Власова Сапронов Ховова_МТ8_Метод указания к ДЗ по материаловедению (821865)
Текст из файла
Факультет «Машиностроительные технологии»Кафедра «Материаловедение»Учебное пособиеД.В. Власова, И.Ю. Сапронов, О.М. ХововаКОМПЛЕКТ ДОМАШНИХ ЗАДАНИЙПО КУРСУ «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»УДК 621.785ББК 34.651Рецензент А.Т. КаменихинВласова Д.В., Сапронов И.Ю., Ховова О.М.Комплект домашних заданий по курсу «Материаловедение»: учебноепособие – М : Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017.Представлен комплект из 18 домашних заданий по общему курсу«Материаловедение». На примере подробно рассмотрены содержание ипоследовательность основных этапов выполнения домашнего задания сиспользованием специальной справочной литературы – «Марочниковсталей и сплавов».
Приведены требования к оформлению отчёта повыполненному заданию и указан порядок его защиты.Для студентов машиностроительных специальностей инженерногонаправления подготовки.Рекомендовано Учебно-методической комиссией НУК МТ МГТУим. Н.Э. Баумана.2ПРЕДИСЛОВИЕВ учебном пособии представлены комплект домашних заданий пообщему курсу «Материаловедение» и методические рекомендации по ихвыполнению. Пособие предназначено для студентов машиностроительныхспециальностей инженерного направления подготовки МГТУ им. Н.Э.Баумана.
В прежних изданиях кафедра публиковала только методическиеуказанияповыполнениюдомашнегозадания,асамизаданияразрабатывались как отдельные комплекты разными авторами. Отсутствиеединого методического подхода затрудняло работу студентов привыполнении домашнего задания.Домашнее задание предлагает студенту сделать обоснованный выбормарки стали для изготовления конкретного изделия и рекомендовать длянеё упрочняющую термическую обработку. В данном учебном пособиикомплект домашних заданий представлен в новой версии: в каждомзадании впервые приводится эскиз детали (при подборе объектов авторыиспользовалиизвестныеАтласыдеталеймашин).Крометого,применительно к каждому изделию предусмотрено пять вариантовзадания, отличающихся исходными данными по размерным параметрамдетали, по уровню требований к структуре или к механическим свойствамматериала. Такой методический приём расширяет диапазон возможныхинженерных решений, предполагает развитие у студентов аналитическогоподхода к выбору материала или режима его упрочняющей обработки.
Вобщей сложности комплект включает 18 заданий, что с учётом вариантов(всего 90 заданий) позволяет его использовать и для студентов однойгруппы, и в потоке из 3-5 групп.Наряду с комплектом заданий в пособии даны подробныеметодические рекомендации по их выполнению, в первую очередькасающиеся работы студентов с особым видом справочной техническойлитературы – с марочниками сталей и сплавов. Такой подход имеет3принципиальноезначение.Выполняядомашнее задание, студентызнакомятся с информацией о материалах, представленной в марочнике,приобретают необходимые навыки работы с таким видом литературы иприменяют эти навыки на практике. Приобретение таких навыков напрофессиональном уровне является главной целью выполнения домашнегозадания.В методических рекомендациях на условном примере детальнорассмотреныпоследовательностьисодержаниеосновныхэтаповвыполнения задания.
В пособии подробно изложены требования коформлению и защите выполненного домашнего задания.СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙσ0,2, МПа – условный предел текучести;KCU, Дж/см2 – ударная вязкость;HB – твердость по шкале Бринеля;HRC – твердость по шкале Роквелла;HV – твердость по шкале Виккерса;Δh, мм – глубина упрочненного слоя.4ВВЕДЕНИЕВ Программе общего курса «Материаловедение», изучаемогостудентамивсехспециальностеймашиностроительныхинженерногопрофиля,иприборостроительныхпредусмотреновыполнениедомашнего задания.
Домашнее задание представляет собой несложнуютипичную инженерную задачу, связанную с выбором марки материала дляизготовления предлагаемого изделия и разработку принципиальнойтехнологии его упрочняющей термической обработки.Вусловияхреальногопромышленногопроизводствапринятследующий порядок выполнения подобной задачи. Вначале инженерконструктор изделия проводит обоснованный выбор и назначает наиболееподходящуюмаркуматериала,азатемужеинженер-технологразрабатывает для него режимы упрочняющей термической обработки.Такой подход позволяет в комплексе обеспечить и возможностьизготовления изделия по самой рациональной технологии, и возможностьполучения в изделии требуемых эксплуатационных свойств. В учебномдомашнем задании предусмотрено условное объединение этих функцийконструктора и технолога: решается комплексная задача по выборуматериала и технологии его упрочнения для распространённых видовдеталей машин или инструмента.Главная цель такого домашнего задания – познакомить студентов сособым видом справочной технической литературы – с марочникамисталей и сплавов с тем, чтобы они смогли приобрести практическиенавыки работы с марочниками и применить полученные навыки прирешении типичной инженерной задачи.
Умение работать с марочниками –обязательный элемент инженерной подготовки, поскольку в инженернойпрактике именно эти издания используются для решения различных задач.В каждом домашнем задании студенту предстоит обосновать ивыбрать марку стали для конкретного изделия, эскиз которого приводится,5с учётом его геометрии и требуемых характеристик.Кроме того, длявыбранной стали необходимо обосновать и рекомендовать упрочняющуютермическую (или химико-термическую) обработку, котораябудетгарантировать работоспособность детали в условиях эксплуатации.В качестве предлагаемых изделий для домашних заданий отобранытипичные детали машино- и приборостроения, поэтому принципиальноважно, что на многих факультетах предметы «Материаловедение» и«Детали машин» изучаются параллельно.При выполнении домашнего задания студент обязательно долженпродемонстрировать определённый уровень общей инженерной эрудиции,уже полученный при изучении наряду с «Материаловедением» такихбазовых инженерных дисциплин, как «Сопротивление материалов» и«Детали машин».
Вначале необходимо представить и проанализироватьусловия работы изделия, определить характер нагружения отдельных егозонивыявить срединихнаиболеепроблемные, определяющиеработоспособность изделия в целом. Кроме того, студенту важно владетьосновнымипредставлениямиовзаимосвязимеждуструктуройисвойствами сталей. Исходя из условий работы изделия и ориентируясь наматериалы лекций или учебника [6], можно определить то структурноесостояние стали, которое обеспечит нужныйуровень свойств иработоспособность изделия в предлагаемых условиях эксплуатации.Соответственно, по требуемому структурному состоянию стали можноустановить типичный класс сталей и возможные пути реализации в нёмтребуемых свойств.Ориентируясь на выбранный класс сталей, студент уже можетпровести поиск наиболее оптимальной марки стали, в полной мере,удовлетворяющей всем исходным данным задания и рекомендовать длянеё принципиальный режим упрочняющей термической обработки.6Именноэтаосновнаячастьзаданияидолжнавыполнятьсясиспользованием марочников сталей и сплавов.Марочники сталей и сплавов подготовлены разными авторскимиколлективами, но в главном они имеют одинаковую концепцию.
Вмарочниках размещена самая необходимая информация о несколькихсотнях марок сталей и сплавов, наиболее широко применяющихся вмашино- и приборостроении. Важно, что все представленные сведения оматериалах чётко структурированы и систематизированы, поэтомупользоваться «Марочником» очень удобно. Конкретную марку стали илисплава найти по оглавлению очень легко, поскольку расположениематериалов в пределах каждого раздела представлено в единой логике помере усложнения их химического состава.Все материалы в марочниках сгруппированы по наиболее типичномуих применению, причём принцип изложения информации – единый. Покаждому материалу приведён марочный химический состав (включаясодержание примесных элементов, что очень важно для оценки качествастали и её цены), представлен основной выпускаемый промышленностьюсортаментпоГОСТилиТУ,приведенытемпературыфазовыхпревращений, комплекс свойств после различных вариантов обработки.Здесь же представлены свойства материала для разных условий испытания(дляповышенныхипониженныхтемпературэксплуатации,дляциклического или ударного нагружения), основные технологическиехарактеристики, включая прокаливаемость сталей и их склонность котпускной хрупкости.
В марочниках также даются рекомендации наиболеетипичного применения каждой стали и возможные её аналоги-заменители,что помогает пользователю точно сориентироваться при выборе материаладля заданной детали. При выборе стали вполне может быть учтён и такойважный аспект задания как характер производства детали (массовое,крупносерийное или единичное), который прямо связан с ценой7применяемого материала. Важные ориентиры при таком выборе – этоподбор стали с менее дефицитными легирующими элементами, а также ссоответствующим качеством её выплавки.
Таким образом, марочникисодержат все основные сведения о конструкционных и инструментальныхматериалах, которые необходимы для решения большинства инженерныхзадач, а значит и для выполнения предлагаемого домашнего задания.Работа с «Марочником» подробно разобрана на условном примере в«Методических рекомендациях по выполнению домашнего задания»,представленных в настоящем Учебном пособии.Таким образом, выполнение предлагаемого домашнего задания,связанногосрешениемтипичнойинженернойзадачи,должноспособствовать формированию у студента инженерного мышления,развивать аналитический подход и умение применять в комплексе знания,полученные при изучении смежных базовых инженерных дисциплин.81.
КОМПЛЕКТ ЗАДАНИЙЗадание МД - 1 (а – д). Пользуясь «Марочником сталей и сплавов»,выбрать марку стали для изготовления зубчатого колеса редуктора ручнойстроительной лебёдки (рис.1.1). Производство лебёдок серийное.При выборе стали использовать данные согласно выданномуварианту домашнего задания (табл.1.1): основные размеры зубчатогоколеса, твердость поверхности зубьев HRC, глубина упрочненного слояΔh, твёрдость сердцевины НВ в указанных пределах.Обосновать сделанный выбор стали, рекомендовать упрочняющуюобработку зубчатого колеса, которая обеспечит его работоспособность впредлагаемых условиях.абРис.
1.1. Зубчатое колесо редуктора ручной строительной лебедки:а – общий вид зубчатого зацепления; б – эскиз зубчатого колесаИсходные данныеТаблица 1.1ВариантD, ммd, ммs, ммΔh, ммHRCHBа35052351.0 – 1.259 – 63160 – 175б25040280.8 – 1.056 – 60150 – 155в27045300.7 – 0.858 – 61148 – 160г45075501.2 – 1.459 – 60270 – 290д700130851.6 – 1.858 – 62280 – 3009Задание МД - 2 (а – д). Пользуясь «Марочником сталей и сплавов»,выбрать марку стали для изготовления шлицевого вала привода рулевогоуправленияавтомобиля(рис.1.2).Производствоавтомобилейкрупносерийное.При выборе стали использовать данные согласно выданномуварианту домашнего задания (табл.1.2): основные размеры шлицевоговала, твердость шлицевой поверхности HRC в указанных пределах, пределтекучести сердцевины σ0,2 (не менее).Обосновать сделанный выбор стали, рекомендовать упрочняющуюобработку шлицевого вала, которая обеспечит его работоспособность впредлагаемых условиях.абРис.
1.2. Шлицевой вал привода рулевого управления автомобиля:а – общий вид шлицевого соединения; б – эскиз шлицевого валаИсходные данныеТаблица 1.2ВариантD, ммL, ммHRCσ0,2, МПаа4045050 – 52800б3731050 – 54950в5580050 – 56920г2832055 – 57750д4035050 – 5385010Задание МД - 3 (а – д). Пользуясь «Марочником сталей и сплавов»,выбрать марку стали для изготовления высокоточного вала-шестернимеханизма перемещения рабочего стола координатно-расточного станка(рис.1.3).
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
