОпределение, цель дисциплины, ее роль и место в конструкторско- технологической подготовке бакалавра и дипломированного специалиста. Вклад технологии в развитие новых видов производства, повышение их экономической эффективности, обеспечение качества промышленной продукции. Понятие о технологии как о рациональной совокупности методов получения материалов, заготовок, деталей и их обработки. Принципы выбора материалов и технологических процессов изготовления деталей на стадии их проектирования. Способы интенсификации процессов получения и обработки материалов, механизации и автоматизации производства, разработки экологически чистых и безотходных технологий. Технико-экономические показатели способов получения и обработки материалов. Пути обеспечения техники безопасности и санитарных норм при проведении технологических процессов. Исторический аспект развития технологии материалов. Вклад отечественных и зарубежных ученых в становление технологической науки; основные перспективные направления ее развития на современном этапе. 2 Теоретические и технологические основы производства материалов2.1. Материалы, применяемые в машиностроении и приборостроенииКлассификация материалов по агрегатному состоянию: твердые (металлические, неметаллические, композиционные), жидкие (масла, клеи, эмульсии и т.д.), газообразные (аргон, кислород, ацетилен, углекислый газ, азот и т.д.). Природные источники материалов (руды черных и цветных металлов, нефть, природный газ, пески, алмазы, глины, канифоль, слюда и т.д.). 2.2 Основные методы получения твердых тел 2.2.1. Кристаллизация. Факторы, обусловливающие формирование кристаллической структуры металла слитка. Взаимосвязь состава сплава, металлургических способов его получения с характером кристаллизации, микро- и макроструктурой слитка. 2.2.2. Стеклообразование (твердение расплавов). Изменение свойств трудно кристаллизующихся жидкостей. Определение понятия «стекло». Факторы, обусловливающие процесс стеклообразования. 2.2.3. Получение аморфных металлических материалов. 2.3. Основы металлургического производстваПиро-, гидро-, электрометаллургия. Исходные материалы для плавки: руда, топливо, флюсы, раскислители, модификаторы, легирующие элементы, шлаки предыдущих плавок. 2.3.1. Основные этапы получения металлов и сплавов: дробление и сортировка руд, обогащение руд, получение промежуточных продуктов из концентратов, получение технически чистого металла,, получение металлов повышенной чистоты. 2.3.2. Прямое восстановление железа из руд. 2.3.3. Производство чугуна. Продукты доменной плавки. 2.3.4. Производство стали. Кислородно-конверторная, мартеновская и электроплавка. Непрерывная разливка стали. 2.3.5. Методы получения стали и сплавов особо высокого качества: двойной (в том числе вакуумный) переплав; электрошлаковый переплав (ЭШП); электронно-лучевой переплав (ЭЛП), плазменно-дуговой переплав (ПДП); обработка стали в ковше синтетическим шлаком; направленная кристаллизация с зонной очисткой, получение монокристаллов с заданными свойствами. 2.3.6. Особенности производства цветных металлов (меди, алюминия, титана, никеля, магния и др.). Металлургия меди: пирометаллургическое получение меди из руд и концентратов; плавка медных руд и концентратов в электрических и других печах; выделение металлической меди и конвертирование медных штейнов; рафинирование меди. Металлургия алюминия: сырье; производство глинозема; получение металлического алюминия; влияние различных факторов на расход электроэнергии в процессе электролиза; рафинирование алюминия. Металлургия титана: титановые минералы, руды и их переработка; получение четыреххлористого титана; металлотермическое и электролитическое получение титана; рафинирование титана. Металлургия никеля: сырье; плавка в шахтных печах; обжиг никелевого файнштейна; получение никеля из сульфидных медно-никелевых руд; конвертирование и переработка медно-никелевого штейна; электролитическое рафинирование никеля. Металлургия магния: подготовка сырья; способы получения магния; рафинирование магния. 2.4. Основы порошковой металлургииМеханические и физико-химические способы получения порошков. Предварительная обработка порошков: отжиг, рассев на фракции, смешивание. Формование порошков, методы формования. Спекание и дополнительная обработка спеченных изделий. Твердофазное и жидкофазное спекание, пропитка. Термообработка спеченных изделий и их калибровка. 2.5. Напыление материаловМетоды напыления. Классификация методов вакуумного конденсационного и газотермического напыления материалов, их технологические особенности. Структура и свойства напыляемой поверхности. Области применения напыляемых материалов и покрытий. 3. МЕТОДЫ формообразования заготовок3.1. Классификация способов получения заготовокКлассификация способов по физико-механическому состоянию материала (горячая и холодная обработка давлением); по форме энергии, затрачиваемой при проведении технологического процесса (термический, термомеханический и механический классы сварки); по виду материала инструмента и оснастки (литье в песчаные, керамические и металлические формы; штамповка эластичным пуансоном, в жестких штампах), по характеру нагрева заготовок (местный и общий нагрев, пайка в печи, соляной ванне, паяльником, электронным или световым лучом, индукционная), по агрегатному состоянию реакционной среды (формирование диффузионных покрытий через твердую, жидкую, газообразную и паровую фазы и т.д.). Основные методы получения заготовок: литье, пластическое деформирование, спекание. 3.2. Производство заготовок способом литьяСущность технологического способа литья. Роль литья в машиностроении и перспективы его развития. 3.2.1. Физические основы литейного производстваУсловия затвердевания отливок. Продолжительность затвердевания отливок. Формирование кристаллической структуры сплавов в отливках. Литейные свойства сплавов: жидкотекучесть, усадка, ликвация, склонность к поглощению газов. Образование напряжений в отливках. Влияние теплового, химического и механического взаимодействия металла и литейной формы на возникновение дефектов в отливках: усадочных раковин, пор, трещин, недоливов, искажений формы отливок. Методы устранения дефектов. 3.2.2. Технологические основы литейного производстваЛитейная форма. Классификация способов литья по материалу литейных форм, кратности их применения, способам заполнения. Литейная технологическая оснастка. Модели, модельные материалы. Литниковая система и ее разновидности. Формовка, способы ее осуществления (ручная и машинная формовка, изготовление форм на автоматических формовочных линиях и др.). Свойства, составы, методы приготовления формовочных и стержневых смесей. Песчано-глинистые и специальные формовочные смеси. Припылы и краски. 3.2.3. Способы литьяЛитье в песчаные формы. Специальные способы литья: литье в кокиль, под давлением, под низким давлением, по выплавляемым моделям, в оболочковые формы, центробежное, непрерывное и полунепрерывное, выжиманием, вакуумным всасыванием, намораживанием, электрошлаковое. штамповка жидких сплавов. направленная кристаллизация при изготовлении отливок. Получение монокристаллических отливок. Принципиальные схемы, технологические особенности и возможности способов литья. Основные виды термической обработки отливок. 3.2.4. Механизация и автоматизация литейного производстваИспользование катковых, центробежных и лопастных смесителей при приготовлении формовочных смесей, автоматических линий безопочной формовки на базе пескодувно-прессового уплотнения и линий получения отливок с применением челночных автоматов, промышленных манипуляторов и роботов для съема отливок с выбивных решеток, при сборке форм, заливке металла, газовой резке отливок и т.д. 3.2.5. Особенности изготовления отливок из различных сплавовПринципиальные особенности технологии получения качественных отливок из чугуна, низко- и высоколегированных сталей, медных, алюминиевых, титановых, магниевых и никелевых сплавов. Свойства отливок, области применения. 3.2.6. Принципы выбора способа изготовления и конструирования отливокСоставление алгоритма выбора способа изготовления отливки с учетом конструкции детали (степень сложности формы, масса, габаритные размеры), литейных свойств заданного сплава, серийности производства, требований к изделию по физико-механическим свойствам и условиям работы, а также с учетом технологических возможностей способа получения отливок требуемого качества. Правила разработки чертежа отливки и литейной формы в сборе. Расчленение сложной детали на простые технологические отливки. Использование комбинированных методов изготовления изделий (непрерывное литье и прокатка, литье и прессование и др.). Способы обеспечения качества отливок. Основные технико-экономические показатели способов литья. Области применения. Проблемы экологии и техники безопасности производства. 3.3. Производство заготовок пластическим деформированиемСущность процесса пластического деформирования материалов. Современный уровень, место и значение обработки материалов давлением в машиностроении. 3.3.1. Характеристики основных схем напряженных и деформированных состояний при различных способах обработки металлов давлением. Контактное трение и его разновидности, реализующиеся в различных способах обработки металлов давлением. Виды и характер разрушения материалов при их обработке давлением. Показатели качества заготовок, полученных пластическим деформированием. 3.3.2. Нагрев при обработке материалов давлением. Цели и способы нагрева. Выбор температурных интервалов горячей пластической деформации; термомеханические условия ее проведения. Виды нагревательных устройств и параметры, характеризующие их эффективность. Применение защитных газов. 3.3.3. Формообразование машиностроительных профилей. Сущность процессов прокатки, прессования, волочения. Инструмент и оборудование. Температурный режим обработки, схемы напряженного состояния, показатели предельной деформации. Основные группы профилей; понятие о сортаменте (согласно государственным стандартам). Особенности получения сортового проката, бесшовных и сварных труб, периодических профилей. Гнутые профили. Технологические параметры, обеспечивающие качество различных групп профилей. Разновидности листового проката. Основные технико-экономические показатели способов. Автоматизация процессов. 3.3.4. Процессы получения заготовок деталей из полуфабрикатов обработкой давлением. 3.3.4.1. Разделительные процессы, их виды: резка, штамповка-вырезка, вырубка-пробивка в жестких штампах, прошивка. Особенности резки эластичными средами, импульсная резка. 3.3.4.2. Процессы формоизменения деталей из листовых полуфабрикатов. Гибка, гибка-формовка, штамповка-вытяжка в жестких штампах, эластичной матрицей, эластичным пуансоном, глубокая вытяжка, растяжение разжимным жестким пуансоном, эластичным пуансоном по жесткой матрице, ротационное выдавливание. Импульсные способы формоизменения, их технологические возможности (штамповка взрывом, электрогидроимпульсная штамповка, магнитно-импульсная обработка). 3.3.4.3. Процессы формообразования заготовок деталей из объемных полуфабрикатов. Ковка, основные операции. Исходные заготовки. Ковка в подкладных штампах. Горячая объемная штамповка. Штамповка в открытых и закрытых штампах. Применение периодического проката и вальцованных заготовок для объемной штамповки. Холодная объемная штамповка. Схемы и сущность холодного выдавливания, высадки, объемной формовки. Инструмент и оборудование для штамповки. Процессы штамповки деталей в условиях сверхпластичности. Специальные процессы получения заготовок пластической деформацией (накатывание зубчатых колес; раскатывание колец). 3.3.5. Основное и вспомогательное оборудование для обработки металлов давлением. Основное: молоты, прессы, кривошипные машины, ротационные машины, высокоточные автоматы. Вспомогательное: раскройное оборудование, манипуляторы, кантователи и механические руки. 3.3.6 Технико-экономические показатели процессов обработки металлов давлением. выбор способа изготовления заготовок, базирующийся на учете свойств материала, массы, габаритных размеров и группы сложности формы детали, серийности производства и технических возможностей способов. Принципы разработки чертежа поковки, штамповки. Термическая обработка заготовок, полученных пластическим деформированием. Показатели качества изделий и его контроль. Техника безопасности и охрана окружающей среды при обработке металлов давлением. 4. Изготовление полуфабрикатов и деталей из композиционных материалов4.1. Физико-технологические основы получения композиционных материаловТребования, предъявляемые к армирующим и матричным материалам. Виды межфазного взаимодействия в системе «матрица - волокно»; роль смачивания и диффузии.4.2. Изготовление изделий из металлических композиционных материаловМетоды получения металлических, органических, борных, углеродных, керамических и других волокон. Твердофазные, жидкофазные и молекулярные (осаждение) способы получения металлических композиционных материалов. 4.3. Особенности получения деталей из композиционных порошковых материалов4.4. Изготовление полуфабрикатов и изделий из эвтектических композиционных материалов. Методы и условия получения эвтектических композиций. Получение волокнистых и пластинчатых структур эвтектических композиционных материалов на основе алюминия, никеля, кобальта, ниобия, тантала, полупроводниковых и ферромагнитных материалов.4.5. Изготовление деталей из полимерных композиционных материаловПолимеры, используемые в качестве матрицы. Порошкообразные и волокнистые наполнители. Методы получения полимерных композиционных материалов и переработки их в изделия: прессование, штамповка, литье под давлением, экструзия, намотка, напыление и др. Технологические особенности дополнительной механической обработки заготовок из композиционных материалов. Технико-экономическая характеристика процессов получения различных типов композиционных материалов. Техника безопасности и охрана окружающей среды при изготовлении деталей из композиционных материалов. Области применения материалов и технологии. 5. Изготовление резиновых деталей |
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ |
1 | 3 | Влияние технологических факторов на механические свойства композиционных материалов |
2 | 3 | Определение жидкотекучести литейного сплава. |
3 | 3 | Определение линейной и объемной усадки алюминиевых литейных сплавов. |
4 | 3 | Разработка технологического процесса изготовления отливки в песчаной форме. |
5 | 3 | Разработка технологического процесса изготовления отливки по выплавляемым моделям. |
6 | 3 | Разработка технологического процесса получения поковки. |
7 | 3 | Разработка технологического процесса получения заготовки способом листовой штамповки. |
8 | 6 | Исследование влияния способа защиты расплавленного металла при дуговой сварке на качество сварного соединения. |
9 | 6 | Исследование влияния метода сварки на механические свойства сварного соединения. |
10 | 6 | Исследование влияния конструктивно-технологических факторов на прочность соединения при контактной сварке. |
11 | 6 | Определение смачиваемости при пайке. |
12 | 7 | Влияние параметров режима резания на шероховатость и геометрические отклонения поверхности при точении. |
13 | 7 | Выбор вида обработки, режущего инструмента, режима обработки в зависимости от геометрии и материала заготовки. |
Примерная программа дисциплины материаловедение и технология конструкционных... Современные способы получения материалов и изделий из них с заданным уровнем эксплуатационных свойств | Примерная программа дисциплины материаловедение рекомендуется Минобразованием... Материаловедение – наука, изучающая металлические и неметаллические материалы, применяемые в технике, объективные закономерности... | ||
Примерная программа дисциплины материаловедение рекомендуется Минобразованием... Материаловедение – наука, изучающая металлические и неметаллические материалы, применяемые в технике, объективные закономерности... | Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) "Материаловедение и... Направление подготовки (специальность) 150100. 62 Материаловедение и технологии материалов | ||
Примерная программа наименование дисциплины биология рекомендуется... Цель – приобретение студентами общетеоретических знаний и способности применять основные понятия в области биологии, необходимые... | Учебная дисциплина б 24 Технология обработки материалов Направление подготовки Технологические процессы машиностроительного производства. Технология конструкционных материалов. Обработка заготовок на фрезерных... | ||
Примерная программа наименование дисциплины Органическая химия Рекомендуется... Фгос впо сформироватьние у студентов необходимых знанияй, умений и навыков в области органической химии закономерностях химического... | Примерная программа наименование дисциплины философия рекомендуется... Дисциплина «Философия» относится к циклу гуманитарных, социальных и экономических дисциплин | ||
Примерная программа наименование дисциплины биоэтика рекомендуется... Цель – формирование у студента представления о специфике биоэтики, как философии и науки выживания человечества | Учебно-методический комплекс дисциплины «Технология конструкционных материалов» Учебно-методический комплекс дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» разработан для студентов 1 курса... | ||
Примерная программа наименование дисциплины иммунология рекомендуется... Цель – подготовить студентов к самостоятельной работе по клинической диагностике синдромов, в основе которых лежат иммунопатологические... | Примерная программа наименование дисциплины топографическая анатомия... Цель – анатомо-хирургическая подготовка студентов, необходимая для последующих занятий на клинических кафедрах и при самостоятельной... | ||
Примерная программа наименование дисциплины Патология Рекомендуется... Цель дисциплины – формирование у студентов системных знаний о причинах и условиях возникновения, механизмах развития и исхода патологических... | Примерная программа наименование дисциплины иностранный язык Рекомендуется... Цель – обеспечить развитие у студентов навыков языковой, социолингвистической и социокультурной коммуникации в рамках изучения иностранного... | ||
Примерная программа дисциплины рекомендуется Минобразованием России... Студенты обязаны приобрести твердые знания существа физиологических процессов и функций животных в их взаимосвязи, меха | Примерная программа наименование дисциплины Физическая культура Рекомендуется... Питания студентов является формирование физической культуры личности и способности направленного использования разнообразных средств... |