Курс лекций Технология конструкционных материалов Презентация 1 ЦЕЛИ

Курс лекций «Технология конструкционных материалов» Презентация 1 ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ДИСЦИПЛИНЫ МГТУ имени Н. Э. БАУМАНА, кафедра МТ-13, доцент, к. т. н. Кочешков Игорь Владимирович 1

Технология конструкционных материалов (ТКМ) – учебная дисциплина, излагающая знания о производственных процессах переработки сырья, получения конструкционных материалов, методах и способах производства заготовок и их обработки для получения деталей машин. 2

ЦЕЛЬ КУРСА «ТКМ» изучение основных конструкционных материалов, машиностроительных технологий и их взаимосвязи в производстве продукции. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ : • изучить физико-химические основы технологических методов получения заготовок и их обработки; • уметь анализировать особенности технологических методов получения заготовок и деталей машин на существующих и вновь создаваемых производствах; • иметь представление о жизненном цикле машин и основных этапах создания изделий новой техники. 3

«ТКМ» ИБМ 2? ЗАЧЕМ НЕОБХОДИМО ЗНАНИЕ КУРСА СТУДЕНТАМ СПЕЦИАЛЬНОСТИ «Отличительной особенностью процесса обучения на кафедре «Экономика и организация производства» является гармоничное сочетание фундаментальной подготовки в области математики, физики, информатики, общеинженерных дисциплин с основательной подготовкой по экономике, организации производства и менеджменту. Получаемые знания должны позволять выпускникам разбираться в предмете высокотехнологичного бизнеса, успешно и с глубоким пониманием особенностей технологических процессов управлять производством и организациями различных форм собственности, анализировать отечественный и зарубежный рынки» … Выдержка из характеристики особенностей процесса обучения, представленная на сайте кафедры ИБМ 2 4

«ТКМ» ИБМ 3? ЗАЧЕМ НЕОБХОДИМО ЗНАНИЕ КУРСА СТУДЕНТАМ СПЕЦИАЛЬНОСТИ «Специалисты в области организации логистических систем наукоемких производств должны уметь оперативно управлять функциональными процессами жизненного цикла изделия и соответствующими организационными подразделениями. Выделяются следующие направления возможного приложения знаний: • Управление жизненным циклом изделия на базе международных стандартов с использованием современных информационных технологий; • Разработка и внедрение проектно-ориентированных структур при создании и внедрении новой техники на основе интеграции и стандартизации информационного пространства предприятийучастников; • Инвестиционный менеджмент, разработка бизнес-планов и оценка инвестиционных проектов; и так далее» … смотри сайт кафедры ИБМ 3 … 5

УКРУПНЕННАЯ БЛОК-СХЕМА КУРСА ТКМ Модуль 1. ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ. МЕТАЛЛУРГИЯ (10 часов). Модуль 2. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО И ОБРАБОТКА ДАВЛЕНИЕМ (12 часов). Модуль 3. СВАРКА, МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК(10 ч. ). Завершающая лекция: ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ СТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (2 часа) КОН- 6

ОЦЕНКА ЗНАНИЙ ПО ПИСЬМЕННОМУ РК ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РУБЕЖНОГО КОНТРОЛЯ: 1. РК проводится в соответствии с установленным графиком (5, 9, 16 неделя – соответственно, модуль 1, 2, 3) по билетам с тремя вопросами; 2. Участвовать в РК должны все студенты; 3. Рубежный контроль пишется в установленный срок и не переписывается; 4. Каждый вопрос оценивается максимум в 11 баллов. Для зачета РК необходимо получить минимум 21 балл. 7 7

ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЗНАНИЙ ПРОВОДИТСЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЗАЧЕТА • На дату проведения зачета у каждого студента имеется рейтинг, составленный по результатам РК (до 60 баллов – неудовлетворительно, 61 – 74 удовлетворительно, 75 -85 хорошо, более 85 баллов – отлично). • По результатам проведения зачета рейтинг может быть только повышен. • Зачет проводится в виде письменных ответов на вопросы в выданном билете и/или устных ответов на вопросы, заданные преподавателем. 8

Список основной литературы: 1. Технология конструкционных материалов: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов 6 -е издание, испр. и доп. / А. М. Дальский, Т. М. Барсукова, А. Ф. Вязов и др – М. : Машиностроение, 2005. -592 с. 2. Третьяков А. Ф. - Курс лекций по дисциплине «Технология конструкционных материалов» : Учебное пособие. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. – 276 с. : ил. Список дополнительной литературы: 1. Материаловедение: Учебник для вузов / Б. Н. Арзамасов, В. И. Макарова, Г. Г. Мухин и другие: под общ. ред. Б. Н. Арзамасова, Г. Г. Мухина. - 8 -е изд. , стереотип. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. – 648 с. : ил. 2. Технология машиностроения : учебник для вузов : в 2 т. / том 1; под ред. А. М. Дальского, А. И. Кондакова. – 3 -е изд. , испр. и перераб. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. – 478 с. с ил. 9

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА МАШИН 1 - металлургическое пр-во; 2 – заготовительные пр-ва (обработка давлением, литье, сварка); 3 – мехобработка заготовок; 4 - сборка; 5 - испытания; 6 – тех. обслуживание; 7 - ремонт; 8 - утилизация. 10

СОДЕРЖАНИЕ 1, 2, 3 ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРЕДМЕТ ТРУДА: ЭТАПА МАШИН МАТЕРИАЛ, ИСХ. ЗАГОТОВКА, ПОЛУФАБРИКАТ • ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОДУКТА ПРОИЗВОДСТВА. ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ПРОДУКЦИИ: • ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХПРОЦЕССА. НОРМАТИВНАЯ, КОНСРУКТОРСКАЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ … (НД, КД, ТД) • СРЕДСТВА ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ (СТО) ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕХПРОЦЕССА. ЭНЕРГИЯ ПРОДУКТ ПРОИЗВОДСТВА: МАТЕРИАЛ С ТРЕБУЕМЫМ СОСТАВОМ ИЛИ СВОЙСТВАМИ, ЗАГОТОВКА, ДЕТАЛЬ, СБОРОЧНАЯ ЕДИНИЦА, ИЗДЕЛИЕ … ИНФОРМАЦИЯ О ПРОДУКТЕ ПРОИЗВОДСТВА 11

ОБЩЕЕ ПОНЯТИЕ ТЕХНОЛОГИИ • ТЕХНОЛОГИЯ – совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции. • ЗАДАЧА ТЕХНОЛОГИИ КАК НАУКИ – выявление физических, химических, механических и других закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов. 12

НА ПРАКТИКЕ ВСЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕАЛИЗУЮТСЯ НА БАЗЕ РАЗНОГО ВИДА И ТИПА ПРОИЗВОДСТВ В СООТВЕТСТВИИ С ИМЕЮЩИМИСЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ • Производство — производственная единица (линия, участок, цех, завод, производственное объединение …), работа всех компонентов которой (технологического оборудования, складских и транспортных систем, участков комплектования. . . ) координируется, как единое целое многоуровневой системой управления, обеспечивающей выпуск заданной программы определенных изделий различного назначения. • Производственный процесс — это совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном производстве для изготовления и ремонта продукции. • Технологический процесс — часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по определению состояния предмета труда. изменению и (или) 13

ЛИТЕЙНОЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ СВАРОЧНОЕ ПРИМЕРЫ РАЗНЫХ ВИДОВ ПРОИЗВОДСТВА МЕХОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ ПРОКАТНОЕ и т. д. КУЗНЕЧНОПРЕССОВОЕ 14

ВСЕ ВИДЫ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕДСТАВЛЕНЫ В ВИДЕ РАЗНЫХ ТИПОВ ПРОИЗВОДСТВА МАССОВОЕ СЕРИЙНОЕ (КРУПНО-, СРЕДНЕ-, МЕЛКО-) ЕДИНИЧНОЕ 15

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХПРОЦЕССА при изготовлении изделий и заготовок РАБОЧИЙ ХОД – законченная часть технологического перехода, выполняемая при однократном перемещении инструмента относительно заготовки УСТАНОВ – часть технологической операции, выполняемую при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС – часть производственного процесса, содержащую целенаправленные действия по изменению состояния предметов труда на рабочих местах ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРЕХОД – законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установах ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОПЕРАЦИЯ – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте и охватывающая все последовательные действия рабочего и оборудования по изготовлению заготовки или ее обработки ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС – совокупность всех действий людей и орудий, необходимых на данном производстве для изготовления или ремонта выпускаемых изделий 16

СРЕДСТВА ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ (СТО) - совокупность орудий производства, необходимых для осуществления техпроцесса. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ – СТО, в которых для выполнения определенной части техпроцесса размещают материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка (например, машины, печи, установки и т. д. ) ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА – СТО, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части техпроцесса. Например, Инструмент – предназначен для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния. Приспособление – предназначено для установки или направления предмета труда или инструмента при выполнении технологического процесса (штамп, ЛФ) 17

ПОНЯТИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ • Технологический комплекс — совокупность функционально взаимосвязанных СТО для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов или операций; • Технологическая система — совокупность функционально взаимосвязанных СТО, предметов производства и исполнителей для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов или операций. 18

СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДМЕТОВ ТРУДА И ПРОДУКТОВ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕДМЕТ ТРУДА: МАТЕРИАЛ (СЫРЬЁ), ИСХ. ЗАГОТОВКА, (ПОЛУФАБРИКАТ) ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ПРОДУКЦИИ: НОРМАТИВНАЯ, КОНСРУКТОРСКАЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ … (НД, КД, ТД) ЭНЕРГИЯ НЕОБХОДИМЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОДУКТ ПРОИЗВОДСТВА: МАТЕРИАЛ С ТРЕБУЕМЫМ СОСТАВОМ ИЛИ СВОЙСТВАМИ, ЗАГОТОВКА, ДЕТАЛЬ, СБОРОЧНАЯ ЕДИНИЦА, ИЗДЕЛИЕ … НА ИСХОДНЫЙ ПРОДУКТ ИНФОРМАЦИЯ О ПРОДУКТЕ ПРОИЗВОДСТВА 19

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДМЕТОВ ТРУДА • Материал (сырье) – исходный предмет труда, потребляемый при изготовлении изделия. Делится на основной и вспомогательный; • Заготовка – предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и/или материала изготавливают деталь; • Полуфабрикат – предмет труда, подлежащий дальнейшей обработке на предприятии-потребителе. 20

ПРОФИЛИ КОМБИНИРОВАННЫЕ ЗАГОТОВКИ ВИДЫ ЗАГОТОВОК ШТУЧНЫЕ ЗАГОТОВКИ: отливки, поковки, штамповки … СВАРНЫЕ ЗАГОТОВКИ 21

ЗАГОТОВКИ ХАРАКТЕРИЗУЮТСЯ: • Конфигурацией; • Размерами; • Точностью получаемых размеров; • Структурой металла; • Состоянием поверхности и т. д. 22

КАЧЕСТВО ЗАГОТОВОК (ПРОДУКЦИИ) – степень соответствия присущих им характеристик потребностям потребителя (ГОСТ Р ИСО 9000 -2001) Качество заготовок чаще всего оценивают: • точностью формы; • точностью размеров; • точностью взаимного поверхностей; расположения • физико-механическими свойствами материала; • состоянием поверхностного слоя (геометрия и физикомеханическое состояние). 23

РАЗМЕРЫ ЗАГОТОВОК ОТЛИЧАЮТСЯ ОТ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ НА ВЕЛИЧИНЫ ПРИПУСКОВ И НАПУСКОВ ПРИПУСК – слой металла под последующую мехобработку заготовки НАПУСК – дополнительный объем металла в заготовке ОПЕРАЦИОННЫЙ ПРИПУСК ДЛЯ УПРОЩЕНИЯ ФОРМЫ ЗАГОТОВКИ ОБЩИЙ ПРИПУСК ДЛЯ РЕШЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ 24

ПРИМЕРЫ НАПУСКОВ И ПРИПУСКОВ 25

ИЗДЕЛИЕ – предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на данном предприятии. В зависимости от наличия составных частей: СБОРОЧНАЯ ЕДИНИЦА – изделие, составные части которого подлежат соединению между собой операциями. сборочными ДЕТАЛЬ – изделие, изготовленное из материала одной марки бе з сборочных операций или с местными соединительными операциями. Делятся на: • взаимосвязанные (части сб. ед. ) • самостоятельные (ключ, сверло) 26

ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ ИЗДЕЛИЯ – ДОСТИЖЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ЗАТРАТ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ, ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТЕ: Ø ДЛЯ ЗАДАННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА; Ø ОБЪЕМА ВЫПУСКА; Ø УСЛОВИЙ РАБОТЫ. 27

В КАЧЕСТВЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ПРИМЕНЯЮТ: • КИМ (КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛА); • ТЕХНОЛОГИЧЕСКУЮ СЕБЕСТОИМОСТЬ; • ТРУДОЕМКОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ … СПРАВКА. Удельный вес стоимости материалов в себестоимости машиностроительной продукции в станкостроении составляет 40. . . 60%, при изготовлении локомотивов и вагонов - 60… 75% и имеет тенденцию к увеличению. 28 28

где: mp – масса реализованного металла; mдет – масса изготовленной детали; Учитывая использование заготовок, можно записать: mзаг – масса заготовки; КВГ = mзаг / mр – к-т выхода годного при изготовлении заготовки; КВТ = mдет / mзаг - к-т весовой точности заготовки. где: 29

УСЛОВИЯ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ПОМИМО КИМ ü Конфигурация изделия представляет собой сочетание наиболее простых геометрических форм; ü Формы и размеры отдельных элементов детали (уклоны, радиусы, закругления и др. ) должны быть унифицированы; ü Точность размеров и шероховатость поверхности деталей должны быть обоснованными; ü Желательно использовать способы получения заготовок, которые не требуют последующего снятия стружки. (Минимальный КИМ). 30

СОДЕРЖАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ПРОДУКЦИИ ПРЕДМЕТ ТРУДА: МАТЕРИАЛ, ИСХ. ЗАГОТОВКА, ПОЛУФАБРИКАТ НЕОБХОДИМЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ПРОДУКЦИИ: НОРМАТИВНАЯ, КОНСРУКТОРСКАЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ … (НД, КД, ТД) ЭНЕРГИЯ КОМПЛЕКСЫ И ПРОДУКТ ПРОИЗВОДСТВА: МАТЕРИАЛ С ТРЕБУЕМЫМ СОСТАВОМ ИЛИ СВОЙСТВАМИ, ЗАГОТОВКА, ДЕТАЛЬ, СБОРОЧНАЯ ЕДИНИЦА, ИЗДЕЛИЕ … СИСТЕМЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ИСХОДНЫЙ ПРОДУКТ ИНФОРМАЦИЯ О ПРОДУКТЕ ПРОИЗВОДСТВА 31

Маркетинговые исследования аналогичных и «смежных» изделий Задание комплекса эксплуатационных требований к изделиям ПРИНЯТИЕ КОНСТРУКТОРСКО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ Анализ существующих и необходимых новых производственных баз Проектирование и разработка возможных вариантов продукции 32

«ПЕТЛЯ» КАЧЕСТВА (ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ) ПРОДУКЦИИ ПО ИСО 9004 1 – Маркетинг, изучение рынка; 2 – Проектирование и разработка продукции; 3 – Планирование и разработка процессов; 4 – Материально-техническое снабжение; 5 – Производство; 6 – Контроль, проведение испытаний и обследование; 7 – Упаковка и хранение; 8 – Реализация и распределение продукции; 9 – Монтаж и эксплуатация; 10 – Техническая помощь и обслуживание; 11 – Послепродажная деятельность (использование после реконструкции; 12 – Утилизация или переработка в конце полезного срока службы. 33