Программа курса
«Технология конструкционных материалов»
Раздел I. Основы металлургического производства
1. Производство чугуна
2. Производство стали
Физико-химические процессы получения стали. Производство стали в кислородных конверторах. Производство стали в мартеновских печах. Производство стали в электропечах. Разливка стали в изложницы. Процесс кристаллизации стали в изложнице. Строение слитка спокойной и кипящей стали. Непрерывная разливка стали.
Раздел II. Технология литейного производства
1. Теоретические основы производства отливок
Литейные свойства сплавов. Жидкотекучесть. Газопоглощение. Линейная и объемная усадка. Напряжения в отливках и склонность к образованию трещин и короблению. Затвердевание отливок. Усадочные раковины. Газоусадочная пористость в отливках. Меры предупреждения дефектов в отливках. Особенности конструирования отливок с учетом литейных сплавов.
2. Способы изготовления отливок
Общая технологическая схема изготовления отливок. Технологические требования к конструкции литых деталей. Изготовление отливок в песчано-глинистых формах. Сущность способа. Модельный комплект. Принципы разработки модельного комплекта по чертежу детали. Формовочные и стержневые смеси. Требования, предъявляемые к ним. Специальные формовочные смеси. Литниковая система и ее назначение. Способы формовки. Способы уплотнения форм на машинах. Уплотнение прессованием, встряхиванием с подпрессовкой, пескометом. Технология изготовления стержней. Сборка форм и их заливка. Охлаждение отливок в форме. Выбивка стержней из отливок. Обрубка и очистка отливок. Контроль качества отливок. Технико-экономические характеристики способа и область применения. Изготовление отливок в оболочковых формах. Сущность способа. Технико-экономические характеристики способа и область применения. Изготовление отливок литьем по выплавляемым моделям. Сущность способа. Модельные составы. Изготовление моделей. Сборка моделей в блоки. Формовочные материалы и их подготовка. Изготовление керамических оболочек. Выплавление моделей. Прокаливание форм. Выбивка и очистка отливок. Технико-экономические характеристики способа и область применения. Изготовление отливок в металлических формах (кокилях). Сущность способа и область применения. Изготовление отливок центробежным литьем. Сущность метода и схема процесса изготовления отливок на центробежных машинах с горизонтальной и вертикальной осями вращения. Технико-экономические характеристики способа и область применения. Изготовление отливок литьем под давлением. Сущность способа и область применения.
3. Качество отливок
Контроль химического состава сплава, механических свойств отливок. Способы неразрушающего контроля качества отливок. Способы исправления литейных дефектов.
Раздел III. Технология обработки металлов давлением
1. Физико-механические основы обработки металлов давлением
Понятие о пластической деформации. холодная пластическая деформация. Упрочнение металлов. Горячая деформация. Возврат, рекристаллизация. Пластичность металлов и сопротивление деформированию, ковкость и штампуемость, методы их определения. Влияние химического состава, температуры, скорости деформации, предварительной обработки и схемы напряженно-деформированного состояния на пластичность и сопротивление металлов деформированию. Влияние обработки давлением на структуру и свойства металла. Зависимость эксплуатационных деталей от направления волокон в металле.
2. Нагрев металлов перед обработкой давлением
Назначение нагрева. Явления, происходящие в металле при нагреве. Температурный интервал обработки давлением. Выбор режима нагрева в зависимости от химического состава и размеров заготовок. Влияние температурного режима обработки металлов давлением на качество изделий. Основные типы нагревательных устройств и их характеристика. Автоматизация нагревательных устройств. Мероприятия по борьбе с окалиной.
3. Прокатка, волочение и прессование
Сущность процесса прокатки. Продольная, поперечная и поперечно-винтовая прокатка. Устройство прокатных станов. Валки прокатных станов и их калибровка. Продукция прокатного производства. Волочение. Сущность процессов волочения сплошных и полых профилей. Исходные заготовки. Готовая продукция. Характеристика применяемого оборудования. Прессование. Сущность процессов сплошных и полых профилей. Исходные заготовки и готовая продукция.
4. Ковка
Сущность ковки. Исходные заготовки и продукция. Основные операции. Инструмент и оборудование для ковки. Принципы составления чертежа поковки, выбора заготовок и оборудования для ковки. Ковка в подкладных штампах. Технологические особенности ковки высоколегированных сталей и цветных металлов. Технологические требования к деталям, получаемым ковкой. Автоматизация и механизация процессов ковки. Технико-экономические характеристики ковки и области ее применения.
5. Горячая объемная штамповка
Сущность горячей объемной штамповки. Исходные заготовки и продукция. Штамповка в открытых штампах. Процесс формообразования поковок. Значение заусенца при открытой штамповке. Одноручьевая и многоручьевая штамповка. Назначение заготовительных и окончательных ручьев. Штамповка в закрытых штампах. Процесс формообразования поковок. Требования к точности заготовок. Отделочные операции после горячей объемной штамповки: обрезка заусенцев и прошивка отверстий, очистка поковок от окалины, правка поковок, калибровка поковок. Оборудование для горячей объемной штамповки и его технологические особенности. Автоматизация и механизация процессов горячей объемной штамповки. Технологические требования к деталям, получаемым из поковок горячей объемной штамповки и области ее применения.
6. Специализированные технологические процессы получения заготовок
Штамповка на горизонтально-гибочных машинах, высокоско-ростных молотах, ротационно-ковочных машинах. Накатка зубчатых колес, раскатка колец. Характеристика применяемого оборудования.
7. Холодная штамповка
Классификация способов холодной штамповки, их характеристика и область применения. Объемная холодная штамповка. Схема и сущность холодного выдавливания, высадки и объемной формовки. Листовая штамповка. Сущность листовой штамповки. Исходные заготовки и продукция. Основные операции.
Раздел IV. Технология сварочного производства.
I. Общая характеристика сварочного производства.
Современное состояние, место, значение сварочного производства в машиностроении и перспективы его развития. Классификация способов сварки. Область применения способов сварки. Стандартизация в сварочном производстве.
2. Физические основы получения сварных соединений
Физическая сущность сварки плавлением и давлением. Свариваемость однородных и разнородных материалов. Особенности кристаллизации сварочной ванны. Возникновение сварочных деформаций и напряжений. Неоднородность механических свойств в различных участках сварных соединений. Трещины при сварке. Методы определения свариваемости.
3. Способы сварки плавлением
Дуговая сварка. Виды дуговой сварки. Электрические и тепловые свойства дуги. Статическая вольт-амперная характеристика дуги. Источники сварочного тока и их внешние характеристики. Ручная сварка покрытым электродом. Сущность и схема процессов. Сварочная проволока и электроды. Классификация электродов. Технологические режимы сварки. Технико-экономические характеристики и область применения. Характеристика рабочего места и оборудования. Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом. Сущность и схема процесса. Особенности автоматической сварки по сравнению с ручной. Сварочные материалы. Принцип действия сварочных автоматов и полуавтоматов. Технико-экономические характеристики и области применения. Сварка в атмосфере защитных газов. Сущность и схема процесса. Применяемые защитные газы. Сварка неплавящимся и плавящимся электродом. Ручная, полуавтоматическая и автоматическая сварка. Технико-экономические характеристики и область применения. Сварка и обработка материалов плазменной струей. Схема и сущность процесса. Характеристика плазменной струи как источника тепла. Принципиальные схемы устройства для создания плазменной струи. Использование плазменной струи для резки, наплавки и напыления. Области применения. Газовая сварка и резка. Сущность и схема процесса. Характеристика газосварочного пламени. Аппаратура для газовой сварки. Технико-экономические характеристики и области применения. Резка металлов. Сущность и схемы процессов кислородной резки. Аппаратура для кислородной резки. Технико-экономические характеристики и области применения.
4. Способы сварки давлением
Электрическая контактная сварка. Сущность и схемы процесса. Способы контактной сварки: стыковая, точечная, шовная. Устройство и принцип действия контактных машин. Технико-экономические характеристики и область применения.
5. Нанесение износостойких и жаростойких покрытий
Сущность процессов. Способы наплавки и наплавочные материалы. Наплавка износостойких и других специальных сталей и сплавов. Способы напыления и металлизации.
Виды дефектов сварных соединений. Способы контроля качества сварных соединений. Магнитный контроль. Рентгеновский контроль. Гамма-дефектоскопия. Ультразвуковой контроль. Механические испытания металла и сварных соединений.
7. Охрана труда, техника безопасности и охрана природы в сварочном производстве
Общие сведения об охране труда, техника безопасности и охрана природы при выполнении сварочных работ.
Раздел V. Технология обработки конструкционных материалов резанием
I.Общая характеристика механической обработки
Роль и место обработки резанием при изготовлении машин и приборов. Современное состояние теории обработки резанием. Классификация поверхностей и методов их обработки резанием для получения заданной шероховатости и точности. Требования к технологичности деталей и сборочных единиц, подвергаемых механической обработке. Стандартизация в области обработки резанием.
2. Физические основы обработки металлов резанием
Применяемая терминология. Классификация движений, необходимых для формообразования поверхностей. Понятие о схеме обработки резанием. Элементы режима резания. Геометрия срезаемого слоя металла при точении. Элементы и геометрия токарных резцов. Качество обработанной поверхности. Влияние качества поверхности на надежность и долговечность деталей машин. Силы, действующие в процессе резания. Влияние сил резания на точность обработки. Физические явления, сопровождающие процесс резания. Структура поверхностного слоя заготовки после обработки резанием. Нарост на режущем инструменте и его влияние на качество обработанной поверхности. Тепловые процессы при резании и их влияние на точность обработки и режущую способность инструмента. Влияние смазывающе-охлаждающих жидкостей на процесс резания. Износ режущего инструмента и его влияние на шероховатость и точность обработанной поверхности. Стойкость режущего инструмента и ее связь с производительностью процесса резания. Основное (технологическое) время обработки.
3. Сведения о металлорежущих станках
Принцип классификации металлорежущих станков и их роль в технологическом процессе.
4. Обработка заготовок на токарных станках
Характеристика метода обработки точением. Станки токарной группы. Основные узлы и движения токарно-винторезного станка. Виды токарных резцов. Формообразование поверхностей на токарно-винторезных станках. Формообразование поверхностей на револьверных, карусельных и многорезцовых токарных станках. Принципы действия токарных автоматов и полуавтоматов параллельной и последовательной обработки; типовые детали, обрабатываемые на них. Технологические требования к конструкциям деталей машин, обрабатываемых на станках токарной группы. Область применения обработки точением.
5. Обработка заготовок на сверлильных станках
Характеристика метода обработки сверлением. Основные узлы и движения сверлильного станка. Виды режущего инструмента. Элементы и геометрия спирального сверла. Зенкерование и развертывание. Область применения обработки сверлением.
6. Обработка заготовок на расточных станках
Характеристика метода обработки. Типы расточных станков. Основные узлы и движения горизонтально-расточного станка. Виды режущего инструмента. Формообразование поверхностей на расточных станках.
7. Обработка заготовок на строгальных и долбежных станках
Характеристика метода обработки строганием и долблением. Типы строгальных станков. Основные узлы и движения поперечно-строгальных станков. Виды строгальных резцов. Формообразование поверхностей на строгальных и долбежных станках. Технологические требования к конструкциям деталей машин на строгальных и долбежных станках.
8. Обработка заготовок на протяжных станках
Характеристика метода обработки протягиванием. Типы протяжных станков. Виды протяжек. Элементы и геометрия круглой протяжки. Основные узлы и движения вертикально-протяжного станка. Непрерывное протягивание. Технологические требования к конструкциям деталей машин, обрабатываемых на протяжных станах.
9. Обработка заготовок на фрезерных станках
Характеристика метода обработки фрезерованием. Типы фрезерных станков. Основные узлы и движения горизонтально- и вертикально-фрезерных станков. Виды фрез. Элементы и геометрия цилиндрической и торцовой фрез. Формообразование поверхностей на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках. Особенности формообразования поверхностей на универсально-фрезерных станках с использованием делительных головок. Технологические требования к конструкциям деталей машин, обрабатываемых на фрезерных станках.
10. Обработка зубчатых колес на зуборезных станках
Типы зуборезных станков. Основные узлы и движения зубофрезерного и зубодолбежного станков. Элементы и геометрия червячной модульной фрезы. Элементы и геометрия зуборезного долбяка. Формообразование зубчатых колес на зубофрезерных, зубодолбежных, зубострогальных и зубопротяжных станках.
11. Обработка заготовок на шлифовальных станках
Характеристика метода обработки шлифованием. Сведения об абразивном инструменте. Характеристика шлифовальных кругов. Износ и правка шлифовальных кругов. Типы шлифовальных станков. Основные узлы и движения кругло- и плоскошлифовального станков. Формо-образование поверхностей на круглошлифовальных, плоскошлифо-вальных, внутришлифовальных и бесцентрово-шлифовальных станках.
12. Отделочные методы обработки
Характеристика методов отделки поверхностей. Притирание поверхностей. Полирование поверхностей. Абразивно-жидкостная обработка. Обработка поверхностей абразивными лентами. Хонингование. Суперфиниширование. Методы отделки зубьев зубчатых колес: зубошевингование, зубошлифование, зубохонингование.
13. Механизация и автоматизация технологических процессов механической обработки
Понятие о механизации и автоматизации. Основные направления автоматизации и механизации обработки. Принципы автоматизации станков с использованием систем программного управления. Создание станков с программным управлением. Понятие об автоматических линиях и комплексной автоматизации производства.
14. Охрана труда и техника безопасности в механообрабатывающих цехах
Общие сведения об охране труда и технике безопасности в механо-обрабатывающих цехах.
Раздел VI. Технология изготовления заготовок и деталей из неметаллических материалов
I. Общая характеристика производства
Классификация и характеристика методов получения заготовок и деталей из неметаллических материалов. Технико-экономическая характеристика методов, область применения. Требования техноло-гичности к конструктивному оформлению деталей, изготавливаемых из неметаллических материалов.
2. Технология изготовления изделий из пластмасс
Классификация способов производства изделий из полимерных материалов, их характеристика. Горячее прессование (обычное и литьевое). Области применения. Сущность процесса и технология способов литья пластмасс (литье под давлением, центробежное и обычное литье). Области применения; инструмент и оборудование.
3. Технология изготовления изделий из резины
Классификация резинотехнических изделий. Способы изготовления изделий из резины и области их применения. Технология изготовления изделий из резины. Инструмент и оборудование процессов производства изделий из резины.
4. Технология изготовления изделий методами порошковой металлургии
Виды и свойства металлокерамических материалов. Сущность и область применения способов производства спеченных материалов. Схема технологического процесса производства порошковой металлургии. Смешивание порошков. Холодное и горячее прессование порошков. Спекание прессованных заготовок. Отделка и обработка спеченных заготовок.