МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Московский государственный агроинженерный

университет имени В.П. Горячкина»

Факультет заочного образования

Кафедра технологии машиностроения

УТВЕРЖДАЮ

Декан ФЗО П.А. Силайчев «_» 2010 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине

«ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»

Специальность:

060801 «Экономика и управление на предприятии АПК»

Москва

-2ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Цель дисциплины– подготовка экономиста в области обработки конструкционных материалов резанием и закладка базы для освоения курсов “Надежность и ремонт машин”, “Тракторы и автомобили” и др.

Задачами дисциплины являются изучение:

основ процесса резания материалов при различных видах механической обработки;

режущих инструментов;

основных типов металлорежущих станков и их настройки.

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ДИСЦИПЛИНЫ

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

основы процесса резания материалов при различных видах механической обработки;

материалы для изготовления режущих инструментов, их свойства;

основные типы режущих инструментов;

назначение основных типов металлорежущих станков, применяемых на машиностроительных предприятиях, ремонтных заводах и МТС, и их возможности.

уметь:

при механической обработке материалов выбирать необходимые типы станков, режущие инструменты и назначать рациональные режимы резания.

владеть:

подбором основных типов режущих инструментов;

наладкой основных типов металлорежущих станков на выполнение работ.

3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Вид учебной работы Всего часов Семестры Общая трудоемкость дисциплины 70 Аудиторные занятия 16 Лекции 8 Лабораторные работы (ЛР) 8 Самостоятельная работа 54 Вид итогового контроля - Зачет

-3СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ

Лекции ЛР СР Темы Введение * 1. Строение и свойства металлов и сплавов * * * 2. Процесс резания и его основные элементы * * 3. Физические основы процесса резания металлов * 4. Сила и скорость резания при точении.

Назначение режимов резания при точении * * 5. Основные механизмы металлорежущих станков * * 6. Токарные станки и работа на них * * * 7. Сверлильные, расточные станки и работа на них * 8. Фрезерные станки и работа на них * * 9. Строгальные, долбежные, протяжные станки * * 10. Зубообрабатывающие станки и работа на них 11. Шлифовальные, отделочные станки 12. Специальные методы обработки материалов

4.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

Введение Исторический обзор развития учения о резании металлов. Развитие и совершенствование станков, инструментов и инструментальных материалов.

Вклад отечественных ученых и новаторов. Перспективы развития станко инструментальной промышленности. Значение обработки материалов резанием в практике экономиста-менеджера предприятий технического сервиса. Связь материала курса с другими дисциплинами.

1. Строение и свойства металлов и сплавов Классификация металлов. Понятие о механических, физических, химических и технологических свойствах металлов и сплавов. Понятие о диаграммах состояния.

Железоуглеродистые сплавы. Железо и его свойства. Кривая охлаждения чистого железа. Аллотропические формы железа и их свойства. Углерод, его свойства и взаимодействие с железом.

Влияние углерода и примесей на микроструктуру и свойства сталей.

Классификация и маркировка углеродистых сталей по ГОСТ и область применения. Строение, свойства, маркировка чугунов и их применение.

Классификация, свойства и маркировка легированных сталей. Применение.

Способы получения заготовок.

материалы для доменного процесса. Продукты доменного процесса.

Классификация чугунов: передельные, литейные, специальные, ферросплавы.

Технико-экономические показатели.

Производство стали. Сущность процесса. Раскисление и способы разливки стали. Кипящая, спокойная и полуспокойная сталь, строение слитков, применение. Способы повышения качества стали. Понятие о способах получения меди, алюминия и других цветных металлов.

Термическая и химико-термическая обработка. Основы термической обработки стали. Виды термической обработки и их назначение. Отжиг и нормализация. Закалка стали, различные ее способы. Охлаждающие среды при закалке. Прокаливаемость стали. Дефекты, возникающие при закалке. Отпуск стали. Термомеханическая обработки стали. Влияние термической обработки на структуру и свойства стали. Основы химико-термической обработки.

Цементация. Азотирование. Цианирование. Сульфоцианирование.

Цветные металлы и сплавы, неметаллические материалы. Медь и ее сплавы, латуни и бронзы. Алюминиевые и магниевые сплавы. Деформируемые и литейные сплавы алюминия. Антифрикционные сплавы. Баббиты.

Маркировка цветных металлов и сплавов. Применение сплавов в сельскохозяйственном и автотракторном машиностроении.

2. Процесс резания и его основные элементы Основные виды обработки металлов резанием. Клин - основная форма режущей части инструмента.

Обрабатываемая и обработанная поверхности. Поверхность и плоскость резания. Конструктивные и геометрические элементы токарного резца. Части, поверхности, режущие кромки резца.

Назначение углов и их численные значения. Кинематические углы резца.

Движения (основные и вспомогательные) на металлорежущих станках.

Схема и элементы режима резания при точении. Площадь среза и объем снятой стружки при точении.

Материалы для изготовления режущих инструментов. Требования к инструментальным материалам. Углеродистые, легированные и быстрорежущие стали. Твердые сплавы и минералокерамические инструментальные материалы. Применение инструментальных материалов.

Новые инструментальные материалы (алмазы природные и синтетические, эльбор, гексанит и др.). Стали для изготовления корпусов, оправок, др.

3. Физические основы процесса резания металлов Процесс образования стружки при резании конструкционных материалов.

Виды стружек (сливные, скалывания, надлома). Явления, сопровождающие процесс резания металлов (усадка стружки, упрочнение металла, нарост).

Деформация в процессе резания пластических материалов.

Тепловые явления в процессе резания. Распределение тепла между стружкой, заготовкой и резцом. Методы измерения температуры в зоне и других факторов.

Износ режущих инструментов. Виды износа. Критерии износа.

Допустимые величины износа инструментов. Смазочно-охлаждающие жидкости, методы их подвода в зону резания и влияние на процесс обработки.

Вибрации при резании металлов.

Качество обработанной поверхности. Шероховатость обработанной поверхности. Основные критерии оценки шероховатости обработанной поверхности по ГОСТ 2789-73. Методы определения шероховатости поверхности. Влияние элементов процесса резания на шероховатость обработанной поверхности.

4. Сила и скорость резания при точении.

Назначение режимов резания при точении Сила резания и ее составляющие при точении. Формула для расчета силы резания. Факторы, влияющие на силу резания. Мощность и крутящий момент резания при точении.

Скорость резания и стойкость инструмента при точении. Факторы, влияющие на скорость резания. Зависимость скорости резания от подачи, глубины резания и стойкости инструмента. Анализ формулы скорости резания.

Методика назначения режима резания при точении. Проверка выбранного режима. Основное время.

Штучное время и его составляющие. Производительность работы при точении и пути ее повышения.

Обрабатываемость материалов и критерии ее оценки. Обрабатываемость деталей после наплавки, осталивания.

5. Основные механизмы металлорежущих станков Классификация металлорежущих станков. Кинематические схемы и условные обозначения. Передачи: зубчатые, ременные, цепные, реечные, винтовые.

Приводы ступенчатого и бесступенчатого регулирования. Коробка скоростей. Ряды частот вращения шпинделя и подач станков. Коробки подач.

Механизм с накидной шестерней. Механизм с вытяжной шпонкой. Механизмы для осуществления периодических движений: храповой механизм, мальтийский крест. Кулисный механизм.

Приводы бесступенчатого регулирования частот вращения и подач (механические, электрические, гидравлические).

6. Токарные станки и работа на них Устройство токарно-винторезного станка. Механизмы главного движения и движения подачи.

Основные типы токарных резцов. Принадлежности к токарным станкам.

Работы, выполняемые на токарных станках: обработка цилиндрических, конических, эксцентричных поверхностей, торцовых плоскостей, отрезка, поверхности при точении.

Паспорт станка. Определение мощности на шпинделе по наиболее слабому звену. Расчет наибольшего усилия, допускаемого механизмом подач, прочностью державки резца и жесткостью детали.

Понятие о типах станков токарной группы: карусельных, револьверных, многорезцовых, полуавтоматах и автоматах и области их применения. Понятие о токарных станках с числовым программным управлением.

7. Сверлильные, расточные станки и работа на них Работы, выполняемые на сверлильных станках. Схема и элементы режима резания. Режущий инструмент для обработки отверстий (сверла, зенкеры, развертки). Части и геометрические элементы спирального сверла. Силы, крутящий момент и мощность резания при сверлении. Основное (машинное) время при сверлении. Назначение режимов резания при сверлении, зенкеровании и развертывании.

Точность и шероховатость поверхности при сверлении, зенкеровании, развертывании.

Устройство вертикально-сверлильного станка. Механизмы главного движения и движения подачи.

Универсальные приспособления. Кондукторы.

Радиально-сверлильные станки и работы, выполняемые на них. Расточные станки. Понятие о силовых головках и агрегатных станках.

8. Фрезерные станки и работа на них Сущность процесса фрезерования. Основные типы фрез. Геометрические элементы режущей части фрез. Элементы режима резания при фрезеровании.

Методы фрезерования: по подаче, против подачи. Силы резания и мощность при фрезеровании. Основное (машинное) время. Скорость резания и стойкость фрез. Назначение режима резания.

Типы фрезерных станков. Механизмы главного движения и движения подачи фрезерного станка.

Работы, выполняемые на фрезерных станках: фрезерование плоскостей, пазов, фасонных поверхностей, разрезка заготовок. Точность и шероховатость поверхности.

Работы, связанные с применением делительной головки. Настройка делительной головки на простое деление, сложное (дифференциальное) деление и фрезерование винтовых канавок.

9. Строгальные, долбежные, протяжные станки Схемы и элементы режима резания при строгании и долблении.

Строгальные и долбежные резцы. Основное время при строгании. Назначение режима резания при строгании.

Работы, выполняемые на строгальных станках, и применяемые приспособления.

Долбежные станки. Работы, выполняемые на долбежных станках, и применяемые приспособления.

Точность и шероховатость поверхности при строгании и долблении.

Обработка протягиванием. Конструкция протяжек и их геометрические элементы. Горизонтально-протяжной станок. Работы, выполняемые на протяжных станках. Точность и шероховатость поверхности. Основное время при протягивании. Понятие о наружном протягивании и прошивке отверстий.

10. Зубообрабатывающие станки и работа на них Методы нарезания зубьев цилиндрических зубчатых колес. Схемы нарезания цилиндрических зубчатых колес методами копирования и обкатки.

Нарезание зубьев зубчатых колес дисковыми и пальцевыми модульными фрезами.

Нарезание зубьев зубчатых колес червячными фрезами. Устройство зубофрезерного станка. Зубодолбление. Устройство зубодолбежного станка.

Области применения различных методов нарезания зубьев зубчатых колес.

Отделка зубьев цилиндрических зубчатых колес шевингованием, шлифованием, притиркой и хонингованием. Области применения различных методов отделки зубьев.

Понятие о нарезании конических зубчатых колес с прямым и спиральным зубом. Понятие о накатывании зубьев зубчатых колес.

11. Шлифовальные, отделочные станки Сущность и область применения шлифования. Абразивный инструмент:

материал, зернистость, связка, твердость, структура. Форма шлифовальных кругов. Маркировка кругов. Выбор шлифовальных кругов. Испытания, балансировка и правка кругов.

Алмазный и эльборный инструмент, их характеристика и маркировка.

Схемы шлифования и классификация шлифовальных станков. Элементы режима резания при круглом наружном шлифовании в центрах. Силы резания и мощность. Основное (машинное) время при круглом наружном шлифовании.

Выбор режима резания при шлифовании.

Круглое внутреннее шлифование. Бесцентровое шлифование. Плоское шлифование. Ленточное шлифование.

Круглошлифовальный станок, его гидрокинематическая схема. Работы, выполняемые на круглошлифовальных станках.

Хонингование, суперфиниширование. Абразивные, алмазные и эльборные бруски. Понятие о притирке и полировании. Области применения. Точность и шероховатость поверхности при различных методах отделки. Заточные станки и работа на них.

Сущность и особенности электроискровой, электроимпульсной, анодномеханической и ультразвуковой обработки металлов. Обработка материалов лазерами. Лучевые методы обработки материалов (светолучевая обработка и электронно-лучевая обработка). Области применения, производительность, точность обработки, шероховатость поверхности.

Сущность методов обработки деталей пластическим деформированием.

Преимущества процесса. Обработка наружных и внутренних цилиндрических поверхностей деталей. Обработка плоских и профильных поверхностей.

Дробеструйная обработка. Сущность процесса. Назначение. Области применения. Точность и шероховатость поверхности.

5. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

п/п лабораторной работы 1. Изучение конструкции токарного и 7. Станки токарной группы и работа на них сверлильного станков 8. Станки сверлильно-расточной группы и Изучение конструкции и геометрии работа на них 2. Изучение конструкции и геометрии 7. Станки сверлильно-расточной группы и многолезвийного инструмента работа на них 3. Заточка режущих инструментов. 11. Шлифовальные, отделочные станки и Абразивный и алмазный инструмент. работа на них Шлифовальный и хонинговальный 4. Изучение конструкции 10. Зубообрабатывающие станки и работа зубообрабаты- вающих станков. на них

6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Материаловедение. Технология конструкционных материалов. Кн. 2 – М.:КолосС, 2006.

2. Арзамасов Б.Н., Макарова В.И. и др. Материаловедение. – М.:

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 646 с.

1. Технология конструкционных материалов: Учебник для вузов / А.М.

Дальский, И.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова и др. – М.: Машиностроение, 2003.

нормирования труда в машиностроении: Учебное пособие. – М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2005.

3. Обработка металлов резанием: справочник технолога / под общ. ред. А.А.

Панова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение -1, 2004. – 784 с.

6.2. СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

При преподавании раздела «Технология конструкционных материалов резанием» используются обучающие компьютерные программы по расчету режимов резания:

1 – расчет режима резания при точении;

2 – расчет режима резания при фрезеровании;

3 – расчет режима резания при круглом наружном шлифовании, разработанные на кафедре технологии машиностроения МГАУ с использованием русифицированной версии программы EXCEL для Windows.

Также используются наглядные пособия в виде натурных образцов режущего инструмента и станков, приспособлений, макетов, плакатов и т.д.

Важно выработать у студентов навыки работы со справочниками и стандартами по выбору конструкционных материалов, выбору способа механической обработки, металлорежущих станков, режущих инструментов и назначению рациональных режимов резания.

7. Материально-техническое обеспечение раздела дисциплины 1. Макеты резцов (проходной, отрезной, подрезной) 2. Резцы различные, сверла, зенкеры, развертки, фрезы, протяжки 3. Зубонарезные инструменты (червячные модульные 1 на 2-х фрезы, дисковые модульные фрезы, круглые долбяки и студентов зубострогальные резцы) 4. Шлифовальные и алмазные круги, хонинговальные 5. Токарно-винторезные станки: 1К62, 1А62, 1В62Г и др. 7. Горизонтально-фрезерные станки: 6Р81, 6Н81;

Специализированный фрезерный станок: СФ 19. Универсальная делительная головка: УДГ Д–160, 8. Основные методические рекомендации по организации аудиторных занятий и самостоятельной работы Основные методические рекомендации можно сформулировать так.

1. Учебный материал должен соответствовать программе.

2. Обеспечение усвоения материала на всех этапах на основе творческого применения дидактических принципов обучения.

3. Отбор наиболее целесообразных методов и методических приемов, а также организационных форм обучения.

4. Применение технических средств обучения.

5. Определение наиболее целесообразной системы обратной связи, в частности опроса.

Самостоятельная подготовка при изучении раздела «Технология конструкционных материалов резанием» состоит в проработке лекционного материала и подготовке к лабораторным работам по рекомендуемой литературе, а также выполняется контрольная работа.

Программу разработал:

Колокатов А.М., к.т.н., профессор Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры технологии машиностроения г., протокол _.

Заведующий кафедрой технологии машиностроения, д.т.н., профессор _ В.В. Стрельцов