Расчетно-аналитическая работа № 1. Выбор инструментального материала.

Цель обучения для студента: Сформировать у себя умение выбирать инстру-

ментальный материал в любых условиях обра-

ботки.

Для выполнения РАР № 1 у студента должны быть сформированы предварительные знания и умения. Их наличие проверяется в ходе среза исходного уровня знаний и умений. Они являются теми базовыми знаниями и умениями, которые потребуются студенту для выполнения РАР № 1.

Таблица 1 Необходимые предварительные знания

Предварительные знания	Дисциплины.
Физико-механические свойства материалов.	Материаловедение, физика, сопротивление материалов.
Химические свойства материалов.	Материаловедение, химия.
Способы термической и пластической обработки материалов.	Материаловедение, технологические процессы машиностроительных производств.
Различные типы инструментальных материалов с их характерными свойствами.	Инструменты, резание материалов, материаловедение.
Структура различных конструкционных и инструментальных материалов.	Материаловедение.
Природа физико-химических процессов при резании.	Резание материалов.
Типы инструментов.	Инструменты.
Схемы резания с обозначением движений (схемы операций).	Технологические процессы машиностроительных производств.
Типы производства.	Технологические процессы машиностроительных производств.

Предварительные умения:

1. Умение определять физико-механические свойства материалов по таблицам, графикам, гистограммам и т.п.

2. Умение определять химический состав материалов по их маркировке с применением справочной литературы.

3. Умение назначать термическую обработку материалов в зависимости от заданных свойств изделия.

4. Умение определять по внешнему виду и результатам измерений инструментальные материалы.

5. Умение определять структуру материала при различных температурах по диаграммам состояния.

6. Умение определять тип стружки.

7. Умение различать типы инструментов.

8. Умение различать типы производств по характерным признакам.

Для контроля сформированности базовых знаний и умений студенту предлагается выполнить ряд контрольных заданий. Форма их выполнения может быть различной, как то: контрольная работа в аудитории с преподавателем на индивидуальных занятиях, либо самостоятельное выполнение студентами контрольных заданий с объявлением правильных ответов на индивидуальных занятиях. Последняя форма проведения среза исходного уровня студентов предпочтительна, т.к. в этом случае студенты не ограничены ни во времени, ни в доступе к справочной литературе. Предполагается, что студенты обладают достаточной мотивацией, чтобы работать самостоятельно и выявить пробелы в собственных знаниях с целью их устранения.

Как один из вариантов, студентам может быть предложен следующий набор контрольных заданий.

Задание 1. Определить химический состав и физико-механические свойства

материалов по их маркировке

45, 40Х, Ал4, 58ХМЮА,БрАЖ9-4, ВК8, Т15К6.

Задание 2. Объясните какую структуру будет иметь

сталь 45, Ал4, СЧ20 при температуре 20⁰С, 300⁰С, 600⁰С, 800⁰С.

Задание 3. Опишите методы для измерения твердости, ударной вязкости,

прочности на разрыв и сжатие. Какие из этих методов применимы

для измерения характеристики инструментальных материалов?

Задание 4. Покажите пределы прочности, упругости, текучести на диаграмме

растяжения стали 45.

Задание 5. Как изменяются основные свойства твердых сплавов (прочность,

ударная вязкость, теплопроводность, теплостойкость, износостой-

кость) в зависимости от химического состава сплава?

ВК2, ВК3, ВК4, ВК6, ВК8.

Т5К10, Т14К7, Т15К6.

Задание 6. Назначьте методы упрочняющей технологии или термообработки

для следующих деталей в серийном производстве для указанных

поверхностей.

Задание 7. Какую термическую обработку необходимо провести, чтобы снять

внутреннее напряжение и стабилизировать размеры 1) крупных

корпусных и 2) мелких чугунных изделий?.

Задание 8. Объясните физическую сущность явлений адгезии . Как влияет хи

мический состав обрабатываемых и инструментальных материалов

на адгезионный износ. Приведите по одному примеру пар «инстру-

ментальный - обрабатываемый» материалы с низким и высоким

уровнем химического сродства.

Объясните физико-химическую природу явлений плавления мате

риалов, диффузии, абразивного износа, механического сдвига

(среза), испарения.

Задание 9. Выберите материалы из перечисленных ниже, которые могут яв-

ляться инструментальными для обработки стали 45 в нормализо-

ванном состоянии.

Укажите, при каких условиях они могут выступать в качестве инст-

рументальных.

40Х, 10ХНТ, ВОК60, ВК3, Т15К6, дерево, У7А.

Задание 10. Какими инструментами можно обработать следующие поверхно-

сти. Приведите эскиз инструмента.

Приведите эскизы схем обработки с указанием движений.

Задание 11. Перечислите известные вам типы производства, назовите их отли-

чительные особенности. Объясните, каким образом тип произ-

водства может влиять на выбор инструментального материала.

Приведите примеры.

В случае, если студент успешно справится со всеми заданиями, он должен приступать к выполнению РАР №1. В случае неправильного ответа или затруднения с ответом на какое-либо задание, он должен восполнить пробелы в знаниях, повторить материал, вызвавший затруднения и лишь затем приступить к выполнению РАР№1.

Задача назначения инструментального материала не является тривиальной. Она подразумевает учет многих факторов, т.е. фактически является многофакторной оптимизационной задачей.

В таких условиях составление студентами схемы ориентировочной основы деятельности самостоятельно весьма затруднительно, т.к. требует решения большого количества конкретных задач. Поэтому, в целях экономии времени, предпочтительнее выглядит 4 тип ООД со следующими характеристиками:

по обобщенности - обобщенная

по полноте - полная

по способу получения - дается в готовом виде.

Предметом изучения для решения задачи назначения инструментального материала являются сами инструментальные материалы с их свойствами.