Рабочая программа технология конструкционных материалов (опд. Ф. 03. 02) Направление подготовки дипломированного специалиста: 190600

Вид материала

Содержание

Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования
Цели и задачи дисциплины. её место в учебном процессе
Введение, основные положения
Материалы, применяемые в машиностроении и основные методы получения твердых тел.
Основы порошковой металлургии и напыление материалов.
Классификация способов получения заготовок.
Производство заготовок способом литья
Производство заготовок пластическим деформированием.
Процессы получения заготовок деталей из полуфабрикатов обработкой давлением.
Изготовление полуфабрикатов и деталей из композиционных материалов.
Изготовление деталей из полимерных композиционных материалов.
Изготовление резинных деталей и полуфабрикатов
Производство неразъемных соединений.
Термические способы сварки (сварка плавлением).
Технологические особенности сварки различных материалов.
Пайка материалов.
Получение неразъемных соединений склеиванием.
Формообразование поверхностей деталей резанием, электрофизическими и электрохимическими способами обработки.
Обработка лезвийным инструментом.
Обработка поверхностей деталей абразивным инструментом.
...
Полное содержание

Подобный материал:

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ОБЩЕЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

И ТЕХНОЛОГИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

«Утверждаю»

Проректор по учебной работе

проф.____________ В.В. Дзюбо

«_____»_______________2008 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

(ОПД.Ф.03.02)

Направление подготовки дипломированного специалиста:

190600 – Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования

Специальность:

190601 - Автомобили и автомобильное хозяйство

Квалификация:

Инженер

Срок обучения 5 лет

Томск 2008

Рабочая программа составлена в соответствии c Государственными требованиями

образовательного стандарта высшего профессионального образования к минимуму содержания и уровня подготовки выпускников по специальности 190601 - Автомобили и автомобильное хозяйство, введенным в действие с 1 сентября 2000 года и на основании примерной программы учебно-методического объединения по высшему образованию, утвержденной_________________________

Составитель: Кондратюк А.А.

Рецензент: Першин В.П.

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Общее материаловедение и технология композиционных материалов».

Протокол № ____ от «___» _________________ 2008 г.

Заведующий кафедрой ______________________ Лычагин Д.В.

(ф.и.о., подпись)

Программа одобрена методической комиссией Механического факультета

Протокол № _____ от «____» ____________________2008 г.

Председатель комиссии ________________________

(ф.и.о., подпись)

Введена в действие "_____"___________________2008 г.

Декан факультета ________________________Мирошниченко А.Н.

(ф.и.о., подпись)

Распределение учебной нагрузки по учебному плану

курс	семестр	к-во недель	Нагрузка в семестре				Курсовое проектиро-вание		Отчётность
			лекции	прак.	лабор. раб.	сам.раб.	КП	КР	экз	зач
2	3		34		17	40			Э

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ. ЕЁ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

Целью преподавания курса «Технология конструкционных материалов»

является вооружение студентов знаниями и умениями, позволяющими при ремонте и эксплуатации транспортных средств 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 курса – 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.

В результате изучения данного курса студент должен

Знать:

Сущность методов получения основных металлических и неметаллических материалов;
Технологические особенности методов формообразования и обработки заготовок для изготовления деталей заданной формы и качества.

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.

Перечень дисциплин с указанием разделов, усвоение которых необходимо студентам для изучения данной дисциплины (составляется на основе программ по предшествующим дисциплинам и ГОС по специальности).

№	Наименование дисциплин	Наименование разделов (тем)
1.	Физика	Механические свойства материалов
2.	Химия	Неорганические материалы
3.	Материаловедение и ТКМ	Весь курс

4. Содержание дисциплины

4.1 Наименование лекционных занятий, их содержание, объем в часах.

№ п/п	Наименование темы, ее содержание	Кол-во часов
1	Введение, основные положения Роль и место дисциплины в конструкторско-технологической подготовке специалиста. Вклад технологий 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.	2
2	Материалы, применяемые в машиностроении и основные методы получения твердых тел. Классификация материалов по агрегатному состоянию: твердые, жидкие, газообразные. Природные источники материалов. Основы металлургического производства. Пиро-, гидро, электрометаллургия. Исходные материалы для плавки: руда, топливо, флюсы, раскислители, модификаторы, легирующие элементы, шлаки предыдущих плавок. Производство чугуна. Продукты доменной плавки. Производство стали. Кислородно-конверторная, мартеновская и электроплав-ка. Непрерывная разливка стали. Методы получения стали и сплавов особо высокого качества: двойной (в том числе вакуумный) переплав; электро-шлаковый переплав (ЭШП); электронно-лучевой переплав (ПДП); обработка стали в ковше синтетическим шлаком.	2
3	Основы порошковой металлургии и напыление материалов. Механические 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. Методы напыления. Структура и свойства напыляемой поверхности. Области применения напыляемых материалов и покрытий.	2
4	Классификация способов получения заготовок. Классификация способов по физико-механическому состоянию материала; по форме энергии, затрачиваемой при проведении технологического процесса; по виду материала инструмента и оснастки; по характеру нагрева заготовок; по агрегатному состоянию реакционной среды. Основные методы получения заготовок: литье, пластическое деформирование, спекание. Производство заготовок способом литья. Сущность технологического способа литья. Физические основы литейного производства. Условия затвердевания отливок. Продолжительность затвердевания отливок. Литейные свойства сплавов: жидкотекучесть, усадка, ликвация, склонность к поглощению газов. Образование напряжений в отливках. Технологические основы литейного производства. Литейная форма. Классификация способов литья по материалу литейных форм. Специальные способы литья. Принципиальные схемы, технологические особенности и возможности способов литья.	2
5	Производство заготовок пластическим деформированием. Сущность процесса пластического деформирования материалов. Характеристики основных схем напряженных и деформированных состояний при различных способах обработки металлов давлением. Нагрев при обработке металлов давлением. Цели и способы нагрева. Виды нагревательных устройств. Применение защитных газов. Формообразование машиностроительных профилей. Сущность процессов прокатки, прессования, волочения. Основные группы профилей, понятие о сортаменте (согласно Государственным стандартам). Особенности получения сортового проката, бесшовных и сварных труб, периодических профилей. Гнутые профили. Разновидности листового проката.	2
6	Процессы получения заготовок деталей из полуфабрикатов обработкой давлением. Разделительные процессы, их виды: резка, штамповка-вырезка, вырубка-пробивка в жестких штампах, прошивка. Процессы формообразования заготовок деталей из объемных полуфабрикатов. Ковка, основные операции. Горячая объемная штамповка. Штамповка в открытых и закрытых штампах. Холодная объемная штамповка. Схемы и сущность холодного выдавливания, высадки, объемной формовки. Специальные процессы получения заготовок пластической деформацией (накатывание зубчатых колес, раскатывание колец). Основное и вспомогательное оборудование для обработки металлов давлением. Выбор способа изготовления заготовок.	2
7	Изготовление полуфабрикатов и деталей из композиционных материалов. Физико-технологические основы получения композиционных материалов. Требования, предъявляемые к армирующим и матричным материалам. Изготовление изделий из металлических композиционных материалов. Методы получения металлических, органических и других волокон. Особенности получения деталей из композиционных порошковых материалов. Изготовление полуфабрикатов и изделий из эвтектических композиционных материалов. Получение волокнистых и пластинчатых структур эвтектических композиционных материалов на основе алюминия, никеля, кобальта, ниобия, тантала, полупроводниковых и ферромагнитных материалов. Применяемое оборудование.	2
8	Изготовление деталей из полимерных композиционных материалов. Полимеры, используемые в качестве матрицы. Порошкообразные и волокнистые наполнители. Методы получения полимерных композиционных металлов и переработки их в изделия: прессование, штамповка, литье под давление, экструзия, намотка, напыление и др. технологические особенности дополнительной механической обработки заготовок из композиционных материалов. Области применения материалов и технологии.	2
9	Изготовление резинных деталей и полуфабрикатов. Состав и свойства технических резиновых материалов. Технологические этапы изготовления резиновых изделий. Способы их формования: каландрирование (получение листовой и профилированной резины, промазка тканей) и экструзия (получение профилей круглого, квадратного и сложного сечений). Используемое оборудование. Области применения резиновых изделий.	2
10	Производство неразъемных соединений. Понятие неразъемного соединения. Способы получения неразъемных соединений: сварка, пайка, склеивание, клепка. Сварочное производство. Физико-химические основы получения сварного соединения. Определение понятия сварки. Свариваемость металлов и сплавов. Основные критерии свариваемости. Напряжения и деформации при сварке. Способы защиты расплавленного металла от взаимодействия с атмосферой. Структура сварного соединения. Сварочные источники теплоты.	2
11	Термические способы сварки (сварка плавлением). Электродуговая сварка (ручная); автоматическая дуговая сварка под флюсом; электрошлаковая; сварка в защитных газах: аргонодуговая, сварка в углекислом газе, плазменная сварка, сварка в вакууме полым электродом; лучевые виды сварки: лазерная, световым и электронным лучом. Газовая сварка. Термомеханические способы сварки. Электрическая контактная сварка: точечная, шовная, стыковая, рельефная. Механические способы сварки. Термические способы резки, наплавка, напыление. Сущность процессов, область применения.	2
12	Технологические особенности сварки различных материалов. Особенности сварки конструкционных и инструментальных сталей, чугунов, алюминиевых, магниевых, медных, титановых и никелевых сплавов, неметаллических и композиционных материалов. Дефекты сварных соединений выбор способа уменьшения сварочных деформаций и напряжений. Контроль качества сварных соединений, методы контроля. Выбор способа сварки.	2
13	Пайка материалов. Физическая сущность процессов пайки. Условия растекания и смачивания. Способы пайки. Особенности технологии пайки. Подготовка поверхностей под пайку, сборка деталей. Укладка припоя. Нанесение флюса. Пайка. Обработка деталей после пайки. Рекомендуемые припои (мягкие и твердые) и флюсы для сталей, сплавов и керамики. Дефекты паяного соединения. Требования к качеству паяного соединения, методы контроля.	2
14	Получение неразъемных соединений склеиванием. Физико-химические основы склеивания. Влияние состава клеев и температурно-временных режимов формирования клеевых соединений на их прочность и физико-химические свойства при комнатной и повышенных температурах. Дефекты склеивания и методы их контроля.	2
15	Формообразование поверхностей деталей резанием, электрофизическими и электрохимическими способами обработки. Кинематические и геометрические параметры процесса резания. Основные понятия и определения, применяемые для описания процессов обработки резанием. Элементы режима резания, геометрические параметры срезаемого слоя. Геометрические параметры резца. Физико-химические основы резания. Процессы деформирования и разрушения материалов при резании. Трение, изнашивание и стойкость инструмента при резании. Влияние геометрических параметров режущего инструмента и вибраций на процесс резания и качество обработанной поверхности.	2
16	Обработка лезвийным инструментом. Основные способы обработки: точение, растачивание, сверление, фрезерование, строгание. Особенности их применения при обработке типовых деталей машин. Инструмент и оборудование. Особенности лезвийной обработки заготовок из различных материалов. Управление показателями качества. Способы контроля. Требования к заготовкам.	2
17	Обработка поверхностей деталей абразивным инструментом. Условие непрерывности и самозатачиваемости. Режим и силы резания. Основные схемы шлифования. Особенности круглого, наружного, внутреннего шлифования заготовок из различных сплавов. Методы отделочной обработки поверхностей. Электрофизические и электрохимические методы обработки поверхностей заготовок. Сущность процессов. Факторы, влияющие на эффективность электрофизи-ческих способов обработки. Выбор способа обработки.	2
Всего:		34

4.2 Темы лабораторных занятий, их содержание и объем в часах.

№ п/п	Наименование лабораторных занятий	Кол-во часов
1	Разработка технологического процесса изготовления и отливки в песчаные формы	2
2	Разработка технологического процесса изготовления отливки по выплавляемым моделям	2
3	Определение литейных дефектов алюминиевых литейных сплавов	2
4	Изучение технологических процессов обработки металлов давлением (волочением)	2
5	Кинематики коробки скоростей	2
6	Выбор режима обработки в зависимости от геометрии и материала заготовки	3
7	Классификация и геометрия режущего инструмента	2
8	Классификация сварных соединений и их дефекты	2
Всего:		17

4.3 Реферат, его характеристика.

В процессе изучение предмета «Технология конструкционных материалов» предусмот- рено составление реферата по одному из вопросов тематики курса (по усмотрению преподавателя). Целью выполнения реферативной работы является привитие студентам навыков самостоятельной работы с научной литературой и практика письменного изложения усвоенного материала.

4.4 Самостоятельная работа, ее содержание, объем в часах.

№ п/п	Вид самостоятельной работы	Кол-во часов
1	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 ученых в становление технологической науки, основные перспективные направления ее развития на современном этапе.	2
2	Кристаллизация. Факторы, обусловливающие формирование кристаллической структуры металла слитка. Взаимосвязь состава сплава, металлургических способов его получения с характером кристаллизации, микро- и макроструктурой слитка. стеклообразование (твердение сплавов). Изменение свойств трудно кристаллизующихся жидкостей. Определение понятия «стекло». Факторы, обусловливающие процесс стеклообразования. Получение аморфных металлических материалов.	2
3	Особенности производства цветных металлов (меди, алюминия 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, рафинирование алюминия.	2
4	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.	2
5	Механизация и автоматизация литейного производства. Использование Катковых, центробежных и лопастных смесителей при изготовлении 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.	2
6	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, метода приготовления формовочных и стержневых смесей. Песчано-глинистые и специальные формовочные смеси.	2
7	Термическая обработка металлических заготовок, полученных пластическим деформированием. Показатели качества изделий и его контроль. Техника безопасности и охрана окружающей среды при обработке металлов давлением.	2
8	Импульсные способы формоизменения, их технологические возможности. Инструмент и оборудование для штамповки.	2
9	Техника безопасности при производстве заготовок способом литья и пластическим деформирование в горячем и холодном состоянии.	2
10	Виды межфазного взаимодействия в системе «матрица-волокно», роль смачивания и диффузии. Твердофазные, жидкофазные и молекулярные способы получения металлических композиционных материалов.	2
11	Методы контроля качества композиционных и резиновых полуфабрикатов и деталей, техника безопасности при их производстве.	2
12	Классификация способов сварки по физическим и технологическим признакам. Классификация способов сварки по форме энергии, используемой для образования сварного соединения: термические, термомеханические и механические способы. Технологичность сварки. Показатели качества сварных соединений.	2
13	Механизация и автоматизация сварочного производства. Использование кондукторов, позиционеров, вращателей, кантователей, манипуляторов, поточных линий с частичной или комплексной механизацией и автоматизацией. Применение промышленных роботов в сварочном производстве. Технико-экономические характеристики различных способов сварки. Обеспечение техники безопасности и экологической чистоты производства.	2
14	Выбор рационального способа сварки на основе учета свойств материала, формы, габаритных размеров и пространственного положения свариваемых заготовок, серийности производства, технологических возможностей способов сварки, требований к качеству сварного соединения. Обозначение сварных сведений на чертежах по государственным стандартам.	2
15	Классификация способов пайки: по методу удаления оксидной пленки, по характеру кристаллизации паянного шва, по методу получения припоя, по методу заполнения зазора, по виду источника нагрева. Технико-экономическая характеристика способов пайки.	2
16	Принципы выбора способов пайки с учетом материала, формы и размеров соединяемых деталей, характера их взаимодействия с припоем, серийности производства, требований к качеству соединения.	2
17	Техника безопасности и обеспечение экологической чистоты при реализации процесса пайки и получения металлических композиционных материалов.	2
18	Технико-экономические характеристики клеевых соединений. Методы выбора состава клея и режима формирования соединений в зависимости от материала соединяемых деталей, условий работы и требований к прочности и свойствам соединения, серийности и экологической чистоты производства. Области применения процессов склеивания.	2
19	технико-экономические характеристики процессов электроискровой, импульсной, электроимпульсной, электроконтактной, ультразвуковой, светолучевой, анодно-механической обработки. Обеспечение техники безопасности и экологической чистоты технологических процессов.	2
20	Выбор способа или рационального сочетания способов обработки заготовок резанием, методами электрофизического и электрохимического воздействия с учетом массы, размеров и сложности формы детали, свойств ее материала, требований по качеству поверхности, серийности производства, технических возможностей и производительности оборудования, степени автоматизации процессов.	2
Всего:		40

5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.

5.1. Рекомендуемая литература

а) основная литература:

1. Материаловедение и технология металлов: Учебник для студентов машино-

строительных специальностей ВУЗов. Под ред. Г. П. Фетисова. – М.: Высшая школа, 2001, 2002.

2. Дальский А.М. Технология конструкционных материалов. – М.: Машинострое-

ние, 1992.

3. Некрасов С.С. Практикум по технологии конструкционных материалов и

материаловедению. – М.: Колос, 1998.

4. Некрасов С.С. Обработка материалов резанием. М.: Колос, 1997.

б) дополнительная литература:

1. Мотовилин Г.В. и др. Автомобильные материалы: Справочник. М.: Транспорт,

1989.

2. Фетисов Г.П., Карпман М.Г. и др. Материаловедение и технология

конструкционных материалов. – М.: Металлургия, 1999.

3. Марочник сталей и сплавов. Под ред. В.Г. Сорокина. – М.: Машиностроение,

1989.

4. Кочергин К.А. Контактная сварка. – Л.: Машиностроение, 1997.

5. Миличенко С.С. и др. Сварка и свариваемые материалы: Справочник в 2-х т.

(т. 2). – М.: Изд. МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1996.

6. Петруха П.Г. Технология обработки конструкционных материалов. – М.:

Высшая школа, 1991.

5.2. Средства обеспечения освоения дисциплины.

Наглядные пособия (плакаты, модели и пр.).

Раздаточный материал по тематике дисциплины.

Компьютерные программы.

6. Материально-техническое обеспечение дисциплины.

6.1. Аудитория для проведения лекционных и практических занятий, оборудованная в соответствии с нормативами, утвержденными Минобразования РФ.

6.2. Специализированные лаборатории:

- Лаборатория сварки, оборудованная сварочными установками для ручной дуговой сварки.

- Специализированная лаборатория по металлорежущим станкам со станочным оборудованием.

- Лаборатория по курсу «Технология конструкционных материалов».

Минимальный набор лабораторного оборудования для освоения дисциплины:

1. Макеты элементов литниковой системы.

2. Модельный комплект.

3. Оборудование ручной электродуговой сварки:

сварочный трансформатор типа ТС – 500;
сварочный преобразователь типа ПД – 502.У2.

4. Оборудование ручной ацетиленокислородной сварки:

кислородный баллон;
сварочная горелка ГС;
кислородный редуктор;

5. Сварочная машина для точечной сварки.

6. Установка для прессования металлических порошков;

7. Пресс-оснастка;

8. Порошки железа, меди, алюминия;

9. Комплект металлорежущего инструмента (резцы, фрезы, сверла);

10. Металлорежущие станки:

токарно-винторезные типа 1К625;
вертикально-сверлильный типа 2А125;
вертикально-фрезерный типа 6Р81;
поперечно-строгальный типа 7Б35.