close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

40.МР для преподавателей «Технология конструкционных материалов»

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана
ТЕХНОЛОГИЯ
КОНСТРУКЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Методические рекомендации
для преподавателей
Под редакцией В.П. Ступникова, А.Ф. Вязова
Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2010
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 621.7.2:621.7.3
ББК 34.1
Т38
Рецензенты: Е.А. Мордочкин, В.А. Рыбкин
Т38
Технология конструкционных материалов : метод. рекомендации для преподавателей / Р.Н. Астахова, А.Ф. Вязов,
В.Г. Вялков и др.; под ред. В.П. Ступникова, А.Ф. Вязова. –
М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. – 42, [2] с. : ил.
Даны рекомендации по организации чтения основных разделов курса лекций преподавателем. Методические рекомендации
полностью соответствуют по объему и содержанию программе учебно-методического комплекса «Технология конструкционных
материалов».
Для преподавателей машиностроительных вузов и технических
университетов.
УДК 621.7.2:621.7.3
ББК 34.1
c МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ВВЕДЕНИЕ
При изучении дисциплины «Технология конструкционных материалов» (ТКМ) рассматриваются современные рациональные и
широко применяемые в промышленности технологические методы
формообразования заготовок и деталей машин: литьем, обработкой
давлением, сваркой, механической обработкой резанием и другими
методами.
В практической деятельности инженера очень большое значение имеет технологическая подготовка. Создавая конструкции
машин и приборов, инженер должен обеспечить их эксплуатационные качества, а также надежность и долговечность работы.
Одновременно с решением этих задач при конструировании деталей машин он должен учитывать особенности технологических
методов получения заготовок и деталей, их обработки и сборки,
обеспечивая тем самым возможность создания и экономическую
целесообразность конструкции. Поэтому инженер широкого профиля должен обладать прочными знаниями как в области теории,
расчета и конструирования машин, так и в области технологии.
Технологическая подготовка студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана
складывается из базовой и специальной подготовки. ТКМ является базовой дисциплиной. На ее основе строится технологическая
подготовка студентов, осуществляемая специальными технологическими кафедрами факультета.
Базовая технологическая подготовка студентов складывается из
их практической работы в учебных лабораториях при прохождении учебно-технологического практикума (УТП) на первом курсе,
лекций и семинаров по ТКМ на третьем курсе и первой технологической производственной практики на машиностроительных
заводах после окончания третьего курса.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕХНОЛОГИЯ
КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»
1.1. Цель и задачи преподавания дисциплины
«Технология конструкционных материалов»
Основная цель преподавания дисциплины — подготовить студентов к проектированию конструкций деталей машин в соответствии с требованиями технологичности и c учетом возможности
повышения качества заготовок и деталей машин технологическими методами.
Задачами дисциплины является изучение:
• физических основ технологических методов получения заготовок и их обработки;
• особенностей применения технологических методов и требований к технологичности конструкций деталей при их изготовлении в условиях различных производств;
• особенностей методов формообразования и формоизменения
заготовок из различных материалов и их обработки;
• основных показателей качества и применения технологических методов формообразования и формоизменения заготовок при
обработке;
• методик выбора рациональных методов получения заготовок
и их обработки по отдельным технологическим переделам (литье,
обработка металлов давлением, сварка и механическая обработка).
Студент должен знать:
• основные технологические свойства конструкционных материалов;
• методы и способы получения конструкционных материалов;
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
• физическую сущность и принципиальные схемы технологических методов, способов и видов производства и обработки заготовок;
• основные типы технологического оборудования и оснастки,
применяемые при каждом методе производства и обработки заготовок;
• особенности получения и обработки заготовок из различных
материалов;
• технологические возможности и области рационального применения технологических методов, способов и видов обработки и
видов производства;
• критерии оценки технологичности конструкции деталей с
учетом выбранных технологических методов, способов и видов
обработки и типа производства.
Студент должен уметь:
• выбрать рациональные методы, способы и виды обработки
по чертежу детали и спроектировать заготовку для детали;
• выполнить анализ технологичности конструкций деталей и
их заготовок с учетом выбранного метода, способа и вида обработки;
• предложить и обосновать изменения в конструкции деталей
с целью повышения уровня их технологичности.
Студент должен получить навыки:
• самостоятельной работы с учебной и справочной литературой;
• самостоятельной разработки чертежей заготовок и деталей,
получаемых различными технологическими методами, способами
и видами обработки;
• оформления графической и текстовой конструкторской и технологической документации в соответствии с требованиями ЕСКД.
1.2. Место дисциплины
«Технология конструкционных материалов»
в учебном плане МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Взаимосвязь с другими дисциплинами
По учебному плану подготовки инженеров в МГТУ им. Н.Э. Баумана дисциплина ТКМ изучается в I, II, V или VI семестрах.
В I и II семестрах студенты выполняют определенный комплекс
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
практических работ при прохождении УТП в учебных лабораториях, где знакомятся с универсальным технологическим оборудованием, инструментами и оснасткой, усваивают основные технические термины и определения, а также изучают технологические
методы получения заготовок и их обработки на универсальном
оборудовании.
Знания, полученные студентами в процессе работы в учебных
лабораториях, облегчают понимание и усвоение вопросов, изучаемых на лекциях по ТКМ в V или VI семестре. Кроме того, начальная технологическая подготовка, проводимая в учебных лабораториях, позволяет студентам более легко воспринимать лекционный
материал и рассматривать в короткое время значительное число
технологических методов обработки, так как исключается необходимость объяснения преподавателем множества технических терминов и определений.
Лекциям по ТКМ предшествует изучение математики, химии,
машиностроительного черчения и рисования, начертательной геометрии, теоретической механики, сопротивления материалов. Кроме того, изучению ТКМ предшествуют (или изучаются параллельно) такие дисциплины, как «Материаловедение», «Основы проектирования деталей машин. Часть 2», «Метрология, взаимозаменяемость и стандартизация».
Знания по начертательной геометрии, машиностроительному
черчению и рисованию помогают студентам разбираться в схемах
и эскизах, которыми преподаватель иллюстрирует излагаемый материал.
В значительной степени курс лекций по ТКМ базируется на
знаниях, полученных при изучении химии и физики, на понимании явлений и процессов, происходящих при получении черных и
цветных металлов, а также лежащих в основе ряда электрофизических и электрохимических методов обработки материалов. На базе знаний, полученных при изучении ТКМ, строится специальная
технологическая подготовка студентов на старших курсах. Знание
физических основ формообразования и формоизменения заготовок и деталей машин, технологических возможностей различных
методов помогает студентам при разработке технологических процессов, выборе соответствующего технологического метода, оборудования и инструментов.
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ТКМ — одна из дисциплин, дающих студентам сведения о технологичности деталей машин на стадии их производства, что позволяет создавать конструкции с учетом особенностей технологических методов получения заготовок и их обработки. Эти сведения
необходимы при выполнении курсовых проектов по дисциплинам
«Основы проектирования деталей машин. Часть 2» и «Подъемнотранспортные устройства».
1.3. Основные разделы и темы курса лекций
«Технология конструкционных материалов».
Специализация курса лекций
По учебному плану МГТУ им. Н.Э. Баумана на изучение дисциплины ТКМ отведен 221 час. В том числе в I и II семестрах на
УТП отводится 102 часа, в V или VI семестре на лекции — 51 час
и на семинары — 34 часа. На самостоятельную проработку лекций, подготовку к трем рубежным контрольным мероприятиям и
выполнение двух домашних заданий отведено 34 часа.
Курс лекций по ТКМ состоит из введения и пяти разделов.
Введение. Цели и задачи курса лекций по дисциплине ТКМ.
Основные конструкционные машиностроительные материалы и их
технологические свойства.
Раздел I. Основы металлургического производства.
Раздел II. Технология литейного производства.
Раздел III. Технология обработки металлов давлением.
Раздел IV. Технология сварочного производства.
Раздел V. Технология обработки заготовок деталей машин.
Курс лекций читается по единым календарным планам для
студентов всех специальностей. Специфика специальностей факультета «Машиностроительные технологии» (МТ) учитывается в
рабочих планах чтения лекций. Для разных потоков этими планами предусматривается несколько отличное от календарного плана
распределение времени по темам разделов курса. Например, для
одних специальностей больше времени отводится на рассмотрение методов получения крупных заготовок (отливок или тяжелых
поковок), механической обработки тяжелых крупногабаритных заготовок. Студентам других специальностей в меньшем объеме читается тема «Электрофизические и электрохимические методы об7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
работки», а большее количество часов отводится на изучение тем
«Кинематика и физические основы обработки резанием».
Специализация курса лекций в зависимости от специальностей
заключается также в том, что примеры, приводимые на лекциях,
берутся из отрасли машиностроения соответствующей специальности (примеры получения типовых заготовок и их обработки;
особенности конструкции деталей машин с учетом технологического метода их изготовления).
При прохождении УТП студенты, выполняя практические работы, знакомятся с основными технологическими операциями и
приемами изготовления заготовок и их механической обработки,
а также с технологическими особенностями и работой основных
видов оборудования и приспособлений.
Разделы и темы курса лекций, которые наиболее полно были
изучены в учебных лабораториях, на лекциях рассматриваются в
сокращенном объеме. При изучении этих разделов студентам необходимо использовать отчеты, выполненные на занятиях в учебных
лабораториях кафедры.
Формирование умений может быть достигнуто только при решении практических задач на семинарах и при выполнении домашних заданий. Это достигается при решении прикладных технологических задач, а также при обсуждении на семинарских занятиях вопросов, подготовленных по специальным темам по всем
технологическим переделам.
Одной из задач преподавания курса лекций является формирование у студентов высоконравственных и эстетических взглядов
на экологические проблемы. Это особенно важно при рассмотрении технологических процессов, при выполнении которых наблюдается значительное загрязнение окружающей среды (в первую
очередь имеется в виду металлургическое и литейное производство). Вопросы автоматизации и механизации производственных и
технологических процессов в значительной степени изучаются во
время первой технологической практики, так как на машиностроительных заводах можно ознакомить с ними студентов наиболее
полно. Такое распределение материала между лекционным курсом и практикой предусмотрено соответствующими программами
и рабочими планами. Однако в каждом разделе курса обязательно
рассказывается о перспективах технологических методов получе8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ния и обработки заготовок и деталей на новом оборудовании, в
частности о безотходной и малоэнергоемкой технологии.
1.4. Освещение в курсе лекций
«Технология конструкционных материалов»
современных научных достижений
и отражение роли отечественных ученых
В курсе лекций по ТКМ рассматриваются основные современные технологические методы получения заготовок и их обработки.
Следует учитывать, что студенты начнут самостоятельную инженерную деятельность на производстве лишь через несколько лет.
За это время многие методы обработки будут значительно усовершенствованы и найдут более широкое применение в промышленности. Поэтому при чтении лекций по ТКМ в каждой из тем указываются перспективы развития новых технологических методов,
их технологические возможности и вероятные области наиболее
широкого применения. На лекциях студенты знакомятся с такими
методами обработки, как электронно-лучевая сварка и обработка,
светолучевая (лазерная) обработка, электромагнитная штамповка,
получение деталей методом напыления с использованием плазмы,
и со многими другими методами, основанными на применении
электрической, лучевой, химической и других видов энергии. В
лекциях находят отражение проблемы малоотходной и безотходной технологий, малоэнергоемких процессов.
При чтении лекций большое внимание уделяется роли отечественных ученых в развитии науки, техники и технологии производства. Преподаватели называют фамилии авторов того или иного метода обработки. Упоминаются работы русских и советских
ученых Д.К. Чернова, Н.Н. Бенардоса, Н.Г. Славянова, И.А. Тиме, К.А. Зворыкина, Е.О. Патона, А.И. Целикова, Г.А. Николаева,
В.М. Кована, Э.А. Сателя, Г.И. Грановского, А.И. Зимина и других.
Так студентам прививается чувство гордости за отечественную науку и технику.
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2. СОДЕРЖАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
ПРИ ИЗУЧЕНИИ ДИСЦИПЛИНЫ «ТЕХНОЛОГИЯ
КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»
2.1. Формы самостоятельной работы студентов
Основная форма самостоятельной работы студентов при изучении ТКМ — проработка конспектов лекций и учебника, а также самостоятельное решение технологических задач на семинарах
и выполнение двух домашних заданий. Учебным графиком внеаудиторных занятий предусмотрено время, необходимое для самостоятельной работы при подготовке к трем рубежным контрольным мероприятиям, из расчета 0,33 часа, для выполнения двух
домашних заданий — также 0,33 часа на каждый час прочитанных
лекций.
Чтобы облегчить и направить самостоятельную работу студентов на лекциях, их внимание обращается на основные вопросы, затронутые в темах. Преподаватель просит студентов выделять (подчеркивать, отмечать на полях и т. д.) в конспектах те вопросы, на
которые следует обратить основное внимание, а также вопросы,
наиболее трудные для понимания и усвоения.
Иногда преподаватель указывает параграфы или страницы
учебника, которые рекомендуется проработать в целях повторения
и закрепления материала, а также расширения кругозора студентов.
Наиболее простые для понимания вопросы, носящие описательный характер, а также вопросы, которые подробно изучались
при прохождении УТП, на лекциях не рассматриваются и рекомендуются студентам для самостоятельной проработки по учебнику (например, последовательность изготовления песчаных форм,
форм для изготовления отливок по выплавляемым моделям, характеристика технологического оборудования, описание инструментов и приспособлений и т. п).
В целях повышения активности работы студентов на лекциях
и контроля понимания студентами прочитанного материала рекомендуется в конце лекции (за три-четыре минуты до ее окончания) проводить полекционный контроль с предложением ответить
на пять вопросов. Ответы заносятся студентами в специальные
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
карты. Правильность ответов лектор проверяет во внеаудиторное
время и сообщает студентам результаты проверки на следующей
лекции, кратко комментируя ответы.
Учебным планом предусмотрено проведение трех рубежных
контрольных работ. Рубежный контроль проводится на семинарах.
Каждому студенту предлагается ответить письменно на вопросы в
течение 30 минут. Правильность ответов преподаватель проверяет во внеаудиторное время и результаты вводит в «Электронный
университет» МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Практика показала, что применение полекционного контроля
и рубежного контроля знаний студентов является серьезным стимулом к повышению их активности в самостоятельной работе во
время лекций, а также над конспектом лекций и учебником.
Кроме того, рубежный и полекционный контроль позволяет
студенту самому уяснить степень и глубину усвоения материала,
определить наиболее трудный для понимания и усвоения материал, а преподавателю — оценить содержание и методику изложения лекций, вовремя устранить замеченные недостатки, объяснить
непонятное и одновременно выявить неработающих студентов и
принять к ним меры.
Важной формой самостоятельной работы студентов при изучении дисциплины ТКМ является выполнение двух домашних заданий. При их выполнении студенты приобретают практические
навыки анализа и выбора технологических методов и способов
получения заготовок и их механической обработки, оценки технологичности конструкции по чертежу детали для выбранного метода и способа получения заготовки и обработки ее поверхностей и
умение изменять конструкцию детали с целью повышения уровня
ее технологичности. При этом студенты знакомятся с разработкой
технологического маршрута изготовления заготовок и их механической обработки.
2.2. Подготовка к сдаче зачета или экзамена
К формам самостоятельной работы относится также подготовка к зачету или экзамену. Чтобы облегчить студентам подготовку
к зачету или экзамену, преподаватель на последней лекции делает
краткий обзор рассмотренных тем и сообщает перечень вопросов,
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
на которые следует обратить особое внимание при подготовке. Это
концентрирует внимание студентов на основных задачах, решаемых при изучении ТКМ, на понимании физических основ и сущности технологических методов получения и обработки заготовок.
Экзамен — завершающий этап обучения, проверка усвоения
студентами курса. В период экзаменационной сессии для всех
групп за день-два до экзамена проводятся групповые консультации.
Во время консультации студент уясняет все непонятные вопросы,
получает рекомендации по подготовке к экзамену. Преподаватель
выделяет основные моменты в каждом разделе и подчеркивает
важность умения дать правильную характеристику технологического метода формообразования поверхностей. Помимо этого преподаватель объясняет студентам характер содержащихся в билете
вопросов и приводит ответы на них с конкретными примерами.
Студентам рекомендуется в дни подготовки к экзамену посетить
учебные лаборатории, чтобы восстановить в памяти внешний вид
оборудования, инструмента и приспособлений.
Во время экзамена в аудитории должно быть не более 10—12
студентов.
При подготовке к ответу студент может в случае необходимости
попросить преподавателя разъяснить содержание экзаменационного билета. На подготовку к ответу дается не менее 30 минут.
Основанием для оценки знаний студента является качество ответов на вопросы экзаменационного билета. Дополнительные вопросы задаются для уточнения оценки.
Чтобы выяснить причины неудовлетворительного ответа на вопросы экзаменационного билета, преподаватель использует сведения о посещении студентом лекций и семинаров и его оценки по
рубежным контрольным мероприятиям и домашним заданиям.
2.3. Рекомендуемая литература по курсу лекций
«Технология конструкционных материалов»
Основными пособиями по курсу лекций являются следующие.
1. Технология конструкционных материалов: Учеб. для студ.
машиностроит. спец. вузов. 6-е изд., испр. и доп. / А.М. Дальский,
Т.М. Барсукова, А.Ф. Вязов и др. М.: Машиностроение, 2005. 592 с.
2. Рабочий план чтения лекций по дисциплине «Технология
конструкционных материалов»: Метод. рекомендации / А.Ф. Вязов,
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
И.Б. Шачнева, Р.Н. Астахова и др. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2010. 16 с.
3. Методические указания по использованию иллюстративного
материала по курсу лекций «Технология конструкционных материалов» / Р.Н. Астахова, Л.Н. Богданова, Т.М. Барсукова и др.: Под
ред. В.П. Мальцева. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003. 54 с.
4. Технология конструкционных материалов. Основные понятия, термины и определения: Учеб. пособие / В.П. Ступников,
А.Ф. Третьяков, Э.Л. Мельников и др.; Под ред. В.П. Ступникова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 102 с.
5. Третьяков А.Ф. Курс лекций по дисциплине «Технология
конструкционных материалов». М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005.
276 с.
3. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОБ ОРГАНИЗАЦИИ
ЧТЕНИЯ ЛЕКЦИЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЕМ
3.1. Организация занятий и планирование лекций
Лекции по курсу ТКМ читаются потокам студентов, сформированным из групп, включающих студентов различных специальностей факультета МТ.
Преподаватель читает лекции закрепленному за ним определенному потоку студентов, поддерживает связь с профилирующими кафедрами и учитывает их специфику, внося в курс некоторые
коррективы; составляет календарный план чтения лекций, в котором указывает разделы и темы лекций, даты чтения и время,
затрачиваемое на изложение каждой темы, перечень вопросов по
теме. Календарный план одновременно является рабочим планом
чтения лекций.
3.2. Разработка конспекта лекций
С целью достижения единства требований к знаниям студентов
преподавателями кафедры МТ-13 разработан рабочий план чтения
лекций по курсу ТКМ, в котором отражены основные вопросы
курса, объем материала и методика его изложения. В дополнение к рабочему плану разработан альбом типовых иллюстраций
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
по темам курса лекций, рекомендованных для использования при
чтении лекций.
Рабочий план чтения лекций и рекомендованные иллюстрации
должны использоваться при изложении определенной темы курса. Однако каждый преподаватель имеет свой рабочий конспект
лекций, составленный с учетом специальностей студентов потока.
В нем преподаватель одним вопросам уделяет большее внимание,
другим — меньшее. Иллюстративный материал также видоизменяется. Типовые иллюстрации становятся реальными конструкциями
деталей машин или приборов.
Составляя рабочий конспект лекций, преподаватель учитывает знания студентов, полученные при выполнении практических
работ в учебных лабораториях, что позволяет исключить дублирование материала и расширить знания студентов, полученные в
учебных лабораториях.
В рабочем конспекте лекций преподаватель отражает опыт работы промышленности, приводит конкретные примеры технологии изготовления заготовок и деталей, что значительно оживляет
содержание лекций и способствует расширению кругозора студентов.
3.3. Применение наглядных пособий
При чтении лекций по курсу ТКМ широко применяются наглядные пособия.
В качестве наглядных пособий используются:
• плакаты, поясняющие устройство и работу оборудования, инструментов, процессы обработки и т. д. По сравнению с принципиальными схемами, изображаемыми преподавателем на доске, плакаты более подробны, поэтому по ним студенты могут легче представить себе работу оборудования, взаимодействие узлов машин,
инструментов;
• раздаточный материал, включающий схемы оборудования и
описание процессов. Экземпляр раздаточного материала выдается
каждому студенту во время лекций. Это сокращает время на объяснение, так как преподаватель не тратит время на изображение
схем на доске, а студенты вклеивают раздаточный материал в свои
конспекты;
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
• кинофильмы и аудиофильмы о различных методах получения
заготовок и их обработки в производственных условиях на реальных машинах, что в значительной степени способствует усвоению
материала лекций.
• электронные учебные материалы: мультимедийные учебники, учебные пособия, словари, охватывающие все разделы курса
ТКМ. Помимо текстового материала они содержат большое количество цветного подвижного иллюстративного материала в виде
видеофрагментов, микрокиносъемок, анимационных изображений,
которые позволяют показать процессы, происходящие на уровне
атомно-молекулярных связей, а также неподвижные иллюстрации,
представленные микрофотографиями, цветными и черно-белыми
рисунками, схемами, таблицами.
Создана база электронных документов, демонстрирующих работу современного промышленного технологического оборудования. Компьютерное обеспечение учебного процесса расширяет
рамки представления изучаемого материала, повышает наглядность и эмоциональное воздействие, максимально приближает
восприятие обучаемым виртуальных объектов к восприятию их реальных аналогов. В ряде случаев электронные учебные материалы
являются практически единственным информационным источником. Разработанные на кафедре МТ-13 мультимедийные издания
имеют многоступенчатые гиперссылки, звуковое сопровождение,
допускают совместное их функционирование. Появилась возможность мобильного обновления используемых в учебном процессе
материалов, в том числе теоретических, иллюстративных, расчетных, контрольных вопросов, упростили процедуру материального
обеспечения занятий, а также обмен опытом с кафедрами МГТУ
им. Н.Э. Баумана и другими высшими учебными заведениями.
Электронные учебные материалы предназначены для использования на аудиторных занятиях, в самостоятельной работе студентов,
для обучения слабослышащих, дистанционного обучения и обучения на курсах повышения квалификации, а также могут служить
базой для создания новых учебных материалов.
3.4. Оформление доски
При традиционном чтении лекций по курсу ТКМ преподаватель изображает на доске большое число схем и эскизов. Они
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
должны быть простыми, не содержать ничего лишнего, затрудняющего понимание. При изображении эскизов необходимо соблюдать
все требования ГОСТов, входящих в ЕСКД.
Лекции читаются в больших лекционных аудиториях, поэтому
очень важно правильно выбрать масштаб изображаемого эскиза.
Эскизы должны быть достаточно большими, чтобы все детали хорошо различались с любого места в аудитории. Размеры элементов, составляющих схему или эскиз, должны быть пропорциональными.
Следует использовать по возможности все поле доски, мысленно разделив его на две-три равные части и последовательно заполняя их. Это позволяет сохранить на доске несколько эскизов, к
которым лектор может обратиться в случае необходимости.
При изображении на доске больших схем лектор должен уточнить ориентировочные размеры эскиза или сказать, в каком направлении эскиз будет развиваться. Такие указания позволяют студентам правильно располагать эскизы в их конспектах.
При чтении лекций с использованием новых технологий наряду с обычной доской применяют интерактивную доску и большой,
удобно расположенный экран, который через проектор связан с
компьютером. Наличие связи экрана, интерактивной доски и компьютера позволяет отображать информацию с любого электронного носителя: непосредственно с жестких дисков системного блока
компьютера со съемных дисков, с дисков DVD-R, DVD-RW, CD-R,
CD-RW, с дискет.
Воспроизводимая информация может быть разного рода: в виде текста, формул, таблиц, диаграмм, графических зависимостей,
чертежей, плакатов, цветных и черно-белых рисунков, фотографий, микрофотографий, звуковых и неозвученных технических,
документальных, учебных и любых других фильмов и (или) их
отдельных фрагментов, а также специально разработанных для
дисциплины анимаций тех явлений и процессов, которые в реальности нельзя наблюдать, но которые необходимы для понимания
сущности тех или иных технологических методов и способов, физической природы и кинематики формообразования изготовляемых
объектов.
Экран обеспечивает необходимый в лекционной аудитории
масштаб изображения и хорошую видимость с любого места в
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
аудитории. Благодаря связи экрана с компьютером лектор имеет
возможность показать масштабно любой производственный процесс с последующим понижением уровня детализации, доводя
его до простейшей схемы, понятной и удобной для зарисовки
студентами в конспекте лекций.
Наличие мультимедийных учебников и учебных пособий по
дисциплине ТКМ, выполненных на языке HTML и имеющих оперативный доступ к любому разделу изучаемого курса и к иллюстративному материалу, создает удобство работы студентам в аудитории, а преподавателю со студентами. Преподаватель при чтении лекций с использованием электронных учебных материалов
без лишних затрат времени (одним щелчком мыши) имеет возможность одновременного обращения к нескольким документам и
размещения на экране последовательно или параллельно необходимой информации из разных документов либо разных разделов
одного документа. При этом экран не загромождается лишними
схемами и эскизами и внимание студентов не рассеивается, как
это имеет место при работе с обычной доской и мелом.
Возможность более глубокого изучения материала появляется с
применением в аудитории интерактивной доски, которая благодаря
имеющемуся программному обеспечению позволяет лектору работать на ней, как на обычной доске, используя вместо привычного
мела маркеры (можно разноцветные) или пальцы руки. На интерактивной доске можно как рисовать необходимые иллюстрации,
так и дорисовывать уже имеющиеся рисунки или вносить в них
изменения, выделять области, на которых студентам необходимо
сконцентрировать свое внимание. Изменения информации, производимые преподавателем, синхронно переносятся с интерактивной
доски на экран в большом масштабе. В случае необходимости все
записи и иллюстрации, сделанные на интерактивной доске преподавателем во время занятий, можно сохранить в компьютере и
использовать при дальнейшей работе.
3.5. Дисциплина на лекциях и контакт с аудиторией
Посещаемость лекций — один из важных факторов повышения
успеваемости студентов. Контроль посещаемости лекций осуществляется разными способами.
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Если процент посещаемости лекций высок, можно ограничиться контролем со стороны старост групп. В противном случае старосты групп потока подают преподавателю в конце второго часа
лекций списки отсутствующих. Но наиболее действенный способ
контроля посещаемости, дисциплинирующий студентов, — проведение полекционного контроля и рубежного контроля по разделам
курса. В этом случае одновременно с контролем знаний ведется и
контроль посещаемости.
Наиболее часто студенты нарушают дисциплину на лекции посторонними разговорами или посторонними занятиями, что мешает работе преподавателя и приносит большой вред не только
самому студенту, нарушающему дисциплину, но и окружающим.
Преподаватель в первую очередь должен выяснить, чем вызваны посторонние разговоры. Причины могут быть разными: быстрая речь преподавателя (студенты, не успевая конспектировать,
обращаются друг к другу); «неинтересный, скучный» материал
лекций; неумение преподавателя овладеть вниманием аудитории.
Для восстановления дисциплины преподаватель может сделать паузу и дождаться наступления тишины в аудитории; сделать замечания отдельным наиболее «активным» студентам; пройтись между
рядами столов в то время, когда, например, студенты зарисовывают эскиз. В последнем случае преподавателю легче заметить,
кто занимается посторонними делами, насколько качественно ведутся конспекты. Если студент отвлекается, преподаватель должен
призвать его к активной работе. Замечания, сделанные преподавателем несколько раз, как правило, не остаются безрезультатными —
на последующих лекциях студенты не занимаются посторонними
делами и работают.
Очень важно установить во время лекции контакт с аудиторией. После рассмотрения какого-либо раздела преподаватель
должен выяснить, есть ли вопросы; следует упомянуть о связи рассматриваемого материала с практическими работами в учебных
лабораториях; спросить студентов, что им известно по тому или
иному вопросу, что они могут рассказать из пройденного материала, из предыдущей лекции. В течение лекции необходимо делать
одно-двухминутную паузу перед рассмотрением следующего вопроса. Во время паузы преподаватель может привести данные из
средств массовой информации (газет, журналов и телепрограмм) о
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
достижениях науки и техники в области технологии производства,
а также примеры из практики, относящиеся к рассматриваемым
вопросам. Все это помогает установить деловой контакт с аудиторией и повышает интерес студентов к лекциям.
4. ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ И МЕТОДИКА
ЧТЕНИЯ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»
Первую лекцию необходимо начинать с определения дисциплины ТКМ как науки о способах получения, переработки и обработки конструкционных материалов с целью придания им требуемых
формы и свойств (механических, эксплуатационных, технологических).
Следует указать, что технология — это наука о постадийности
преобразования свойств материала заготовки от исходного сырья
(руды) до готовой продукции (детали, узла, изделия в целом), отвечающей требованиям заказчика. Преобразование свойств исходного продукта осуществляется с использованием энергии, которую
можно рассматривать как физический инструмент, единый для всех
технологических методов обработки. Необходимо обратить внимание на виды энергии, применяемые в современных технологиях,
структуру энергии. Требуется отметить взаимосвязь интенсивности энергетического воздействия с изменением строения, физикомеханических свойств, агрегатного состояния материала и его фазовых превращений для всех технологических методов обработки
(металлургия, литье, обработка давлением, сварка, обработка резанием и др.), используя для наглядности диаграмму состояния
железо — цементит. Нужно пояснить, что каждый метод обработки
характеризуется своим физико-химическим механизмом взаимодействия рабочего инструмента и заготовки.
Необходимо подчеркнуть, что основной целью изучения дисциплины ТКМ является подготовка к проектированию технологичных конструкций деталей машин, т. е. таких деталей, которые
можно изготовить с минимальными затратами труда, средств, материалов и времени в принятых условиях производства при условии
получения требуемых эксплуатационных свойств и качества.
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Студенты должны знать основные конструкционные материалы, применяемые для изготовления деталей, способы их получения, уметь выбирать материалы для проектируемых изделий с
учетом не только условий эксплуатации, но и поведения различных материалов в процессе изготовления из них деталей, т. е. учитывать технологические свойства выбранных материалов. Кроме
того, студенты должны научиться выбирать рациональные технологические методы формообразования и формоизменения заготовок, разрабатывать чертежи технологичных деталей для выбранных способов их изготовления и вносить изменения в конструкцию
деталей, обеспечивающие повышение уровня их технологичности.
Необходимо указать, что все конструкционные машиностроительные материалы можно подразделить на монолитные (металлические и неметаллические) и композиционные.
Конструкционными машиностроительными материалами на
металлической основе являются различные сплавы металлов, поскольку они, как правило, обладают более высокими прочностными свойствами, чем технически чистые металлы.
Следует отметить, что неметаллические материалы (дерево, бетон, пластик, резина, керамика и др.) находят ограниченное применение в машиностроении.
Композиционные материалы представляют собой конструкции,
состоящие из двух или более компонентов, свойства которых определяются геометрическими размерами, количеством, характером
распределения, физико-механическими свойствами компонентов
и прочностью связей между ними. Композиционные материалы
могут состоять из металлической или неметаллической матрицы,
упрочненной высокопрочными волокнами (волокнистые материалы) либо тонкодисперсными тугоплавкими частицами, не растворяющимися в основном металле (дисперсно-упрочненные материалы). По сравнению с традиционными материалами композиционные материалы имеют ряд преимуществ, позволяют значительно
снизить массу, повысить прочность, жесткость и теплостойкость
конструкций, поэтому они находят все более широкое применение
в различных отраслях техники.
Требуется подчеркнуть, что выбор марки материала в процессе
проектирования изделий осуществляют на основе рассмотрения не
только комплекса свойств на этапе эксплуатации (физические, хи20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
мические, механические, эксплуатационные), но и комплекса технологических свойств, которые позволяют получать качественные
изделия в процессе их изготовления. К технологическим свойствам
относят литейные свойства, технологическую пластичность, свариваемость и обрабатываемость резанием.
Однако следует иметь в виду, что материалы на металлической основе являются наиболее перспективными конструкционными машиностроительными материалами. Большинство из них
универсальные, т. е. не только обладают комплексом эксплуатационных свойств, но и имеют хорошие технологические свойства.
К материалам на металлической основе относят железоуглеродистые сплавы (стали и чугуны), цветные сплавы на основе
тяжелых и легких металлов и тугоплавкие сплавы. В настоящее
время основными конструкционными материалами в машиностроении являются железоуглеродистые сплавы.
В завершение лекции следует указать разделы, из которых состоит курс ТКМ, и рекомендуемую учебную литературу.
Раздел I. Основы металлургического производства
Главное внимание уделяется производству чугуна и стали как
наиболее широко применяемых в машиностроении материалов.
Раздел «Основы металлургического производства» состоит из
следующих тем.
1. Выплавка чугуна в доменных печах.
2. Производство стали.
3. Способы разливки стали.
4. Производство цветных металлов.
5. Порошковая металлургия.
При изложении темы «Выплавка чугуна в доменных печах»
приводят сведения об исходных материалах для доменной плавки, о подготовке руд к плавке, рассматривают схему устройства
доменной печи, принципиально важные химические реакции, протекающие в процессе плавки, виды продукции доменного производства, технико-экономические показатели работы доменной печи. Необходимо подчеркнуть приоритет отечественных металлургов в интенсификации доменного процесса и улучшении техникоэкономических показателей работы доменных печей.
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Изложение темы должно заканчиваться кратким рассмотрением процесса прямого (внедоменного) получения металлизованных
окатышей из руд, служащих исходным материалом для выплавки
высококачественных сталей в дуговых печах.
При изложении темы «Производство стали» необходимо показать, что основными задачами сталеплавильного производства
являются следующие.
1. Снижение содержания углерода (С) в исходном материале
(чугуне) и доведение его до требуемого значения.
2. Удаление вредных примесей (SuP) и неметаллических
включений из расплава.
3. Введение легирующих компонентов и получение расплава
требуемого химического состава.
Изложение темы начинается с объяснения физико-химических
процессов, происходящих при выплавке стали, а также действующих при этом законов (закон действующих масс, принцип Ле Шателье, закон Нернста). Затем рассматриваются периоды плавки в
плавильных печах с основной футеровкой. При этом главное внимание уделяется возможности уменьшения содержания в расплаве
вредных примесей, в первую очередь серы, фосфора, неметаллических включений, а также получению спокойной, кипящей и полуспокойной сталей.
При изложении процесса выплавки стали объясняются принципиальные схемы плавильных печей (мартен, кислородный конвертор, дуговые и индукционные электрические печи), приводятся
исходные материалы, особенности работы плавильных агрегатов,
основные периоды плавки. Сравниваются производительность и
качество стали при выплавке в различных плавильных агрегатах.
Приводятся технико-экономические показатели работы плавильных печей и перечисляются области машиностроения, где преимущественно применяется сталь, полученная рассматриваемым
способом.
При изложении темы «Способы разливки стали» необходимо
показать особенности строения слитков кипящей и спокойной сталей. Главное внимание следует уделить непрерывной разливке, позволяющей получать полуфабрикат, минуя стадию прокатки на полупродукт.
Перед рассмотрением вопросов повышения качества стали целесообразно обратиться к студентам с вопросом о возможности
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
производства особовысококачественных сталей с малым содержанием вредных примесей и неметаллических включений.
Проблему можно решить с помощью различных способов повышения качества стали (продувка аргоном, вакуумирование в ковше, рафинирование синтетическими шлаками, электрошлаковый и
вакуумно-дуговой переплав и др.).
В конце изложения темы приводятся классификация сталей, а
также сведения об их маркировке.
Тема «Производство цветных металлов» излагается кратко, по
согласованию с профилирующими кафедрами. Указывается сущность производства алюминия, меди и титана. Называются исходные материалы и характерные особенности процессов. В конце
приводится типовая маркировка металлов и сплавов.
По согласованию с профилирующими кафедрами при изложении темы «Порошковая металлургия» даются основные сведения о
видах и свойствах металлических и металлокерамических порошковых материалов, о методах получения порошков и изготовления
из них полуфабрикатов и изделий. Обращается внимание на высокую эффективность изготовления изделий из порошков как одного
из примеров малоотходной или безотходной технологии.
В заключение раздела «Основы металлургического производства» рассматриваются вопросы охраны окружающей среды.
Раздел II. Технология литейного производства
Излагаются основные сведения о современных способах изготовления отливок из наиболее распространенных литейных сплавов и рассматриваются принципы рационального конструирования
литых деталей машин в зависимости от технологических возможностей, способов литья и литейных свойств сплавов. Темы, подробно изученные в литейных лабораториях (изготовление деревянных моделей, изготовление отливок литьем в песчаные и оболочковые формы, по выплавляемым моделям, литьем в кокиль,
центробежным литьем, литьем под давлением), кратко излагаются
на семинарах и рекомендуются для самостоятельного повторения.
Раздел «Технология литейного производства» состоит из введения и следующих тем.
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. Литейные сплавы и их свойства.
2. Литейная форма как инструмент для изготовления отливок.
3. Физические основы формообразования отливок.
4. Изготовление отливок из различных сплавов.
5. Технологичность конструкций литых деталей.
Во введении рассматриваются основные задачи изучения раздела, дается определение литейного производства как технологического объекта для получения литых заготовок (деталей), приводятся причины широкого применения литых заготовок (деталей) в
различных областях машиностроения, дается оценка современного
состояния и перспектив развития литейного производства.
При изложении темы «Литейные сплавы и их свойства» приводится классификация основных литейных сплавов, применяемых
в машиностроении, рассматриваются основные литейные (технологические) свойства сплавов.
При изучении темы «Литейная форма как инструмент для
изготовления отливок» дается определение литейной формы как
системы элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка. Далее приводятся требования, предъявляемые к литейной форме, и даются
сведения о разделении форм на разовые и многократно используемые. В завершение этой темы приводится классификация способов литья, в которой учитываются: 1) количество заливок металла в литейную форму (разовую или многократно используемую,
разъемную или неразъемную, упрочняемую или неупрочняемую и
т. д.); 2) способ заполнения рабочей полости формы расплавленным металлом под действием сил естественной гравитации или
под изменяемым давлением; 3) состояние среды изготовления отливки (обычная температура, давление, газовый режим атмосферы
и т. д. или при изменении этих условий).
Сущность наиболее распространенных способов литья и их
технологические возможности изучаются на семинарах. Последовательность изготовления отливок и особенности технологий для
различных способов литья изучались студентами при выполнении
практических работ в литейных лабораториях. Однако для лучшего усвоения этих способов литья студентам следует рекомендовать
самостоятельно изучить этот материал по учебнику.
При изложении темы «Физические основы формообразования
отливок» необходимо подчеркнуть, что с начала заливки формы
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
расплавленным металлом до момента выбивки отливки из формы происходит тепловое, силовое и химическое взаимодействие
между отливкой и литейной формой.
Тепловое взаимодействие между отливкой и литейной формой
условно можно разбить на пять основных периодов: 1) заполнение
рабочей полости формы расплавом; 2) отвод теплоты перегрева;
3) затвердевание отливки; 4) охлаждение отливки в форме; 5) охлаждение отливки и формы после выбивки отливки из формы. При
этом рассматриваются процессы, происходящие в каждом периоде формирования отливки, возможность и причины возникновения
дефектов в отливках, а также технологические и конструктивные
мероприятия для их устранения.
Силовое взаимодействие между отливкой и формой изучается поэтапно. При этом рассматриваются не только возможность
возникновения литейных напряжений, формирования горячих и
холодных трещин, коробления отливок, но и технологические и
конструктивные мероприятия для устранения такой возможности.
При изложении темы «Изготовление отливок из различных
сплавов» рассматриваются технологические особенности получения отливок из чугуна, стали, сплавов цветных металлов (алюминия, магния, меди), тугоплавких сплавов (титана, никеля, молибдена). Приводится маркировка сплавов, краткая характеристика
эксплуатационных и литейных свойств сплавов и подчеркивается
важность учета их при конструировании литой детали и назначении конкретного технологического процесса изготовления отливки. Указываются области применения отливок из этих сплавов.
Преподаватель, приводя соответствующие примеры, учитывает
специальности студентов, делая акцент на тех или иных способах
изготовления отливок и сплавах для их изготовления.
При изложении материала по «изготовлению отливок из серого
чугуна» необходимо объяснить влияние конструкции отливки (толщины стенок) и технологии ее изготовления на структуру, форму
и размеры графитовых включений, механические и эксплуатационные свойства литых деталей.
При изучении процесса получения отливок из высокопрочного чугуна, ковкого чугуна и чугуна с вермикулярным графитом
следует особое внимание обратить на необходимость уменьшения содержания вредных примесей (фосфора и серы) в расплаве
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
и на особенности плавки и внепечной обработки (модифицирования) расплава. При этом требуется указывать на конструктивные
особенности литниковых систем. При объяснении способов изготовления отливок из стали следует обратить внимание на повышенную усадку стали, конструкторские и технологические мероприятия для предотвращения формирования усадочных раковин,
трещин и коробления отливок.
При рассмотрении изготовления отливок из интенсивно окисляющихся в расплавленном состоянии и способных к интенсивному газонасыщению при плавке сплавов (алюминиевые, магниевые,
медные, титановые и др.) большое внимание уделяется особенностям плавки и подготовки расплавов к заливке литейных форм, а
также особенностям конструкции литниковых систем.
При изложении темы «Технологичность конструкции литых
деталей» следует обратить внимание студентов на особенности
конструирования литых деталей с учетом литейных свойств сплавов, уровня напряжений в отливке, направленности затвердевания,
способов изготовления отливок из конкретных литейных сплавов.
Выбор способов изготовления отливок, разработка чертежа отливки по чертежу детали и анализ технологичности литой детали, возможность изменения ее конструкции с целью повышения
уровня ее технологичности изучаются студентами на семинарских
занятиях и при выполнении ими домашнего задания ДЗ-1.
Раздел III. Технология обработки металлов давлением
Излагаются физические основы формоизменения при обработке давлением, основные сведения о современных способах изготовления машиностроительных профилей, поковок, деталей листовой штамповки, рассматриваются принципы выбора способа обработки давлением в зависимости от технологических возможностей
способов обработки давлением и пластических свойств применяемых сплавов.
Темы, подробно изученные в лаборатории обработки давлением (листовая и объемная штамповка, получение машиностроительных профилей), кратко излагаются на семинарах и рекомендуются
для самостоятельного повторения.
Раздел «Технология обработки металлов давлением» состоит
из введения и следующих тем.
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. Физические основы формоизменения при обработке давлением.
2. Классификация основных способов обработки давлением.
3. Способы получения деталей — оболочек из листовых заготовок.
4. Ротационные способы изготовления поковок.
5. Изготовление машиностроительных профилей прокаткой,
прессованием, волочением.
Во введении рассматриваются основные задачи раздела, сущность технологического процесса и общие характеристики изготовления заготовок и деталей, преимущества заготовок и деталей,
полученных обработкой давлением, оценка современного состояния и перспективы развития различных способов обработки давлением.
При объяснении материала по теме «Физические основы формоизменения при обработке давлением» рассматриваются процесс
пластического деформирования моно- и поликристалла, влияние
обработки давлением на структуру и свойства металла и строение
деформированного металла, а также влияние условий деформирования на технологическую пластичность и сопротивление деформированию. Далее рассматриваются нагрев заготовок перед
обработкой давлением и сопутствующие ему явления (возврат,
рекристаллизация, перегрев, пережог, термические напряжения,
окалинообразование, обезуглероживание поверхностного слоя),
дефекты, которые могут возникнуть при нагреве заготовок, и мероприятия для их предупреждения. Даются понятия о горячей,
холодной и неполной горячей обработке давлением.
В рамках темы «Классификация основных способов обработки
давлением» изучаются способы получения поковок машиностроительных деталей: ковка, горячая и холодная объемная штамповка,
листовая штамповка.
При изучении ковки следует подчеркнуть универсальность
способа и уникальность получения крупных поковок, показать
сущность способа, представить заготовки, используемые для ковки, и описать их подготовку перед ковкой, основные формоизменяющие и разделительные операции, применяемое оборудование
и инструмент. Приводятся основные операции технологического
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
процесса, пример изготовления изделия при ковке, технологические требования к получаемым деталям, разъясняются технологические возможности ковки.
Горячая объемная штамповка должна быть представлена ее основными видами, применяемым оборудованием и инструментом.
Рассматриваются сущность процесса, особенности заготовок для
горячей объемной штамповки и предварительной их подготовки,
технологические требования к деталям и технологические возможности рассматриваемых видов горячей объемной штамповки. Выбор вида горячей объемной штамповки, расчет заготовки, последовательность изготовления поковки изучаются на семинарских
занятиях и при выполнении студентами домашнего задания ДЗ-1.
При объяснении темы «Способы получения деталей — оболочек из листовых заготовок» приводятся характерные особенности этих деталей, основные разделительные и формоизменяющие
операции листовой штамповки, условия качественного проведения этих операций, представляется инструмент и оборудования
для листовой штамповки, его технологические возможности. Следует рассмотреть особенности листовой штамповки при изготовлении небольших серий деталей (штамповка с применением эластичной среды), импульсные способы штамповки (штамповка взрывом,
штамповка магнитным полем) и их технологические возможности.
При изучении темы «Ротационные способы изготовления поковок» рассматривается штамповка на ковочных вальцах, ротационно-ковочных машинах, станах поперечно-клиновой прокатки
и раскатки, горячей накатки зубчатых колес, при этом объясняются
сущность способов и их технологические возможности.
В рамках темы «Изготовление машиностроительных профилей прокаткой, прессованием, волочением» рассматриваются особенности прокатки, ее сущность, схемы прокатки, условия для
проведения прокатки, устройство прокатного стана, типы валков,
классификация прокатных станов по числу рабочих клетей и числу
валков в рабочей клети, устройство заготовительных и сортовых
прокатных станов. При рассмотрении получения конечной продукции даются сведения об исходных заготовках для прокатки, о применяемом оборудовании, последовательности прокатки, классификации продукции прокатного производства, получении сортового
проката, объясняется понятие сортамента.
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При изложении способов изготовления сортового проката, периодического проката, листового проката (толстолистового и тонколистового), бесшовных труб, а также специальных способов прокатки (прокатка шаров, бандажей железнодорожных колес и т. д.)
рассматриваются схемы процессов, применяемое оборудование, их
технологические возможности.
При рассмотрении особенностей изготовления машиностроительных профилей следует обратить внимание студентов на производство гнутых профилей, сущность их изготовления, особенности исходных заготовок и применяемого оборудования, а также
технологические возможности. Изучается получение машиностроительных профилей волочением, при этом рассматривается сущность способа, условия, необходимые для его применения. Даются
схемы волочения на барабанных и цепных волочильных станах,
приводятся примеры получаемой продукции и технологические
возможности.
При изучении получения сплошных и полых профилей рассматривается прямое и обратное прессование. Необходимо отметить
влияние сил трения при разных схемах прессования и схему напряженного состояния как наиболее благоприятную для деформирования малопластичных сплавов.
Раздел IV. Технология сварочного производства
Излагаются основные сведения о современных способах получения сварных соединений, выполненных из различных конструкционных материалов. Показывается целесообразность использования сварки при формообразовании заготовок как способа повышения безотходности производства. Предлагаемый к изучению
материал позволяет студентам правильно оценить возможности каждого способа сварки и использовать в конструкции рациональные
типы сварных соединений.
Лекции читаются с опорой на знания, полученные студентами ранее на занятиях в сварочной лаборатории, часть сведений
излагается со ссылкой на изученные материалы при прохождении
УТП.
Раздел «Технология сварочного производства» включает введение и следующие темы.
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. Физические основы образования сварного соединения.
2. Современные способы сварки.
3. Сварочные напряжения и деформации.
4. Свариваемость различных металлов и сплавов.
5. Технологичность сварных конструкций.
Во введении необходимо дать представление о процессе сварки
как о перспективном технологическом способе получения неразъемных соединений.
При изложении темы «Физические основы образования сварного соединения» следует рассмотреть условия получения качественного соединения и дать классификацию процессов сварки.
В основе классификации процессов сварки лежат три основных физических признака: 1) форма вводимой энергии; 2) наличие
давления; 3) вид носителя энергии.
В зависимости от вводимой в изделие энергии и наличия давления сварочные процессы разделены на три класса:
• термические, к которым относятся виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии (сварка плавлением — дуговая, газовая, электрошлаковая, плазменная, электронно-лучевая,
лазерная);
• термомеханические, к которым относятся виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления
(сварка давлением — контактная, диффузионная, газопрессовая);
• механические, включающие использование механической
энергии и давления (сварка давлением, ультразвуковая, трением,
холодная).
Видом используемого источника энергии (инструмента) определяется вид сварки (газовая, дуговая, плазменная, сварка взрывом
и т. д.).
Следует указать, что от технических и технологических признаков зависит способ сварки.
К техническим признакам относятся:
• способ защиты зоны сварки;
• степень механизации процесса (ручные, механизированные и
автоматические способы);
• особенности ведения процесса (непрерывная, прерывистая).
По способу защиты металла различают сварку в воздухе, вакууме, защитных газах, под флюсом. В качестве защитных могут
30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
быть применены активные газы (углекислый газ, азот, смесь активных газов), инертные газы (аргон, гелий, смеси аргона с гелием),
а также смесь инертных и активных газов.
Технологические признаки классификации устанавливаются
для каждого вида сварки отдельно. Например, вид дуговой сварки может быть классифицирован по следующим признакам: виду
электрода, полярности сварочного тока, числу дуг, роду тока, состоянию дуги.
Тема «Современные способы сварки» должна быть посвящена
изучению современных наиболее широко применяемых в промышленности способов сварки (дуговая, лучевая, контактная, электрошлаковая и плазменная сварка).
Следует рассмотреть сущность и особенности образования
сварного соединения двух заготовок в жидкой (сварка плавлением) и твердой (сварка давлением) фазах, схемы способов сварки, их
технологические возможности, области применения, достоинства
и недостатки.
Тема «Сварочные напряжения и деформации» должна быть
посвящена изучению условий возникновения деформаций и напряжений и их влияния на прочностные характеристики сварной
конструкции (заготовки). Необходимо дать представление о термодеформационном цикле сварки и характере распределения температуры в объеме свариваемого материала. Следует рассмотреть
механизм возникновения остаточных сварочных напряжений, которые являются причиной изменения форм и размеров свариваемых
заготовок, а также образования холодных и горячих трещин.
Необходимо объяснить, что интенсивный местный нагрев зоны сварки и последующий отвод теплоты в прилегающие участки
сварного соединения вызывают неравномерное распределение температуры как в сварном шве, так и в зоне термического влияния,
что в итоге приводит к возникновению сварочных деформаций и
напряжений. При проектировании сварных заготовок следует предусматривать конструктивные и технологические мероприятия по
устранению или уменьшению влияния деформаций и напряжений.
К ним относятся: изменение сечения сварного шва, установка ребер жесткости, последовательность выполнения сварки, изменение
типа соединения (например, нахлесточное соединение заменяется
стыковым соединением) и т. п.
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Тема «Свариваемость различных металлов и сплавов» должна
быть посвящена изучению физической и технологической свариваемости соединяемых материалов. Необходимо указать причины
возникновения дефектов в сварном соединении (холодные и горячие трещины в сварном шве и околошовной зоне, поры и т. д.).
Следует остановиться на технологических приемах, исключающих
образование дефектов в сварном соединении (выбор рационального режима процесса сварки, конструктивные особенности соединяемых заготовок и т. п.), а также рассмотреть особенности сварки
различных марок сталей, цветных и тугоплавких металлов (легированные стали, алюминий, медь, титановые и другие сплавы).
Тема «Технологичность сварных конструкций» должна быть
посвящена изучению основных критериев технологичности при
изготовлении сварной конструкции (выбор материала и способа
сварки, конструктивные и технологические мероприятия, направленные на уменьшение сварочных деформаций и напряжений
и т. п.).
Следует отметить, что при выборе материалов необходимо учитывать не только их эксплуатационные свойства, но и свариваемость.
Способ и вид сварки необходимо выбирать, учитывая размеры
и формы соединяемых заготовок, расположение швов в сварном
соединении и т. д.
Требуется обратить внимание на возможность получения
штампосварных и литосварных заготовок и деталей машин как
на один из путей повышения технологичности конструкций.
Выбор способа получения сварных заготовок, отработка конструкции на технологичность, последовательность операций при
изготовлении сварных заготовок и разработка принципиальных
схем сборочно-сварочных приспособлений изучаются студентами
на семинарских занятиях и при выполнении домашнего задания ДЗ-1.
Раздел V. Технология обработки заготовок деталей машин
Анализируются современные технологические методы обработки заготовок деталей машин из разных конструкционных материалов и перспективы их развития. Главная задача при изложении
32
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
материала раздела — изучение физических основ формообразования поверхностей деталей машин, включающих знания о кинематике формообразования, физико-химических процессах в зоне
обработки, показателях качества обработанной поверхности и их
связи с условиями обработки. Студенты также изучают сущность,
область применения и технологические возможности разных методов обработки заготовок; общие подходы к оценке технологичности конструктивных форм деталей машин; методику выбора вида
обработки в соответствии с техническими требованиями исходного чертежа детали.
Раздел «Технология обработки заготовок деталей машин»
включает введение и следующие темы.
1. Классификация методов обработки заготовок и их технологические возможности.
2. Кинематика и физические основы обработки резанием.
3. Общие сведения о металлорежущих станках и режущих инструментах.
4. Особенности обработки заготовок различными видами лезвийной обработки резанием;
5. Особенности обработки заготовок различными видами абразивной обработки резанием.
6. Электрофизические и электрохимические методы обработки
заготовок.
7. Технологичность конструктивных форм деталей, обрабатываемых резанием.
8. Основы выбора вида обработки заготовок с учетом требований исходного чертежа детали.
При изложении темы «Классификация методов обработки заготовок и их технологические возможности» необходимо раскрыть роль механообрабатывающего производства в обеспечении
показателей качества, место и значение технологических методов
обработки заготовок в общей последовательности изготовления деталей машин. Следует обратить внимание студентов на экологические проблемы обработки заготовок. В качестве примера можно
указать на применение в технологических процессах смазочноохлаждающих жидкостей (СОЖ) и других технологических сред,
которые часто бывают агрессивными и вредными не только для
оборудования, но и для оператора и рабочего, так как вызывают аллергические заболевания. Можно рассмотреть экологические
33
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
проблемы, связанные с чрезвычайно большими объемами стружки,
образующейся при обработке резанием.
Далее преподаватель знакомит студентов с понятием «технологический метод», перечисляет основные характеристики метода
обработки: вид используемой энергии и способ ее подвода в зону обработки, физико-химический механизм взаимодействия инструмента и заготовки, схема обработки. Следует дать представление о многообразии технологических методов обработки заготовок, используемых в современном машиностроительном производстве, привести классификацию методов обработки и раскрыть
содержание четырех основных групп методов, к которым относятся обработка резанием; методы поверхностного пластического деформирования; электрофизические и электрохимические методы
обработки; комбинированные методы. Преподаватель рассматривает такие понятия, как «технологические возможности метода»,
«технико-экономические показатели», знакомит студентов с основными принципами выбора технологического метода обработки.
Тема «Кинематика и физические основы обработки резанием» — базовая в разделе «Технология обработки заготовок деталей
машин». Студенты изучают кинематические основы формообразования поверхностей деталей машин, физико-химический механизм
воздействия режущего инструмента на заготовку, вопросы технологического обеспечения качества обработанной поверхности.
Следует дать понятие обработки резанием, о технологической
системе при резании и сообщить студентам, что формообразование поверхностей деталей машин при резании осуществляется за
счет удаления определенного слоя материала заготовки (припуска)
путем его разрушения. Для осуществления процесса формообразования требуется обеспечить взаимные перемещения инструмента
и заготовки. Даются сведения о формообразующих движениях, которые производят в процессе резания во время рабочего цикла,
с момента, когда лезвие инструмента вступает в контакт с материалом заготовки, до момента, когда контакт лезвия с заготовкой
прекращается. При рассмотрении кинематики резания преподаватель напоминает студентам основные кинематические методы, используемые при формообразовании поверхностей деталей машин:
методы следов, копирования, обкатки (огибания) или их сочетания.
34
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Изучение физических основ процесса резания преподаватель
начинает с рассмотрения четырех типов стружки, образующейся
при обработке резанием: сливной, суставчатой, элементной, надлома. Указывает на связь типа стружки с физико-механическими
свойствами обрабатываемого материала, параметрами режима резания и другими условиями обработки. Раскрывает понятие «условия обработки». Излагает способы дробления сливной стружки.
Особое внимание уделяется изучению процесса стружкообразования сливной стружки. Указывается, что процесс резания отличается чрезвычайно высокой динамичностью и высокими энергетическими параметрами, соизмеримыми с параметрами взрыва
химических взрывчатых веществ. Рассматриваются современные
представления о сопровождающих обработку резанием процессах
и явлениях, таких как деформационные процессы (упругие и пластические деформации), разрушение, тепловые явления, наростообразование, сверхтекучесть, контактные явления и др.
При рассмотрении вопросов силового взаимодействия инструмента и материала заготовки, тепловых явлений и контактных процессов в зоне резания необходимо раскрыть следующие понятия:
«работа резания», «сила резания», «составляющие силы резания»,
«источники теплоты» и «основные направления ее стока», «уравнение теплового баланса», «напряженность процесса резания», «износ и стойкость режущего инструмента», «виды износа», «кривая
износа», «критерии износа», «период стойкости режущего инструмента». Надо особо подчеркнуть роль нароста в процессе формирования свойств поверхностного слоя обработанной поверхности,
а также показать влияние технологической среды и, в частности,
СОЖ на напряженность процесса резания. Необходимо привести
эмпирические зависимости для определения составляющих силы
резания, температуры, периода стойкости режущего инструмента, ожидаемого значения параметра шероховатости обработанной
поверхности, эффективной мощности и другие, которые широко
используются в практических расчетах. Нужно обратить внимание
на связь характеристик обработки резанием с режимом резания и
другими условиями формообразования поверхностей деталей, подчеркнув, что режим обработки и кинематика — основа для управления внутренними процессами и явлениями, определяющими
физико-химический механизм любого метода обработки.
35
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Особое место в данной теме занимает вопрос, связанный с
обрабатываемостью резанием. Необходимо раскрыть понятие «обрабатываемость резанием», дать представление об основных показателях обрабатываемости, об эталонах обрабатываемости, о коэффициенте относительной обрабатываемости, об основных путях
улучшения обрабатываемости резанием. Нужно показать на примерах, что использование в современных конструкциях материалов с очень низкой или практически нулевой обрабатываемостью
резанием привело к созданию в мире принципиально новых методов обработки: большому многообразию электрофизических и
электрохимических методов обработки, а также комбинированных
методов, при которых используются два и более источника энергетического воздействия на обрабатываемый материал. Следует сообщить студентам, что МГТУ им. Н.Э. Баумана принадлежит приоритет в области разработки комбинированных методов обработки
(резание с вибрациями, резание с опережающим пластическим деформированием, резание в среде СОЖ под высоким статическим
давлением, резание с термоциклическим воздействием на срезаемый слой, резание с заморозкой и др.).
В заключение студентов знакомят с основными показателями качества обработки и качества поверхностного слоя детали.
На примерах демонстрируется взаимосвязь показателей качества
поверхностного слоя с эксплуатационными характеристиками изделия. Указывается, как можно формировать заданные исходным
чертежом детали показатели качества, управляя кинематикой и физическими явлениями в процессе обработки.
В лекции по теме «Общие сведения о металлорежущих станках и режущих инструментах» преподаватель обращает внимание
на тот факт, что механическая обработка заготовок в современном
производстве осуществляется с использованием разнообразных
средств технологического оснащения: различного высокоскоростного оборудования (станков); универсальных и специальных приспособлений и устройств для установки на станке заготовок,
имеющих различные размеры, массу и конфигурацию (форму);
современного инструмента, обладающего высокими режущими
свойствами и сохраняющего эти свойства при работе в условиях
высоких температур в зоне резания и применения специальных
36
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
технологических сред для обеспечения требуемого качества обработанной поверхности.
Большое многообразие современных станков, отсутствие единой терминологии в названии узлов станков, даже принципиально
одинаковых по устройству и назначению, делают чрезвычайно затруднительным и методически неправильным запоминание названий устройств, встречающихся во всех типах станков, упоминаемых при изучении ТКМ. Преподавателю целесообразно напомнить
студентам, что любой технологический процесс характеризуется
взаимодействием инструмента и заготовки и что для осуществления процесса получения новой поверхности необходимо обеспечить формообразующие движения. Эти движения инструменту и
заготовке сообщают исполнительные органы станка.
Студент должен получить знания о классификационных признаках станков по степени универсальности, автоматизации, массе, степени точности и назначению, что облегчит ему работу со
справочной литературой при выполнении домашнего задания по
дисциплине и дальнейшую работу над технологической частью
курсовых и дипломного проектов. Преподаватель сообщает сведения о типовых узлах станков и их назначении, сообщает, что
при проектировании оборудования учитывается кинематика формообразования разных видов поверхностей, использует знания о
физических закономерностях процесса обработки. Он напоминает
студентам понятие «тип производства» и на конкретных примерах показывает связь между типом производства и выбираемым
оборудованием.
Далее преподаватель знакомит студентов с используемыми
при обработке заготовок инструментальными системами, которые
позволяют осуществлять подналадку режущего инструмента на
размер в процессе обработки поверхности с применением специальных средств активного контроля размера. Также преподаватель
напоминает о видах инструментов для обработки материалов,
приводит их классификацию, излагает сведения о современных
инструментальных материалах и их эксплуатационных характеристиках, указывает пути повышения стойкости режущего инструмента.
Тема «Особенности обработки заготовок различными видами лезвийной обработки резанием» расширяет и углубляет знания
37
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
студентов в области лезвийной обработки резанием, полученные
ими при изучении дисциплины «Учебно-технологический практикум». Преподаватель наиболее подробно рассматривает обработку заготовок точением, фрезерованием, протягиванием и осевую
обработку отверстий. При этом необходимо указать, что каждый
вид лезвийной обработки резанием может иметь разное технологическое назначение (предварительная обработка, межоперационное формообразование, чистовое формообразование, окончательное формообразование). В зависимости от назначения технологической операции обработка резанием осуществляется при различных числовых значениях параметров режима резания, которые выбирают в соответствии с характером вида обработки (обдирочная,
черновая, получистовая, чистовая, тонкая, прецизионная). Каждый
из этих видов обработки позволяет решить определенные задачи,
например: повышение производительности труда, обеспечение показателей качества обработанной поверхности.
При рассмотрении видов лезвийной обработки резанием необходимо обращать внимание на такую характерную особенность каждого вида обработки, как количество главных лезвий у режущего
инструмента. По этому признаку виды обработки подразделяют на
обработку с использованием однолезвийного инструмента и виды
обработки, реализуемые многолезвийным инструментом.
Преподавателю необходимо отметить, что все приведенные в
предыдущих лекциях определения, параметры и закономерности
процесса резания в равной степени относятся к любому виду лезвийной обработки резанием, что позволит студентам воспринимать
материал системно, как единое целое, а не как сумму разрозненных
фактов.
Желательно, чтобы при изучении каждого конкретного вида
лезвийной обработки резанием преподаватель придерживался единой последовательности изложения материала: определение вида
обработки и его характерные признаки; точностная характеристика вида обработки и достижимое значение параметра шероховатости обработанной поверхности; примеры деталей; виды заготовок; типы оборудования для реализации вида обработки; вид
и тип режущего инструмента, его назначение, способы установки заготовки и инструмента на станке; виды работ, выполняемые
рассматриваемым видом обработки; схемы обработки на разных
38
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
типах оборудования; технологические возможности; особенности
обработки заготовок больших размеров и массы; инновационные
технологии (например, изготовление детали типа ротора фрезерованием на фрезерном станке с числовым программным управлением, имеющем пять степеней свободы); основные тенденции и
перспективы развития.
Поскольку лекции по курсу ТКМ слушают студенты разных
специальностей университета, целесообразно в каждом потоке использовать примеры из отраслей промышленности, наиболее близких обучаемому контингенту.
Тема «Особенности обработки заготовок различными видами
абразивной обработки резанием» знакомит студентов с основными
видами абразивной обработки резанием: шлифованием, доводкой,
отделочными видами обработки, разрезанием. Наибольшее внимание преподаватель уделяет видам абразивной обработки, широко
используемым в промышленности, таким как шлифование (плоское, круглое, многоходовое, врезное, внутреннее, бесцентровое,
ленточное, скоростное, сверхскоростное), хонингование, суперфиниширование, притирка, полирование. Здесь необходимо отметить
физические особенности процесса микрорезания, связанные с особенностью конструкции абразивного инструмента и спецификой
его работы (множество лезвий неопределенной геометрии, имеющих отрицательный передний угол γ; в течение одной минуты в
контакте с материалом заготовки может находиться до 106 лезвий
шлифовального круга), со съемом чрезвычайно малых по размерам
стружек. При изучении шлифования следует обратить особое внимание на связь температуры резания с дефектами поверхностного
слоя обработанной шлифованием поверхности.
В целом при изучении каждого конкретного вида абразивной
обработки резанием методически целесообразно излагать материал
в той же последовательности, что и при объяснении темы «Особенности обработки заготовок различными видами лезвийной обработки резанием»: определение вида обработки и его характерные
признаки; точностная характеристика вида обработки и достижимое значение параметра шероховатости обработанной поверхности; примеры деталей; виды заготовок; типы оборудования для
реализации вида обработки; вид и тип режущего инструмента, его
назначение, способы установки заготовки и инструмента на станке;
39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
виды работ, выполняемые рассматриваемым способом обработки;
применяемые СОЖ; схемы обработки на разных типах оборудования; технологические возможности; инновационные технологии;
основные тенденции и перспективы развития.
Особое внимание преподаватель обращает на тот факт, что в
общем машиностроении все виды абразивной обработки резанием в настоящее время используются в основном для получения
высокого качества поверхностного слоя деталей машин.
Желательно указать студентам и на такие доводочно-отделочные методы обработки, как тонкие виды лезвийной обработки резанием, в частности наноточение, и методы поверхностного пластического деформирования, рассказать о способах подготовки поверхностей заготовок под тонкие виды обработки, показать область
рационального использования различных доводочно-отделочных
методов обработки. Говоря о методах поверхностного пластического деформирования, применяемых для упрочнения поверхностного слоя и уменьшения параметра шероховатости обработанной
поверхности, следует раскрыть понятия безотходной и ресурсосберегающей технологий.
Тема «Электрофизические и электрохимические методы обработки заготовок» знакомит студентов с технологическими процессами электроэрозионной, ультразвуковой, электрохимической
обработки, химического фрезерования, с лучевыми методами обработки (электронно-лучевая, лазерная), с методами плазменной
обработки. На примерах разработки электрофизических и электрохимических методов обработки преподаватель показывает, как открытие новых явлений в физике приводит к созданию в технологии
новых методов с уникальными технологическими возможностями,
что способствует обновлению технической и технологической базы во всех областях жизни общества.
При изучении каждого конкретного метода обработки целесообразно излагать материал в той же последовательности, что и при
объяснении темы «Особенности обработки заготовок различными
видами лезвийной обработки резанием»: oпределение метода обработки; вид используемой энергии; кинематические особенности;
точностная характеристика метода обработки и достижимое значение параметра шероховатости обработанной поверхности; примеры деталей; виды заготовок; типы оборудования для реализации
40
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
метода обработки; рабочий инструмент, его назначение, способы
установки заготовки и инструмента на оборудовании (установках);
виды работ, выполняемые рассматриваемым методом обработки;
cхемы обработки на разных типах оборудования; технологические
возможности и область рационального использования. Преподаватель может рассмотреть технологичность форм деталей, обрабатываемых изучаемым методом, экологические проблемы и пути их
решения, перспективы развития.
Тема «Технологичность конструктивных форм деталей, обрабатываемых резанием» изучается на семинаре. Методически изложение материала темы необходимо построить так, чтобы студент
усвоил общие принципы конструирования технологичных форм
деталей машин, увидел связь между возможностями технологических методов, последовательностью обработки заготовок на различных станках и требованиями к форме, взаимному расположению и размерам поверхностей обрабатываемых деталей. С этой
целью преподаватель сначала дает представление о производственной технологичности конструкции детали, подлежащей механической обработке резанием, ее количественной и качественной оценке, указывает на связь конструкции и технологии, подчеркивает,
что технологичность одного и того же объекта зависит, например,
от типа производства и условий обработки, рассказывает о признаках технологичности. Затем студенты изучают методику качественной оценки технологичности конструкции детали и вместе с
преподавателем анализируют примеры технологичных и нетехнологичных конструкций, используя чертежи типовых деталей машин: зубчатых колес, втулок, валов, рычагов и др.
Преподавателю следует подчеркнуть, что ряд показателей технологичности носит относительный, а не абсолютный характер:
они зависят от культуры производства на предприятии, наличия
соответствующего оборудования, возможности использования инновационных технологий и т. д.
Тема «Основы выбора вида обработки заготовок с учетом
требований исходного чертежа детали» изучается на семинаре.
Преподаватель дает представление о многовариантности решений
технологических задач, связанных с выбором вида механической
обработки резанием для формообразования поверхностей, знакомит с общими положениями и методикой выбора вида обработки.
Он указывает, что для назначения вида обработки заданной по41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
верхности необходимо учитывать материал детали, ее массу, габариты, вид заготовки, тип производства, возможность с помощью
вероятных технологических методов и видов обработки обеспечить требуемые форму поверхности, точность, шероховатость и
показатели состояния материала поверхностного слоя (твердость,
степень и глубина наклепа; величина, знак и глубина залегания
остаточных напряжений). Помимо этого преподаватель показывает, что важными условиями для рационального выбора вида обработки являются наличие у производителя требуемого оборудования, определение технико-экономических показателей вида обработки (производительность, себестоимость и др.), проведение
анализа с целью установить возможность использования инновационных технологий. Преподаватель напоминает студентам, что
исходной технической документацией для разработки технологии
изготовления детали и, в частности, выбора вида обработки конкретной поверхности детали служит рабочий чертеж детали.
Затем преподаватель дает понятие исходных данных, являющихся необходимой базой для решения технологической задачи
выбора вида обработки заданной поверхности, и на конкретном
примере поясняет последовательность основных этапов решения
задачи, раскрывая их содержание. Особое внимание преподаватель
уделяет решению задачи для случая, когда имеется нескольких возможных вариантов обработки поверхности и возникает необходимость осуществить окончательный выбор вида обработки расчетным путем, учитывая условие обеспечения какого-либо техникоэкономического показателя (например, максимальной производительности).
Работа по данной теме способствует приобретению студентами навыков анализа чертежа детали с точки зрения технологии
изготовления и умений принимать решение о выборе вида и маршрута обработки поверхностей заготовки в зависимости от требований рабочего чертежа детали, назначать средства технологического оснащения (оборудование, приспособление, инструмент) для
выбранного вида обработки. Студенты обучаются практическому применению знаний, полученных при изучении дисциплины
ТКМ в целом.
42
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Общие сведения о дисциплине «Технология конструкционных
материалов» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Цель и задачи преподавания дисциплины «Технология
конструкционных материалов» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Место дисциплины «Технология конструкционных материалов» в учебном плане. Взаимосвязь с другими
дисциплинами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3. Основные разделы и темы курса лекций «Технология
конструкционных материалов». Специализация курса
лекций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4. Освещение в курсе лекций «Технология конструкционных
материалов» современных научных достижений и
отражение роли отечественных ученых . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Содержание и организация самостоятельной работы студентов
при изучении дисциплины «Технология конструкционных
материалов» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1. Формы самостоятельной работы студентов. . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2. Подготовка к сдаче зачета или экзамена . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3. Рекомендуемая литература по курсу лекций «Технология
конструкционных материалов» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Общие положения об организации чтения лекций преподавателем
3.1. Организация занятий и планирование лекций . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Разработка конспекта лекций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Применение наглядных пособий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4. Оформление доски . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5. Дисциплина на лекциях и контакт с аудиторией . . . . . . . . . . . .
4. Основные разделы и методика чтения лекций по дисциплине
«Технология конструкционных материалов» . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
4
4
5
7
9
10
10
11
12
13
13
13
14
16
18
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Учебное издание
Астахова Раиса Николаевна
Вязов Анатолий Федорович
Вялков Вадим Геннадьевич
Стратьев Валерий Константинович
Ступников Владимир Петрович
Хациев Юрий Харитонович
Шачнева Ирина Борисовна
Ярославцева Нина Алексеевна
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Редактор Е.К. Кошелева
Корректор Е.В. Авалова
Компьютерная верстка В.И. Товстоног
Подписано в печать 29.10.2010. Формат 60×84/16.
Усл. печ. л. 2,56. Тираж 200 экз. Изд. № 94.
Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.
Документ
Категория
Техника молодежи
Просмотров
56
Размер файла
178 Кб
Теги
преподавателей, технология, конструкционных, материалы
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа