1

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева»

Кафедра технологии металлов

УТВЕРЖДАЮ

Начальник учебного управления Е.Ю.Брель "_"2012 г.

Рабочая программа дисциплины

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ И АЛМАЗНО- АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Направление подготовки бакалавров 151900.62 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»

Профили «Технология машиностроения», «Металлообрабатывающие станки и комплексы»

Профессиональный цикл Б.3.

Трудоемкость дисциплины 5 ЗЕ Форма обучения Заочная Очная МТбз Курс/ Семестр 3/5 2/ Всего 108 Лекции, ч 17 Лабораторные работы, ч 34 Практические занятия, ч - Самостоятельная работа, ч 57 Форма промежуточной аттестации Зачет/5 / Контрольная работа - 1/ Кемерово 1. Цели освоения дисциплины.

В соответствии с ФГОСом целями освоения дисциплины «Инструментальные и алмазно-абразивные материалы» являются приобретение студентами знаний об основных материалах, применяемых в машиностроении, методах управления их свойствами и рационального выбора материалов для инструмента.

Изучение курса «Инструментальные и алмазно-абразивные материалы» должно обеспечить решение следующих задач при подготовке бакалавров в области машиностроения:

изучение теории и практики, термической, термомеханической и химикотермической обработок для различных инструментальных материалов;

изучение инструментальных сталей и сплавов, в том числе новых перспективных материалов, применяемых в современном машиностроении;

изучение алмазно-абразивных материалов, приобретение навыков в выборе материала и назначении режимов предварительной, упрочняющей термической обработок для различных видов инструментов с целью обеспечения требуемого комплекса эксплуатационных свойств.

2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата.

«Инструментальные и алмазно-абразивные материалы» относится к профессиональному циклу дисциплин по выбору (Б2. ДВ1) «Инструментальные и алмазно-абразивные материалы» - одна из основных дисциплин ОПД, определяющих уровень подготовки бакалавров в высших учебных заведениях. Значение этой дисциплины определяется широким диапазоном материалов, используемых в практической деятельности в инструментальной промышленности. Знания, полученные в области инструментальных материалов, должны обеспечивать в производственных процессах рациональное, эффективное их использование при соблюдении требований экономики, экологии и безопасности труда.

Для успешного усвоения студентами дисциплины «Инструментальные и алмазноабразивные материалы» необходимы знания по следующим дисциплинам:

– «Материаловедение» – должны владеть теорией строения сплавов и технологией термической и ХТО обработок;

– «ТКМ» – технологическими основами производства материалов;

– «Процессы и операции формы образования» – условиями эксплуатации инструмента;

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Материаловедение».

Освоение дисциплины направлено на формирование:

- общекультурных компетенций:

ОК-10 – способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;

- общепрофессиональных компетенций:

ПК-2 – способностью выбирать основные и вспомогательные материалы для изготовления изделий машиностроения, способы реализации основных технологических процессов, аналитические и численные методы при разработке их математических моделей;

ПК-24 – способностью участвовать в организации эффективного контроля качества материалов, технологических процессов, готовой машиностроительной продукции;

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

- физическую сущность явлений, происходящих в материалах в условиях производства и эксплуатации изделий из них под воздействием внешних факторов (нагрева, охлаждения, давления и т.д.), их влияние на структуру, а структуры - на свойства современных металлических и неметаллических материалов (1);

- области применения различных современных материалов для изготовления продукции, их состав, структуру, свойства, способы обработки (2);

Уметь:

- формулировать служебное назначение изделий машиностроения, определять требования к их качеству (3);

- назначать соответствующую обработку для получения заданных структур и свойств, обеспечивающих надежность продукции (4);

- выбирать способы восстановления и упрочнения поверхностей деталей (5);

- выбирать материалы, оценивать и прогнозировать поведение материала и причин отказов продукции под воздействием на них различных эксплуатационных факторов(6);

Владеть:

- навыками работы на контрольно-измерительном и испытательном оборудовании (7);

- навыками выбора материалов и назначения их обработки (8);

- навыками оформления результатов исследований и принятия соответствующих решений (9).

3.1. Матрица соотнесения тем/разделов учебной дисциплины (модуля) и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций Характеристика инструментальных материалов Инструментальные стали Тема 2.1. – 2.3. – коллоквиумы № 1, № 2 Тема 2.1. – 2.3 – подготовка к коллок- виумам №1, Порошковые инструментальные материалы Тема 3.1 – 3.2 – подготовка коллок- виуму № Алмазно-абразивные материалы Тема 4.1 – 4.5. – подготовка к коллок- виуму № Подготовка к итоговому тестированию по разделам 1 – Зачет 4. Структура и содержание дисциплины (модуля) «Инструментальные и алмазно-абразивные материалы»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц (108 часа).

4.1. Лекционные занятия Неделя Раздел дисциплины (модуля), темы лекций и их Объем в часах

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ

1 1.1. Классификация инструментальных материалов: инструментальные стали, порошковые инструментальные материалы, абразивные материалы.

1.2. Классификация инструментальных материалов и сплавов, условия работы, особенности износа и разрушения, требования, предъявляемые к инструментальным 1.3. Классификация абразивных материалов, алмазов и сверхтвердых материалов. Общая характеристика состава и применения.

2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ.

чению и теплостойкости. Общая характеристика по структуре, свойства и применению.

2.2. Методика контроля основных механических свойств (твердость, теплостойкость, прочность, вязкость, износостойкость). Методика контроля технологических свойств (шлифуемость, обрабатываемость резанием, обрабатываемость давлением, прокаливаемость, закаливаемость, деформация при ТО, устойчивость против окисления, обезуглероживание, разгаростойкость). Требования по контролю качества структуры сталей.

5, 7 2.3. Характеристика инструментальных сталей, требова- 4 – нетеплостойкие инструментальные стали;

– полутеплостойкие инструментальные стали;

– теплостойкие быстрорежущие стали.

Особенности технологии предварительной и упрочняющей ТО. Маркировка, область применения сталей.

Контроль качества инструментальных сталей в состоянии поставки и после упрочняющей ТО.

Влияние термической обработки и ХТО на применение и

3. ПОРОШКОВЫЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ

МАТЕРИАЛЫ

Основы технологии изготовления, термической обработки. Особенности химического состава, структуры и свойств. Маркировка, область их применения.

Классификация, маркировка, структура, основные и технологические свойства. Технология производства. Рекомендации по применению различных групп твердых сплавов и минералокерамика.

4. АЛМАЗНО-АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

сверхтвердых материалов: естественные и искусственные абразивы; марки естественных и искусственных алмазов, сверхтвердых материалов (алмаз синтетический, кубический нитрид бора, эльбор, славутич); химический и минералогический состав, их кристаллическое строение; физико-механические свойства абразивов, алмазов и СТМ; понятие зернистости. Основные эксплуатационные свойства абразивов, алмазов и СТМ.

15 4.3. Технология производства абразивов: производство 1 0, электрокорундов и карбида кремния; способы разлива расплава – слитком, в изложницы, в валках-кристаллизаторах и его воздействие на свойства абразивов; производство формокорунда и сферокорунда, его роль, в современной инструментальной промышленности.

15 4.4. Технология производства алмазов и СТМ: особенно- 1 0, сти технологии и их воздействие на эксплуатационные характеристики выпускаемой продукции; перспективы развития и совершенствования существующих технологий; металлизация алмазов и СТМ, её назначение; производство карбида бора.

Методы контроля абразивных инструментов. Контроль качества абразивных материалов: прочности, твердости, режущей способности, гранулометрического состава и форм 4.2. Лабораторные занятия 9, 10, 11 2, 3 5. Разработка технологии ТО инструментальной 4.3.Самостоятельная работа студента 4.3.1. Очное обучение циплины 2. РГР «Разработка технологии термической обработки инструментальной стали». [1, 3, 5, 13] Раздел дисципл. № недеНаименование вида самостоятельной работы 4.4. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной и самостоятельной работы студента (Трудоемкость освоения дисциплины - Х ЗЕ) 13.

Контроль-зачет 5. Образовательные технологии 1. Устный или письменный нему заданию теоретическолины разделы занятия (5 мин) го материала 2. Обсуждение результатов Все указанные в со- Еженедельные выполнения домашнего зада- держании дисцип- лабораторные 3. Презентация в системати- Все указанные в со- Лекция, зированном виде основных держании дисцип- 5,7,13,17 недели 0, разделов технологии конст- лины разделы (по 10 мин) рукционных материалов 5. Мультимедийное сопро- Обработка металлов вождение основных разделов давлением, сварочмин) 6. Подготовка докладов на ференции Остальные учебные занятия и внеаудиторная работа студента осуществляются в традиционной форме: преподаватель читает лекции и проводит лабораторные занятия с выдачей и проверкой домашних заданий.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Вопросы для 4 коллоквиумов, вопросы для текущего контроля по лабораторным работам, вопросы для тестирования, задания для РГР, вопросы для зачета.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) 7.1. Основная учебная литература http://library.kuzstu.ru/meto.php?n=90167&type=utchposob:common 2. Короткова, Л.П. Контроль качества инструментальных материалов [Электронный ресурс] : учеб. пособие / Л. П. Короткова, Д. Б. Шатько; ГОУ ВПО "Кузбас.

гос. техн. ун-т". - Кемерово, 2010. - 164 с.

http://library.kuzstu.ru/meto.php?n=90451&type=utchposob:common 3. Зубарев, Ю. М. Современные инструментальные материалы: учебник [Электронный ресурс] / Ю. М. Зубарев. – Санкт-Петербург: Лань, 2008. – 224 с.

http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=595.

7.2. Дополнительная учебная литература 4. Геллер, Ю. А. Инструментальные стали / Ю. А. Геллер – Москва: Металлургия, 1983. – 526 с.

5. Поздняк, Л. А. Штамповые стали / Л. А. Поздняк, Ю. М. Скрытченко, С. И.

Тишаев. – Москва: Металлургия, 1980. – 244 с.

6. Материаловедение специальных отраслей машиностроения.. [Электронный ресурс] : [учеб. пособие] / Солнцев Ю.П. – Санкт-Петербург: Химиздат 2007 – 784 с.

http://www.biblioclub.ru/98341_Materialovedenie_spetsialnykh_otraslei_mashinostroeniya_ Uchebnoe_posobie.html 7. Коротков, А. Н. Повышение эксплуатационных возможностей шлифовальных инструментов / А. Н. Коротков. – Кемерово, 2006. – 232 с.

8. Абразивные материалы и инструменты. Каталог. – Москва: ВНИИТЭМР, 1986, – 357 с.

9. Инструментальные материалы. [Электронный ресурс] : [учеб. пособие] /Воробьева Г.А. [и др.] – Санкт-Петербург, 2012 - 274 с.

www.bibliociub.ru/124678 Instrumentainye_materialy_Uchebnoe_posobie.html 7.3. Методическая литература 10. Нетеплостойкие инструментальные стали: Методические указания к лабораторной работе по курсу «Инструментальные материалы» для студентов специальностей 151001, 151002 / сост.: Л.П. Короткова; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2011. – 18 стр.

11. Полутеплостойкие инструментальные стали: Методические указания к лабораторной работе по курсу «Инструментальные материалы» для студентов специальностей 151001, 151002 / сост.: Л.П. Короткова; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2011. – 21 стр.

12. Теплостойкие инструментальные стали: Методические указания к лабораторной работе по курсу «Инструментальные материалы» для студентов специальностей 151001, 151002 / сост.: Л.П. Короткова; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2011. – 13 стр.

13. Порошковые инструментальные материалы: Методические указания к лабораторной работе по курсу «Инструментальные материалы» для студентов специальностей 151001, 151002 / сост.: Л.П. Короткова; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2010. – 22 стр.

14. Разработка технологии термической обработки инструментальной стали:

Методические указания к лабораторной работе по курсу «Инструментальные материалы» для студентов специальностей 151001, 151002 / сост.: Л.П. Короткова; ГУ КузГТУ.

– Кемерово, 2010. – 22 стр.

15. Оценка твердости абразивных инструментов: метод. указания для проведения практических занятий по дисциплине “Контроль качества инструментальных материалов” для магистров направления 150900 “Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств”, магистерская программа 552910 “Инструментальное обеспечение машиностроительных производств” / сост.: Д. Б. Шатько; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2013. – 8 с.

16. Оценка прочности абразивных инструментов: метод. указания для проведения практических занятий по дисциплине “Контроль качества инструментальных материалов” для магистров направления 150900 “Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств”, магистерская программа 150910 “Инструментальное обеспечение машиностроительных производств” / сост.: Д. Б. Шатько; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2013. – 13 с.

17. Оценка режущей способности абразивных инструментов: метод. указания для проведения практических занятий по дисциплине “Контроль качества инструментальных материалов” для магистров направления 150900 “Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств”, магистерская программа 150910 “Инструментальное обеспечение машиностроительных производств” / сост.: Д. Б. Шатько; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2013. – 11 с.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) Учебные аудитории 3217, 3212 оснащены мультимедийными средствами для презентаций курсов лекций, лабораторных работ, демонстрации учебных видеофильмов Компьютерный класс в а. 3212, 3213 используются для презентаций лекций, лабораторных работ, демонстраций учебных фильмов, тестирования Лаборатории 3211, 3212, 3213, 3214 оснащены лабораторным оборудованием и демонстрационными материалами:

Прибор МУИ– (разрывная машина) Микротвердомер ПМТ- Коллекции микрошлифов и атласы микроструктур для проведения лабораторных работ по темам:

- нетеплостойкие инструментальные стали;

- полутеплостойкие инструментальные стали;

- теплостойкие инструментальные стали;

- порошковые инструментальные материалы;

- абразивные материалы.

Кафедра располагает учебными видеофильмами и комплектом плакатов и презентацией по курсу.