55

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

Токмин А. М.

Темных В. И.

Быконя Л. А.

Казаков В. С.

Герасимова Е. И.

ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЙ

В МАШИНОСТРОЕНИИ

Методические указания по циклу практических занятий

Красноярск

2009 Общие сведения

Усвоение дисциплины «Выбор материалов и технологий в машиностроении» позволит логически подойти к завершению образования на последнем уровне высшего профессионального образования и получить квалификацию в соответствии с полученным профилем, дающую знания и навыки для успешной будущей профессиональной деятельности.

Цели практических занятий:

– изучение научных основ и усвоение методов выбора материалов и технологий, а также оценки эффективности использования материалов в изделиях машиностроения;

– научить студента выполнять требования технической документации на производство работ;

– научить студента грамотно подходить к обоснованию технической, экологической безопасности и экономической эффективности работ;

– научить умению проводить технико-экономический анализ с обоснованием принимаемых решений.

Задачи основываются на необходимости получения выпускником знаний, умений, навыков в соответствии с требованиями ФГОС ВПО на основе которых формируются соответствующие компетенции.

Студент должен знать:

1. Основные группы машиностроительных материалов различных классов и области их рационального применения.

2. Основные факторы, отрицательно влияющие на физико-механические свойства материалов в процессе эксплуатации.

3. Особенности и взаимосвязь свойств конструкционных материалов и закономерности их изменения в процессе эксплуатации.

4. Материаловедческие основы выбора конструкционных материалов и технологий их обработки.

5. Методологию математического моделирования на ЭВМ и оптимизации выбора конструкционных материалов и технологий их обработки.

6. Методы прогнозирования работоспособности материала в заданных условиях эксплуатация.

7. Основные принципы упрочнения машиностроительных сталей и сплавов.

8. Технологические режимы термической, термомеханической, химико-термический и других видов обработки машиностроительных материалов;

9. Современные методы исследования макро, микро- и тонкой структуры материалов, заготовок и машиностроительных деталей;

10. Основное и дополнительное технологическое оборудование для получения заготовок, изделий и их упрочнения.

Студенты должны уметь:

1. Произвести обоснованный выбор материалов для деталей машин, приборов и конструкций.

2. Предложить современные высокоэффективные технологии обработки материалов для изготовления заготовок, полуфабрикатов или готовой детали.

3. Выбрать технологию упрочнения и дать развернутое обоснование своего выбора.

4. Использовать закономерности, отражающие зависимости механических, физических, физико-механических и технологических свойств современных материалов от химического состава, структурного состояния и видов обработки;

5. Осуществлять в каждом конкретном случае оптимальный выбор материала; выбирать оптимальное оборудование для проведения операций термической, химико-термической и других видов упрочняющей обработки сталей и сплавов;

6. Разрабатывать технологические процессы изготовления изделий, их упрочнения и экономически обосновывать целесообразность разработанного процесса.

7. Составлять неформальное описание и модели собственных рассуждений при выборе материалов и технологий обработки и поиске информации по специальной и справочной технической литературе.

8. Довести полученное знание до своих сокурсников и студентов более низких ступеней обучения.

9. Систематизировать знания по существующим маркам материалов и их свойствам для различных требований надежности и условий эксплуатации.

10. Формализовывать полученные знания по теории выбора материалов в различных видах моделей представления знаний, используемых системами искусственного интеллекта.

11. Разрабатывать действующую базу знаний экспертной системы определения марки материала и технологии изготовления по требуемым характеристикам готового изделия, его условий эксплуатации и требований надежности.

Студенты должны иметь навыки:

1. Работы на ПК с различными специализированными программными продуктами для построения дерева решения и структуры базы знаний оптимального выбора материалов.

2. Работы на ПК с программными продуктами по оптимизации выбора материалов исходя из условий нагружения, воздействия внешней среды и других факторов, возникающих в конкретных условиях эксплуатации.

3. Разработки технологических маршрутов получения заготовок и обработки деталей с пооперационной детализацией отдельных процессов, отраженных в технологических картах.

4. По выбору вида упрочняющих технологий и назначения режимов термической, химико-термической и других видов упрочняющей обработки для придания свойств изделиям в зависимости от конкретных условий эксплуатации с применением карт сопровождения технологического процесса.

5. Ранжирования требований, предъявляемых к конструкционным материалам.

Рабочей программой предусмотрено 30 часов на проведение практических занятий (0, 835 з. е.). Практические занятия проводятся в соответствие с графиком учебного процесса и самостоятельной работы (Приложение 1). График выполнения практических занятий в течение семестра с указанием сроков выполнения и защиты приведен в табл. 1

Таблица 1

Недели учебного процесса семестра
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
З1		ПЗ2 ЗПЗ1 ТК		ПЗ3 ЗПЗ2 ТК		ПЗ4 ЗПЗ3 ТК		ПЗ5 ЗПЗ4 ТК		ПЗ6 ЗПЗ5 ТК		ПЗ7 ЗПЗ6 ТК		ЗПЗ7 ТК

В результате проведения практических занятий студент должен реализовать следующие общенаучные (ОНК), инструментальные (ИК), профессиональные (ПК) компетенции:

1. Знание основных видов современных конструкционных материалов различной природы и назначения, закономерностей формирования свойств в зависимости от химического, фазового состава, и взаимосвязи структуры с механическими, химическими, физическими, технологическими и другими свойствами. (ОК-1).

2. Знание основных принципов оптимизации выбора материалов с учетом влияния условий эксплуатации, накопленных повреждений в рабочем режиме, в режиме хранения и транспортирования, износа материала в рабочем режиме (ИК-1).

3. Знание круга задач искусственного интеллекта, методов решения задач искусственного интеллекта, основных принципов и подходов в построении систем искусственного интеллекта (ИК-2).

4. Знание методологий проектирования баз знаний, способов построения различных видов моделей знаний по теории выбора материалов и технологий изготовления. Знание структуры, свойств и режимов функционирования экспертной системы определения марки материала по требуемым характеристикам готового изделия, его условий эксплуатации и требований надежности (ИК-3).

5. Владение навыками работы со специальной и справочной технической литературой, в том числе, и с программными продуктами для выбора необходимых материалов и методов их обработки с целью получения заданных эксплуатационных свойств (ПК-1).

6. Знание современных способов термической, химико-термической, термомеханической, индукционной, лучевой и др. обработки сплавов; основного и вспомогательного оборудования для проведения термической и химико-термической обработки (ПК-1).

7.Знание современных способов получения заготовок, основного и вспомогательного оборудования для получения заготовок методами литья, горячей и холодной пластической деформации, сваркой, обработкой резанием, электрофизическими и др. методами (ПК-2).

8. Владение методами исследования макро-, микро- и тонкой структуры материалов, методами механических испытаний полуфабрикатов и деталей (ПК-1).

9. Знание методов прогнозирования структуры и характеристик материалов, полуфабрикатов и деталей, особенностей всех этапов жизненного цикла изделий от исследовательской разработки до их производства и эксплуатации, основ классификации материалов и технологических процессов их получения и обработки (ПК-2)..

Отчеты по практическим занятиям и курсовая работа оформляются в соответствии с требованиями СТО 4.2-07-2008. Система менеджмента качества [19].