Учебно-методический комплекс по дисциплине «материаловедение. Технология конструкционных материалов» для студентов 4 курса специальности icon

Учебно-методический комплекс по дисциплине «материаловедение. Технология конструкционных материалов» для студентов 4 курса специальности


1 чел. помогло.
Смотрите также:
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Технология конструкционных материалов» Специальность...
Учебно-методический комплекс по дисциплине материаловедение...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» для специальности 050710 «Материаловедение и...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Материаловедение...
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «технология конструкционных материалов» (название)...
Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина...
Вопросы к экзамену для зэмф по дисциплине “Материаловедение...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «материаловедение» Учебно-методический комплекс...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «материаловедение» Учебно-методический комплекс...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «материаловедение» Учебно-методический комплекс...
Методические указания к темам введение Предмет и содержание дисциплины "Материаловедение и...



Загрузка...
страницы:   1   2   3   4   5   6   7
скачать


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»



УТВЕРЖДАЮ:


Проректор по учебно-методической работе-директор РОАТ


Апатцев ВИ.

«____» _________________20 г.




Кафедра «Железнодорожный путь, машины и оборудование»


Автор: Нисаев Игорь Петрович


Учебно-методический комплекс по дисциплине


«МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ.

^ ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»

для студентов 4 курса


специальности


280203 «Инженерная защита окружающей среды (ЭК)


:



Утверждено на заседании

Учебно-методической комиссии


Протокол № 2

«20 « 01» 2011г.

Председатель УМК Горелик А.В.



Утверждено на заседании кафедры


Протокол № 5

« 13» января 2011 г.

Зав. кафедрой Сычев В.П.



Москва 2011


^ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА


ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

^ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(МИИТ)

СОГЛАСОВАНО:


Выпускающая кафедра:

«Техносферная безопасность»


Зав.кафедрой Аксенов В.А.


«____» __________________20 г.


УТВЕРЖДАЮ:


Проректор по учебно-методической работе-

директор РОАТ


Апатцев В.И.

«____» __________________20 г.


Кафедра «Железнодорожный путь, машины и оборудование»


Автор: доктор технических наук, профессор Нисаев И.П.


^ РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ


«МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ.

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»


для студентов 4 курса


специальности:

280202 «Инженерная защита окружающей среды» (ЭК)



Утверждено на заседании

Учебно-методической комиссии


Протокол № 2

« 20 « 01» 2011 г.


Председатель УМК Горелик А.В.



Утверждено на заседании кафедры

Протокол № 5


« 13 » января 2011 г.

Зав. кафедрой Сычев В.П.



Москва 2011


Рабочая программа для студентов 1V курса составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом профессионального высшего образования, в соответствии государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальностям 280202 «Инженерная защита окружающей среды» (ЭК).


Составитель программы д.т.н., профессор Нисаев И.П.

Рецензент: к.т.н., профессор Соколов В.С.


^ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

1. Цель и задачи дисциплины

Дисциплина «Инженерная защита окружающей среды» (ЭК) состоит из двух основных разделов: материаловедения, изучающего строение и свойства материалов и технологии конструкционных материалов, изучающей способы обработки материалов и технологии материалов, изучающей способы обработки материалов для получения заготовок (литья, ковка, штамповка обработка резания и др.), для получения готовой продукции (деталей, узлов, механизмов, машин).


^ Цель изучения дисциплины – дать студентам необходимые знания в области теории строения производства, свойств материалов и обработки их различными способами.


^ Задачи изучения дисциплины – научить студентов правильно выбирать материалы для деталей машин, на основе знания теории строения материалов создавать новые более совершенные конструкционные материалы, применяя экологически чистые технологии. Используя знания теории обработки материалов и современного оборудования, научить студентов самостоятельно разрабатывать технологические процессы получения заготовок деталей подвижного состава железных дорог, машин и механизмов, применяемых на железнодорожном транспорте; разрабатывать технологические процессы обработки деталей, сборки и ремонта машин и механизмов, создавать новые перспективные технологии обработки деталей машин для повышения надежной работы железнодорожного транспорта.

В процессе изучения дисциплины предусмотрены лекции, лабораторные занятия, контрольная работа и зачет. Особое место отводится самостоятельной работе студентов с рекомендованной литературой.


^ 2. Содержание дисциплины


2.1. Введение

2.2. Материаловедение

2.2.1. Материалы, применяемые в железнодорожном транспорте. Кристаллическое строение металлов, кристаллические решетки. Кристаллизация. Превращения в твердом состоянии, аллотропия. Строение сплавов. [7.1, с.7; 3, ст.7].

2.2.2. Диаграмма состояния железо-цементит и ее практическое значение. Стали и чугуны: классификация и маркировка. [7.1, с.72; 3, с.120].

Легированные стали. Инструментальные стали и сплавы.

2.2.3. Термическая и химико-термическая обработка [7.1, с. 97; 7.3, с. 252].

2.2.4. Цветные металлы и сплавы: алюминий, медь, титан и сплавы на их основе. Полимерные материалы. [7.1, с.176; 7.3., с.378, 434].


2.3. Технология конструкционных материалов

2.3.1. Основы металлургического производства. Производство чугуна и стали. Металлургия меди, алюминия, основы порошковой металлургии. Напыление металлов. [7.1, с.270; 7.4, с.22].

      1. Способы производства заготовок методом литья. Формовочная смесь, модели, литейные формы. Технология получения отливок. [7.1, с.316; 7.4, с.42]

      2. Производство заготовок пластическим деформированием. Горячая и холодная штамповка, ковка, волочение, прокатка, прессование. [7.1, с.390; 7.4, с.56].

2.3.4. Производство неразъемных соединений. Электрические виды сварки. Свариваемость, структура сварного соединения. Электроды для сварки. Припои и клеи. Технология пайки и склеивания. [7.1, с.445].

2.3.5. Технология получения деталей и заготовок из композиционных материалов. Физико-технологические основы получения композиционных материалов. Изготовление резиновых деталей и полуфабрикатов. [7.1, с.251; 7.7,с.782].

2.3.6. Формообразование поверхностей деталей резанием. Основные способы обработки деталей резанием: точение, сверление, фрезерование, шлифование, строгание. Геометрия режущего инструмента и режимы резания. Кинематические схемы металлорежущих станков. [7.1, с.557; 7.4, с.420].

2.3.7. Электрофизические и электрохимические методы обработки поверхности заготовок. [7.1, с.597; 7.4, с.420].


  1. Виды работ с распределением времени

Курс – IV.

Всего часов – 102.

Лекционные занятия – 8 ч.

Лабораторные занятия – 4 ч.

Контрольные работы (количество) – 1.

Самостоятельная работа – 75 ч.

Зачет с оценкой.

  1. Перечень тем лекционных занятий

4.1. Строение металлов и сплавов. Диаграмма Fe – C. Стали и чугуны. - 2 ч.

4.2. Термическая обработка. Цветные металлы и сплавы, пластические массы. – 2 ч.

4.3. Технология изготовления деталей сваркой. – 2 ч.

4.4. Производство заготовок способом литья и пластического деформирования. – 2 ч.

4.5. Обработка металлов резанием. – 2 ч.


^ 5. Перечень лабораторных занятий

5.1. Микроструктура стали и чугунов. – 2 ч.

5.2. Определение твердости металлов. – 2 ч.

5.3.Определение механических свойств металлов. – 2 ч.

5.4. Влияние термической обработки на микроструктуру и свойства стали. – 2 ч.

5.5. Определение параметров режима ручной электродуговой сварки стали.– 2 ч.

5.6. Определение элементов режима резания при обработке на станках. – 2 ч.

Контрольная работа

Технологические задачи по определению режима термической обработки и режимов резания стали. – 15 ч.


^ Методические указания к изучению дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»


6.1. Материаловедение. При изучении этого раздела необходимо четко представлять, что свойства металлов определяются их структурой (впервые это отметил Д.К. Чернов). Из большого разнообразия материалов необходимо выделить металлы как особый класс материалов - кристаллические тела. Уяснить принципиальную разницу между кристаллическими и аморфными телами. Понять суть кристаллического строения металлов и формы кристаллических решеток. Уяснить основные свойства тел, имеющих кристаллическое строение: анизотропия, аллотропическое превращение и их практическое значение.

Рассматривая кристаллическое строение металлов, необходимо обратить внимание на несовершенство строений кристаллических решеток, вызванное неправильным расположением атомов в пространстве в отдельных частях реальных кристаллов. Различные несовершенства строения решетки: дислокации, вакансии, включения чужеродных атомов примесей (точечные нарушения), а также их перемещения, скопления – в значительной мере определяют уровень прочности металла. Это влияние не однозначно, а именно: при некоторой концентрации несовершенств прочность минимальна. Уменьшая количество несовершенств, можно добиться приближения к идеальному строению кристалла и соответственно к теоретической максимальной прочности. Путем тонкой очитки металла от примесей способами химического разложения, электрошлакового переплава, зонной плавки, вакуумирования, путем сокращения числа дислокаций и вакансий удалось добиться прочности кристаллов железа до σв=1500 МПа. Повышения прочности можно добиться и увеличением количества несовершенств, применяя наклеп, закалку, легирование.

Знание физической сущности механических свойств материалов и сплавов и их числовых значений, а также методов их определения исключительно важно для инженера. Студентам следует понять явление усталости металлов, поскольку оно является одной из основных причин выхода из строя осей, рельсов, пружин, рам тележек и др.

Рассматривая процесс кристаллизации металлов, необходимо разобраться в физическом смысле температурных остановок (горизонтальных площадок на кривых нагрева и охлаждения) и дать определение физической сущности этих процессов. Рассмотреть вопросы фазовых превращений, процесса кристаллизации (образования центров кристаллизации). Разобраться в причинах образования дендритной структуры, как следствия неравномерного роста кристаллов в разных направлениях, зависящих от условий охлаждения (отвода тепла).

Одним из главных этапов в понимании процесса образования сплавов, является уяснение физической сущности взаимодействия компонентов в твердом состоянии, что определяет структуру и свойства сплава. Необходимо четко представлять: твердый раствор одного компонента в другом, что определяет свойства такого взаимодействия; химическое соединение; механическую смесь.

Зная механические свойства отдельных фаз и структурных составляющих сплава, например, большую пластичность чистых металлов и повышенную хрупкость механических смесей и, особенно, химических соединений, можно предопределить поведение сплава в том или ином состоянии. Нужно уметь анализировать диаграмму состояний, пользуясь правилом фаз и правилом отрезков. При этом необходимо уметь определять процентное соотношение фаз и структурных составляющих для данного состояния сплава (температура, химический состав). Важно ответить на вопрос о разнице между эвтектическим и эвтектоидным превращениями.

Следует также четко определить условия образования неоднородности химического состава сплава (ликвации) в пределах слитка и одного кристаллита, уяснить практическое значение этого явления.

Изучение диаграммы состояний железо-цементит (железо-углерод) дает возможность разобраться в составе, строении и условиях образования различных фаз и структурных составляющих, в различии строения стали и чугуна. Необходимо четко представлять влияние углерода и постоянных примесей Si и Mn на свойства сталей, в чем состоит вредное влияние S и P (явление ликвации), определяющих явления красноломкости и хладноломкости. В связи с этим понять классификацию сталей по качеству в зависимости от содержания вредных примесей. Знать маркировку сталей и чугунов в соответствии с ГОСТами.

Изучая маркировку сталей, необходимо помнить, что в зависимости от способа раскисления может быть получена сталь различного качества. Она соответственно обозначается: сп – спокойная, пс – полуспокойная, кп – кипящая.

Химический состав и механические свойства сталей определяют по ГОСТам, например, для углеродистых сталей обыкновенного качества – по ГОСТ 380-88, для качественных углеродистых сталей – по ГОСТ 1050-88, для углеродистых инструментальных сталей – по ГОСТ 1435-86, для легированных сталей – по ГОСТ 19281-89, 14959-73, 4543-71 и др.

В ответах на вопросы, касающиеся марок сплавов, необходимо, на основании ГОСТов, указать принципы их классификации и привести необходимые примеры.

При изучении процесса графитизации важно уяснить, каково влияние формы графита на механические и эксплуатационные свойства чугуна, каково влияние Si, Mn, S, P и модифицирующих элементов на процесс графитизации и форму графита.

Серые чугуны по ГОСТ 1412-85 маркируются так: СЧ 25, где СЧ – серый чугун, 25 – предел прочности σв при растяжении (250 МПа). Известно, что 4σв=2σизгсж т.е. чугун работает лучше при сжатии. Ковкие чугуны (ГОСТ 1215-86) маркируются иначе: КЧ 45-7, где КЧ – ковкий чугун, 45 – предел прочности при растяжении σв (450 МПа), 7 – относительное удлинение δ, в процентах. Высокопрочные чугуны (ГОСТ 7293-85) ВЧ 80, где 80 – σв (800 МПа).

Необходимо уяснить влияние углерода и легирующих элементов на изменение прочностных, деформационных и физических свойств сталей. Обратить внимание, что изменение механических характеристик можно достигать не только изменяя процентное содержание углерода и других примесей, но и с помощью холодной пластической деформации. Необходимо понять связь между скоростью нагружения, температурой, пластической деформацией, механическими характеристиками и характером разрушения. Рассмотреть влияние рекристаллизационных процессов.

Термическая обработка – один из главных способов влияния на строение, а следовательно, и на свойства сплавов. Вопросы термической обработки стали и чугуна можно понять, лишь зная структурные превращения, происходящие при нагреве и охлаждении железоуглеродистых сплавов с различным содержанием углерода.

Необходимо знать, какие превращения претерпевают феррит, перлит и ледебурит при нагреве и какое влияние оказывает скорость охлаждения на превращение аустенита. Вопросы охлаждения аустенита лучше разобрать, используя диаграмму изотермического распада аустенита и на ее основе уяснить, при какой скорости охлаждения образуются перлит, сорбит, тростит и мартенсит, что называется критической скоростью закалки, в чем различие между мартенситом и приведенными выше структурами.

Следует иметь в виду, что чем ниже содержание углерода в стали, тем больше критическая скорость закалки, вследствие чего низкоуглеродистые стали (менее 0,3 % С) в практических условиях не принимают закалку на мартенсит.

Нужно усвоить, что при образовании мартенсита кристаллическая решетка перестраивается из гранецентрированной в объемно-центрированную, но вследствие того, что углерод не успевает выделиться, а остается в пересыщенном твердом растворе в объемно-центрированной решетке, она искажается и приобретает тетрагональность.

Процесс образования мартенсита бездиффузионный, поскольку низкая температура процесса препятствует диффузии углерода из ферритных зерен. Образование мартенсита происходит между температурами начала Мн и конца Мк мартенситного превращения тем полнее, чем ниже температура в этом интервале. Интервал мартенситного превращения при увеличении содержания углерода смещается в область более низких температур. Часть аустенита, находясь между образовавшимися пластинами мартенсита в состоянии всестороннего сжатия, не превращается в мартенсит. Этот остаточный аустенит снижает твердость стали. Поэтому для уменьшения количества остаточного аустенита некоторые стали необходимо охлаждать до отрицательных температур. Такая обработка называется обработкой холодом. Иногда ее проводят дополнительно, сразу после закалки. Необходимо разобраться в структурных превращениях, происходящих при отпуске стали, а также проследить за изменением свойств закаленной стали в результате низкого, среднего и высокого отпуска. Важно понять, почему уменьшается искаженность (тетрагональность) мартенсита, какие условия необходимы для перехода остаточного аустенита в мартенсит и для его распада на феррито-цементитную смесь.

Под улучшением стали понимают закалку на мартенсит с последующем высоким отпуском. Следует усвоить, какие стали подвергают улучшению.

При рассмотрении вопросов термической обработки чугуна нужно изучить процесс графитизирующего отжига, который применяется для получения ковкого чугуна. Необходимо ознакомиться с превращениями в структуре и изменениями свойств при термической обработке деталей из углеродистых и легированных сталей.

Поверхностная прочность деталей может быть повышена непосредственно термической обработкой, химико-термической обработкой и методами пластической деформации поверхности. Важно уяснить, какие стали относятся к улучшаемым, а какие – к цементируемым, а следовательно, какому способу упрочнения можно подвергнуть деталь, изготовленную из той или иной марки стали.

При изучении различных способов поверхностной закалки особое внимание нужно уделить высокочастотной закалке. Изучение различных видов химико-термической обработки надлежит начать с цементации в твердой, газовой и жидкой средах (карбюризаторах). После этого легче понять и другие процессы, так как принцип всех видов химико-термической обработки один и тот же: получение насыщающего вещества в атомарной форме, захват этих атомов поверхностью металла и диффузия их внутрь металла. Необходимо уяснить назначение отдельных процессов и свойства, усталостную прочность, коррозие-устойчивость.

Рассматривая влияние легирующих элементов на структуру и свойства сталей, необходимо изучить особенности вновь появляющихся фаз: легированного феррита, легированного аустенита и специальных карбидов. Нужно иметь в виду, что принципы термической обработки для легированных сталей остаются неизменными, однако положение критических точек меняется и соответственно меняются структуры стали в равновесном состоянии, критическая скорость закалки, глубина прокаливаемости. Изменяются необходимые температуры нагрева для различных видов термической обработки. Надо помнить, что различные легирующие элементы и разная степень легирования придают сталям различную структуру и свойства.

Необходимо ознакомиться с литыми и порошковыми твердыми сплавами как для наплавки изнашивающихся деталей машин, так и для режущего инструмента. Особое внимание нужно обратить на красностойкость и твердость этих сплавов.

Изучить материалы, применяемые в электротехнике: медь, алюминий, пластмассы, резину. Обратить внимание, что в электротехнике применяются «чистые» металлы (без примесей) медь, алюминий. Чем меньше в них примесей, тем лучше их электрические свойства. По ГОСТ 859-78 медь маркируется М00, М0, М1, М2, М3 в зависимости от содержания вредных примесей. Уяснить, что для изменения физико-механических характеристик в медь добавляются легирующие элементы. Если основным легирующим элементом является цинк, то сплавы называют латунями (ГОСТ 15527-89 и 17711-80). Маркировка ЛЦ30АЗЖ5, где Л – латунь, Ц – цинк (30 %), А – алюминий (3 %), Ж – железо (5 %), остальное медь.

Вторым основным сплавом на основе меди являются бронзы (ГОСТ 5017-87 и 613-79). Это сплавы на основе меди, где цинк не является основным легирующим элементом. Маркировка БрОБЦБС3, где Бр – бронза, О, Ц, С – олово, цинк, свинец, а цифры – их процентное содержание, остальное медь.

Чистый алюминий маркируется А0, А1, А2, А5 (цифра показывает процентное содержание примесей). В зависимости от содержания легирующих элементов и состояния алюминиевые сплавы подразделяются: деформируемые (ГОСТ 4784-74) – АМц (с марганцем), АМг2 (марганец, магний 2%), Д16 (марганец, магний, медь); высокопрочные В95 (то же и хром, цинк), ковочные АК6 (то же и кремний); литейные (ГОСТ 2685-75) – АЛ2 – силумины, АЛ19 (с медью, титаном) и др.

Дополнительная маркировка алюминиевых сплавов. ТН – закаленный, естественно состаренный и нагартованный; ТIН – закаленный, нагартованный и искусственно состаренный; ТПП – закаленный и естественно состаренный, повышенной прочности; ГК – горячекатаный (листы, плиты); А – нормальная плакировка; У – утолщенная плакировка (8 % на сторону).

Особое внимание необходимо обратить на теорию старения деформируемых алюминиевых сплавов, изучив превращения в структуре и изменения свойств при термической обработке – закалке и последующем искусственном старении. [7.1, с.180]

Среди неметаллических материалов очень важны синтетические полимерные материалы. К ним относятся различные пластмассы, пленки, волокна, резины, клеи и лакокрасочные материалы. При изучении их структуры необходимо обратить внимание на форму элементарных звеньев и расположение химических связей и звеньев молекул.

Важно четко представлять, что полимер – химическое вещество специфического строения, а полимерный материал – технический продукт, изготовленный из полимера или на его основе.

Важно уметь оценивать эксплуатационные свойства пластмасс, так как в ряде случаев они с успехом заменяют другие, в том числе металлические материалы, а часто являются и незаменимыми. Стекловолокнистый анизотропный материал (СВАМ), например, превышает по удельной прочности сталь, титан и дюралюминий; политетрафторэтилен (фторопласт, или тефлон) обладает высокими диэлектрическими свойствами, а ретинакс – высокими фрикционными свойствами и т.д.



    1. ^ Технология конструкционных материалов

При изучении этого раздела необходимо уяснить, что технология – это метод (способ) получения конструкционного материала и дальнейшее превращение его в готовую продукцию методом литья, ковки, штамповки, сварки, ковки, обработки резанием и т.д.

Основным методом получения металлов является процесс восстановления их из руд.

^ Производство чугуна. Исходные материалы для доменной плавки. Подготовка руд к плавке. Основные физико-химические процессы получения чугуна в современных доменных печах. Продукция доменного производства Процесс прямого (вне доменного) получения железа из руд. [7.1, с. 480; 6, с. 492].

^ Производство стали. Исходные материалы для плавки стали. Основные физико-химические процессы получения стали. Производство стали в основных мартеновских печах, кислородных конверторах и дуговых печах. Способы разливки стали в изложницы. Строение слитков. Непрерывная разливка стали.

Способы повышения качества стали: обработка ее синтетическими шлаками в ковше, вакуумирование жидкой стали, электрошлаковый и вакуумно-дуговой переплавы. Сравнительная оценка способов повышения качества стали. [7.2, с. 508; 7.1, с. 516].

Производство цветных металлов. Производство меди, алюминия. Способы плавки и рафинирования цветных металлов и сплавов.

Порошковая металлургия. Виды и свойства металлических и металлокерамических порошковых материалов. Методы получения порошков и изготовление из них полуфабрикатов и изделий. Продукция и технико-экономические характеристики порошковой металлургии.

Основными способами получения заготовок являются литье и обработка давлением (в горячем и холодном состоянии). При получении заготовок методом литья необходимо уяснить физические способы получения отливок, влияние структуры отливок на их свойства. [7.7, с. 317; 7.4, с. 180]. Рассмотреть способы изготовления отливок. Изготовление отливок, литьем в песчаные формы. Сущность способа. Формовочные и стержневые смеси, литниковая система. Сборка и заливка форм. Выбивка отливок и стержней из отливок. Очистка поверхности. Изготовление отливок литьем в оболочковые формы, литьем по выплавляемым моделям, литьем в кокиль, литьем под давлением, центробежным литьем Сущность способов их достоинства и недостатки.

Особенности изготовления отливок из стали, медных, алюминиевых, магниевых и тугоплавких сплавов. Плавка сплавов и подготовка их к заливке. Особенности изготовления отливок различными способами литья. Области применения отливок из стали, медных, алюминиевых и тугоплавких сплавов. [7.7, с. 333; 7.4, с. 201].

Технологичность конструкции литых деталей. Особенности конструирования литых деталей с учетом литейных свойств сплавов (жидкотекучести, усадки), уровня напряжений в отливке, направленности затвердевания отливки, технологии изготовления литейных форм (выбора размера литейных форм, конструктивных уклонов, крепления литейных стержней в литейной форме, удобства извлечения модели из литейной формы и стержней из отливки) при литье в песчаные формы и специальными способами литья из различных сплавов. [7.7, с. 340; 7.4, с. 217].

Производство и применение фасонного литья в локомотивостроении, вагоностроении, строительном и дорожном машиностроении. Характеристика чугунного, стального и не железного литья, применяемого для деталей подвижного состава строительных и дорожных машин.

Технология производства, технологические требования и контроль качества отливок, применяемых для деталей локомотивов (гильзы, поршни, колесные центры и др.), вагонов (корпуса автосцепки, поглощающие аппараты, боковины тележки, надрессорные балки, корпуса букс и др.), строительных и дорожных машин (детали тормозных, опорных, поворотных устройств экскаваторов). [7.7, с. 350; 7.4, с. 230].

Техника безопасности и охрана окружающей среды в литейном производстве. [7.7, с. 352; 7.4, с. 234].

При рассмотрении технологий обработки металлов давлением необходимо рассмотреть физические основы обработки металлов давлением. Степень пластической деформации и сопротивление деформированию. Ковкость, штампуемость. Влияние химического состава, температуры, скорости деформации на пластичность металла и его сопротивление деформированию. Роль отечественных ученых в развитии теории и практики обработки давлением. Классификация видов обработки металлов давлением, области и объем их применения. [7.1, с. 390].

Получение профилей. Определение понятий профиля и сортамента. Значение экономических профилей, тенденции расширения сортамента профилей. Способы получения профилей.

Прокатка. Сущность процесса прокатки. Продукция прокатного производства. Разновидность листового проката, сортового проката, проката труб. Прессование. Сущность процесса, волочение, производство гнутых профилей. Сущность процессов.

Способы получения поковок.

Ковка. Сущность процесса ковки, исходные заготовки. Операции ковки и применяемый инструмент. Особенности деформирования металла в операциях ковки. Последовательность операций при ковке поковок типа ступенчатого вала, кольца.

Горячая объемная штамповка. Сущность процесса горячей объемной штамповки, применяемые заготовки. Разновидности горячей объемной штамповки. Штамповка в открытых штампах. Штамповка в закрытых штампах. Прогрессивные малоотходные способы объемной штамповки: выдавливанием, штамповкой в разъемных матрицах, поперечно-клиновой вальцовкой, ротационным обжатием.

Основные этапы технологического процесса горячей объемной штамповки. Исходные заготовки и требования к ним. Способы получения фасонных заготовок. Многоручьевая штамповка.

Изготовление деталей холодной объемной штамповкой. Сущность и схемы холодного выдавливания, высадки и объемной формовки. Типы деталей, получаемых различными способами холодной объемной штамповки, требования к их конструкции. Области применения холодной объемной штамповки.

Листовая штамповка. Сущность листовой штамповки.

Области применения способов обработки металла давлением профилей на железнодорожном транспорте. Изготовление заготовок для деталей подвижного состава, строительных и дорожных машин методом объемной штамповки (зубчатые колеса, клапаны, валики, втулки и др.).

Вопросы техники безопасности и охраны окружающей среды при применении способов обработки давлением. [7.1, с. 432].

Одним из важных технологических приемов снижения металлоемкости готовых конструкций, снижения потерь металла и повышения производительности в машиностроении является сварка. Самый распространенный способ – электросварка – великое русское изобретение. Необходимо рассмотреть классификацию способ сварки. Электрические виды сварки.

Термический класс сварки. Дуговая сварка. Сущность процесса. Электрические и тепловые свойства дуги. Статическая характеристика дуги. Источники сварочного тока, требования к источникам тока и их внешние характеристики. Источники постоянного и переменного тока. [7.2, с. 312].

Ручная дуговая сварка. Электроды для ручной дуговой сварки. Сварочная проволока. Назначение и состав покрытия электрода. Классификация электродов по назначению и типу покрытия. Основные металлургические процессы в сварочной ванне. Защита, раскисление и легирование металла сварочной ванны. Особенности кристаллизации сварного шва.

Особенности сварки различных материалов и сплавов. Свариваемость сталей, цветных и тугоплавких металлов и сплавов. Причины пониженной свариваемости. Процесс образования сварочных деформаций и напряжений. Образование горячих и холодных трещин.

Особенности сварки конструкционных углеродистых и легированных сталей. Образование закалочных структур и опасность возникновения холодных трещин. Рекомендуемые способы и режимы сварки.

Автоматическая сварка под флюсом. Сущность процесса.

Сварка в защитных газах. Сущность процесса и его разновидности: сварка неплавящимся и плавящимся электродами.

Ручная полуавтоматическая и автоматическая сварка.

Газовая сварка. Сущность процесса. Газы, применяемые при сварке. Характеристики газового напыления. Область применения газовой сварки.

Электрошлаковая сварка. Сущность и схема процесса. Особенности шлаковой ванны как распределенного источника теплоты. Разновидность способа.

Термомеханический класс сварки. Электрическая контактная сварка. Сущность процесса. Способы контактной электрической сварки: стыковая сопротивлением и оплавлением, точечная, шовная и рельефная. Принципиальное устройство машин для контактной электрической сварки. [7.2, с. 332].

Нанесение износостойких и жаростойких покрытий со специальными свойствами. Наплавка: дуговая, электрошлаковая, токами высокой частоты, плазменная и лазерная. Дуговая металлизация. Плазменное напыление покрытий. Контактно-дуговое упрочнение деталей.

Пайка металлов. Виды пайки. Легкоплавкие и тугоплавкие припои. Особенности пайки сталей, медных, никелевых, алюминиевых и магниевых сплавов.

Формообразование поверхностей деталей резанием, электрофизическими и электрохимическими методами. При изучении этого раздела необходимо рассмотреть современные технологические методы формообразования деталей машин, классификацию технологических методов обработки заготовок. Особое внимание уделять механизму процесса резания, включающему: схему обработки, движению при резание, поверхностям на обрабатываемой детали. Рассмотреть резец как основной инструмент при резание (его части и элементы). Материалы, применяемые для изготовления резцов и других режущих инструментов. К таким материалам относятся инструментальные стали, маркируемые У7…У13 ГОСТ 1435-90, быстрорежущие стали Р9, Р18 (ГОСТ 19265-73), твердые сплавы ВК (ВК8, ВК9 и др.), ТК (Т5К6, Т15К6, Т30К4 и др.) ГОСТ 3882-74, легированные инструментальные стали (9ХС, ХВТ и др.).

Процесс резания сопровождаются стружкообразованием. В месте контакта лезвия режущего инструмента с деталью образуется нарост и наклеп, что приводит к изменению геометрии режущего инструмента. Рассмотреть физическую сущность этого процесса. Силы резания, вибрации и способы борьбы с ними. Влияние тепла, выделяемого при реакции на процесс формообразования поверхности деталей машин. Охлаждающие жидкости. [7.1, с.561, с.570].

Влияние физико-механических характеристик материалов заготовок и инструментов на физику процесса резания. Понятие об обрабатываемости материалов. [7.1, с.592].

Инструмент для формообразования поверхностей деталей машин. Кинематика и физика процессов обработки – основа проектирования инструментов. Конструктивные схемы инструментов по принципу воспроизведения образующих геометрических форм поверхностей обрабатываемых заготовок. Инструменты для воздействия на материал заготовки различными видами энергии. [7.1, с.577].

Влияние технологических методов обработки на конструктивные формы оборудования. Принципы построения конструктивных форм оборудования. Кинематика процесса формообразования поверхностей – основа проектирования оборудования. Принципиальные конструктивные формы оборудования. Классификация движений узлов металлорежущих станков. Конструирование основных узлов оборудования как результат воплощения процесса формообразования. Требования к оборудованию в зависимости от типа производства и параметров обрабатываемых заготовок деталей машин. [7.1, с. 538; 7.6, с. 215].

Станки токарной группы. Технологические методы формообразования поверхностей деталей машин резанием с использованием лезвийного инструмента. Технологические возможности метода обработки заготовок точением. Назначение метода и принципы формообразования поверхностей деталей машин на станках токарной группы. Схема обработки заготовок и физико-механические особенности процессов резания. Характеристика метода по применяемому режущему инструменту и оборудованию. Формирование показателей качества поверхностей тел вращения и управление ими при обработке точением. Элементы геометрии и технологии изготовления токарных резцов.

Станки сверлильной группы. Технологические методы обработки отверстий. Технологические возможности методов обработки отверстий сверлением, растачиванием, протягиванием и зенкерованием. Особенности конструкций протяжек и протяжных станков. Схема обработки заготовок и особенности кинематики и физики резания при обработке отверстий. Особенности формообразования отверстий при растачивании. Применяемый режущий инструмент и оборудование. Сравнительная характеристика методов обработки отверстий (обеспечение точности формы и размеров отверстий, качество поверхности, производительность и т.п.).

Станки строгальные и долбежные. Процессы строгания и долбления плоских поверхностей. Особенности конструкций строгальных и долбежных резцов и применяемых металлорежущих станков.

Фрезерные станки. Технологические возможности метода обработки заготовок фрезерованием. Назначение метода и обеспечение кинематики и физики процесса резания при использовании многолезвийного инструмента. Применяемый инструмент. Схема обработки. Особенности обработки фасонных поверхностей при фрезеровании. Принципиальные схемы конструкций станков фрезерной группы. Управление показателями качества поверхностей деталей машин при фрезеровании.

Зубообрабатывающие станки. Технологические методы нарезания зубьев зубчатых колес. Зубчатые передачи в современном машино- и приборостроении. Способы профилирования зубчатых поверхностей и технологические методы их обработки. Типы станков и применяемый режущий инструмент. Влияние технологических методов на качественные характеристики зубчатых колес. Делительная головка.

Технологические методы обработки поверхностей с учетом конструктивных особенностей деталей машин. Технологические методы обработки плоских поверхностей корпусных деталей и станин. Особенности методов формообразования глубоких отверстий сверлением. Протягивание наружных поверхностей. Специальные технологические методы обработки деталей. [7.6, с. 228].

Шлифовальные станки. Технологические методы формообразования поверхностей деталей машин с использованием абразивного инструмента. Технологические возможности метода обработки поверхностей шлифованием. Назначение метода. Физическая сущность и особенности процесса шлифования. Абразивные материалы. Характеристика метода по применяемому инструменту и оборудованию. Схемы обработки поверхностей шлифованием. Показатели качества поверхностей деталей машин при шлифовании.

Технологические методы отделочной обработки поверхностей. Роль отделочных методов обработки в технологической последовательности изготовления деталей, физическая сущность и особенности кинематики отделочных методов обработки наружных и внутренних цилиндрических поверхностей (хонингование, суперфиниширование и др.). Технологические возможности методов доводки поверхностей. Технологические методы отделки зубьев зубчатых колес, изготовления резьбовых и шлицевых соединений. [7.6, с. 232].

Электрохимические (ЭХ) и электрофизические (ЭФ) методы формообразования поверхностей деталей машин. Роль и назначение ЭФ- и ЭХ-методов обработки в машиностроении. Физические и химические процессы, лежащие в основе технологических методов. Преимущества и недостатки методов. Реализация требований к инструментальным материалам и конструкции оборудования с учетом физики и кинематики ЭФ- и ЭХ-методов обработки. Технологические возможности методов. Основные технико-экономические показатели методов. Особенности технологичности конструкций деталей машин, обрабатываемых ЭФ- и ЭХ-методами.

Пути автоматизации технологических методов формообразования поверхностей. Автоматизация станков, станки-автоматы и полуавтоматы. Автоматизированные процессы обработки резанием на базе станков с программным управлением.





Скачать 1,19 Mb.
оставить комментарий
страница1/7
Нисаев Игорь Петрович
Дата30.09.2011
Размер1,19 Mb.
ТипУчебно-методический комплекс, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3   4   5   6   7
отлично
  2
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх