Технология обработки металлов без снятия стружки в целом: процессы, инструмент, оборудование и приспособления

В учебно-методическом пособии приводятся методики оценки физико-химических свойств материалов: определение плотности и пористости материалов, изготавливаемых методами порошковой металлургии, измерение удельного электросопротивления материалов, измерение удельной электропроводимости растворов электролитов, исследование скорости электрохимической коррозии, получение гальванических покрытий.

Приведено описание и методики расчета инструмента для прессования металлов и сплавов. Изложены современные методы расчета прочности основных деталей инструментальной наладки горизонтальных и вертикальных гидравлических прессов. Методики расчета каждой детали иллюстрируются примерами, в том числе с применением ЭВМ. Для ряда расчетов использован метод конечных элементов.

В учебном пособии рассмотрены вопросы применения покрытий для защиты поверхности изделий от различных типов воздействий: износа, высоких температур и агрессивных сред. Приведены классификации покрытий по ряду признаков: материалам, способам нанесения, функциональным свойствам. Основное внимание уделено применению диффузионных, газотермических и гальванических покрытий.

В соответствии с рабочей программой дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов» по разделу «Горячая обработка металлов» предусмотрено выполнение 8 лабораторных работ. В рабочей тетради к каждой работе дается домашнее задание, что позволяет студенту лучше подготовиться к выполнению работ. Приводятся схематические изображения оборудования, инструментов, приборов и т. п., которые требуют определенной доработки, что позволит лучше усвоить материал.

Рассмотрены классификация, принципы маркировки сталей чугунов, алюминия, меди, титана, магния, сплавов, а также их микроструктура. Предназначены для студентов механических и технологических специальностей изучающих курс «Материаловедение».

Изложен материал по подготовке и проведению лабораторной работы по теме «Методы получения и свойства порошковых материалов».

Рассмотрены контрольно-измерительные средства, их классификация, описаны инструменты для измерения линейных величин, показаны методы их применения. Подготовлены на кафедре технологии конструкционных материалов.

Методические указания содержат оригинальные тексты на английском языке, лексические и грамматические упражнения,позволяющие овладеть необходимой терминологией по специальности, развить навыки понимания и перевода научно-технической литературы, а также усовершенствовать навыки устной речи.

В методические указания включены тексты из оригинальной научно-технической английской и американской литературы для аудиторной и самостоятельной работы студентов. В каждый урок входят задания, способствующие развитию навыков перевода с английского языка на русский, ведения беседы по основным проблемам, затронутым в издании, задания по переводу с русского языка на английский, по отработке лексических и грамматических трудностей, встречающихся в текстах, а также материалы по подготовке презентации.

В учебно-методическое пособие включены тексты из оригинальной научно-технической английской и американской литературы по специальности «Оборудование и технология сварочного производства», предназначенные для аудиторной и самостоятельной работы студентов. В каждый урок входят также задания по развитию навыков перевода с английского языка на русский, ведения беседы по основным проблемам, затронутым в пособии, переводу с русского языка на английский и отработке лексических и грамматических трудностей, встречающихся в текстах.

Пособие составляют оригинальные научно-технические тексты английских и американских авторов. Каждый текст является описанием одного из процессов сварки. Тексты сопровождаются терминологическими словарями и заданиями. Задания направлены на развитие навыков чтения, изучение лексического и грамматического материала, усвоение специальной лексики, т. е. на развитие умения работать с оригинальным текстом на английском языке.

Изложены краткие сведения о материалах с особыми магнитными и электрическими свойствами, которые применяют в современных конструкциях приборов и устройств. Выполнение конкретных заданий на лабораторных занятиях направлено на установление закономерных связей, раскрывающих влияние химического состава и условий обработки на структурное состояние и свойства магнитно-мягких и магнитно-твердых материалов, а также проводников электрического тока и сегнетоэлектриков.

Рассмотрены основы применения решателя инженерных задач, предназначенного для автоматизации решения расчетных и логических задач. Изложены способы описания знаний предметной области с использованием естественного языка и табличных форм представления методик исходных нормативно-справочных документов. Основное внимание уделено процессу создания специалистами информационного обеспечения для автоматизированного решения различных задач технологического проектирования. Приведена методика формализации технологических знаний средствами решателя инженерных задач и ее использование в учебном процессе.

Рассмотрены устройство, принцип работы и основные характеристики магнетронных распылительных систем (МРС). Изложены физические процессы и особенности работы МРС. Перечислены основные типы и конструктивные схемы МРС. Дан пример конструкции МРС с электромагнитной системой.

Рассмотрены направления лазерной обработки, часто встречающиеся в машиностроении — гравировка, прецизионная резка, сварка миниатюрных изделий.

Учебное пособие состоит из четырех разделов, посвященных лазерной обработке материалов, используемых в микроэлектронике. Рассмотрены такие часто используемые процессы, как обработка полупроводников и отжиг имплантированных слоев в полупроводниках, перекристаллизация и стабилизация параметров тонких слоев в полупроводниках, модифицирование и изменение химического состава поверхностных слоев путем лазерного напыления тонких пленок, осаждение пленок из газовой фазы и растворов. Большое внимание уделено вопросам обработки тонких пленок в виде лазерной подгонки пленочных резисторов, конденсаторов; вопросам лазерной литографии, записи информации.

Изложены основы взаимозаменяемости и технических измерений. Большое внимание уделено принципам формирования допусков на размеры элементов деталей. Рассмотрены системы образования посадок при соединениях гладких поверхностей деталей. Основные положения системы допусков и посадок пояснены примерами с привлечением методов расчета размерных цепей.

Рассмотрены основные виды отклонений формы и расположения, волнистость и шероховатость поверхностей деталей. Показаны основные способы обозначения указанных отклонений на чертежах. Выполнена оценка влияния этих отклонений на работоспособность изделий. Рассмотрены основные показатели надежности радиоэлектронных средств и указаны пути их обеспечения.

Дано общее представление о процессах лазерной обработки полупроводников с целью рекристаллизации и отжига, описаны лазерные технологии модифицирования и изменения химического состава поверхностных слоев, напыления и осаждения тонких пленок, процессы лазерного легирования поверхности полупроводников. Также в пособии рассмотрены физико-химические и технологические процессы лазерной обработки пленок и деталей микроэлектроники, дана классификация методов лазерной обработки, рассмотрены методы подгонки параметров элементов микроэлектроники, размерной обработки и маркировки тонких пленок.

Рассмотрены технологические основы формообразования литых заготовок, сущность процессов и технологические возможности изготовления отливок основными способами литья, применяемыми в промышленности. Для студентов машино- и приборостроительных специальностей, обучающихся по программам бакалавров и специалистов, выполняющих практические работы в литейных лабораториях.

Посвящено основам обработки газотермических покрытий резанием. Содержит общие сведения о составе, конструкционных и технологических свойствах напыленных покрытий, об особенностях обработки покрытий, полученных разными способами напыления. Рассмотрены основы их обработки резанием, технологии реновации, основанные на использовании газотермических покрытий, инновационные технологии обработки металлокомпозитов. Приведены необходимые справочные материалы по режимам резания. Большое внимание уделено новым и перспективным методам обработки. Все разделы пособия содержат контрольные вопросы и словарь специальных технических терминов.

Рассмотрены основные технологические процессы термической и химико-термической обработки углеродистых и легированных сталей различного функционального назначения, влияние технологических параметров на структуру и свойства материалов, оптимальные режимы процессов.

Рабочая тетрадь содержит задания к практическим работам учебно- технологического практикума и последовательность их выполнения. Тетрадь служит студентам для самостоятельного решения задач, связанных с выбором метода и вида обработки для формообразования различных поверхностей деталей машин, вида и типа режущего инструмента, разработкой схем обработки, наладкой металлорежущего оборудования и др. Все задания составлены применительно к действующему промышленному оборудованию лаборатории механической обработки резанием. Рабочая тетрадь предназначена для совместного использования с учебными пособиями «Практическая технология» (М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007) и «Сборник задач для самостоятельной работы по дисциплине “Практика — Учебно-технологическая”» (М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012). По тематике и объему работ она полностью соответствует утвержденной программе учебно-методического комплекса по дисциплине «Технология конструкционных материалов» и содержанию практических занятий, которые преподаватели кафедры проводят в лаборатории механической обработки резанием МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Рассмотрены основные технологические процессы термической и химико-термической обработки углеродистых и легированных сталей различного функционального назначения, влияние технологических параметров на структуру и свойства материалов, оптимальные режимы процессов.

Рабочая тетрадь содержит задания к практическим работам учебно-технологического практикума в сварочных мастерских и последовательность их выполнения. Тетрадь служит студентам для самостоятельного решения задач, связанных с выбором способа сварки, вида и типа оборудования, последовательности технологических операций. Рабочая тетрадь предназначена для совместного использования с учебным пособием «Учебно-технологический практикум по сварочному производству» (М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1994; Ч. 1, 2, 2007).

В рабочей тетради рассмотрены шесть тем, по которым студенты выполняют практические работы. В каждой теме сформулировано задание к работе, даны задачи для решения, представлены формы, которые студенты должны заполнить при проведении практической работы, а также поясняющие решение задач схемы инструмента и операций обработки металлов давлением.

В пособие включены разделы, посвященные получению заготовок методами литья (отливок), обработки давлением (поковок, штамповок) и комбинированных заготовок (сварно-литых, штампо-сварных), а также получению из этих заготовок деталей машин методом механической обработки. Приведены примеры выполнения домашних заданий и вопросы по дисциплине «Технология конструкционных материалов».

Рассмотрены оборудование и технологические особенности процессов микроплазменной сварки, наиболее широко применяющихся в машиностроении. Представлены указания к выполнению лабораторных работ. Продолжительность каждой лабораторной работы 4 часа.

Лабораторный практикум позволит студентам ознакомиться с методами экспериментального и теоретического исследований распределения температур в низкотемпературных печах. Приведены статистические характеристики надежности материалов, рассмотрены задачи прогнозирования структурных составляющих материала детали при закалке, а также методы многокритериальной оптимизации в задачах выбора материалов.

Изложены основные сведения о расчете размерных цепей при решении двух задач: по заданным отклонениям составляющих звеньев вычисление неизвестного отклонения замыкающего звена и по заданному отклонению замыкающего звена расчет составляющих звеньев размерной цепи. Расчеты выполняются при проектировании технологических процессов механической обработки заготовок и сборки изделий с учетом схем базирования и методов, обеспечивающих достижимую точность при сборке.

Приведены необходимые данные для выполнения домашнего задания по курсу «Материаловедение». Указаны цели, содержание, порядок выполнения и защиты задания, а также требования к оформлению отчета. Представлен пример выполнения домашнего задания.

Рабочая тетрадь содержит задания к практическим работам учебно-технологического практикума в литейных мастерских и описание последовательности их выполнения. Рабочая тетрадь предназначена студентам для самостоятельного решения задач, связанных с выбором способа формообразования заготовок в зависимости от метода литья, вида и типа оборудования, последовательности технологических операций. Рабочая тетрадь используется совместно с учебным пособием по литейному производству.

Приведены методики исследования характеристик типовой технологической оснастки, используемой в технологических процессах изготовления изделий машиностроения. Даны указания по выполнению лабораторных работ и составлению отчетов.

Приведены теоретические сведения, расчетные формулы, методики расчета фрикционных муфт и цилиндров гидравлических прессов, а также начальные сведения о программном комплексе Ansys ED9.0 в объеме, достаточном для выполнения заданий без привлечения других источников. Даны условия по вариантам заданий.

Изложено содержание лабораторных работ и даны методические указания по их выполнению. Рассмотрены физическая сущность наиболее распространенных в промышленности способов восстановления деталей машин сваркой и наплавкой, а также особенности технологии и оборудования.

Данное издание содержит описание трех лабораторных работ и методические указания для их выполнения. Все три лабораторные работы взаимосвязаны и предназначены для изучения физических процессов электроэрозионной обработки материалов и ее технологических особенностей.

Пособие содержит основные понятия, термины и определения по курсу «Технология конструкционных материалов», наиболее широко употребляемые в современном машиностроении. Приведен перечень стандартов по терминологии, используемой в машиностроении. Содержание учебного пособия соответствует курсу лекций, которые авторы читают в МГТУ им. Н. Э. Баумана.

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».

В методических указаниях рассмотрены вопросы определения энергосиловых параметров и температуры в непрерывной группе мелкосортного стана. Методические указания составлены в соответствии с программой курса «Теория непрерывных процессов обработки металлов давлением».

Методические указания содержат описание лабораторной работы № 1 лабораторного практикума «Теория формирования отливок». Дано описание метода экспериментального определения коэффициента тепловой аккумуляции (активности) формовочных и стержневых смесей.

Рабочий план чтения лекций по дисциплине «Технология конструкционных материалов» составлен по утвержденной программе на основании опыта преподавания этой дисциплины на факультете «Машиностроительные технологии» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Методические указания содержат описание лабораторной работы № 3 лабораторного практикума «Основы научных исследований». Дано описание двух методов оптимизации процессов - симплекс-метода и метода крутого восхождения и показано их применение на примере выбора химического состава высокопрочного серого чугуна.

Изложены основы группового метода изготовления изделий. Рассмотрены особенности и приведены примеры проектирования групповых операций для различных видов оборудования. Большое внимание уделено моделированию процессов наладки и переналадки станков, а также автоматизации группирования операций. Изложены основные положения нового направления в технологии – модульной технологии, основанной на представлении детали как совокупности поверхностей, выполняющих определенные функции в изделии, и разработке соответствующих модулей технологического обеспечения их формирования при изготовлении.

В методических указаниях рассмотрены оборудование и технологические особенности процессов электронно-лучевой сварки, наиболее часто применяемые в машиностроении.

Рассмотрена методика оценки свойств и структуры материалов для типовых деталей машин – зубчатых колес и болтов. Раскрыт алгоритм выбора марки сталей и технологии термической и химико-термической обработки с учетом критериев работоспособности зубчатых колес и болтов.

Учебное пособие посвящено особенностям использования робототехники в сварочном производстве. Рассмотрены составные части робототехнических комплексов, их манипуляционные системы, системы управления, методы обучения и программирования, специфика использования сварочного производства в робототехнических комплексах. Определены области наиболее эффективного использования робототехнических комплексов в сварочном производстве, а также освещены вопросы интеграции операций при роботизированной сварке и комплексной роботизации сварочного производства.

Представлены методические рекомендации к проведению семинарских занятий по дисциплине «Технология конструкционных материалов», составленные по утвержденной программе и соответствующие содержанию семинаров, которые проводятся в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Рассмотрены типовые технологические процессы изготовления основных деталей камер сгорания жидкостных ракетных двигателей и смесительных головок, а также типовые процессы сборки под пайку. Даны рекомендации по пайке изделий в печах.

Рассмотрены конструкции подшипниковых опор прокатных валков с подшипниками скольжения открытого типа, подшипниками жидкостного трения и подшипниками качения различного типа, а также конструкции подушек для указанных типов подшипников в сочетании с устройством для самоустановки валков и фиксации подушек в осевом направлении. Дан анализ работоспособности подшипниковых опор рабочих валков клетей-кварто и изложены способы повышения их работоспособности.

Рассмотрены вопросы расчета и конструирования нажимных механизмов, уравновешивающих и предохранительных устройств рабочих клетей прокатных станов.