Упрочнение и восстановление деталей машин

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Российский государственный профессионально-педагогический университет»
Машиностроительный институт
Кафедра сварочного производства и методики профессионального обучения
УТВЕРЖДАЮ:
Проректор по образованию
_________В.Я. Шевченко
«___»______________2014г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ДИСЦИПЛИНЫ
«УПРОЧНЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МАШИН»
для студентов всех форм обучения
специальности 050501.65 Профессиональное обучение (машиностроение
и технологическое оборудование) (030500.08)
специализации «Технологии и технологический менеджмент в сварочном
производстве» (030504.08)
Екатеринбург 2014
Рабочая программа дисциплины «Упрочнение и восстановление
деталей машин». Екатеринбург, ФГАОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед.
университет», 2014. 12 с.
Настоящая программа составлена в полном соответствии с
Государственным образовательным стандартом специальности 050501.65
Профессиональное обучение (по отраслям) (030500.08)
Составитель: доц., канд. техн. наук Л.Т. Плаксина
Одобрена на заседании кафедры сварочного производства и методики
профессионального обучения МаИ РГППУ. Протокол от 6 марта 2014 г. № 8
Заведующая кафедрой СП
________________ М. А. Федулова
Рекомендована
к
печати
методической
комиссией
Машиностроительного института РГППУ. Протокол от 12 марта 2014 г. № 7
Председатель методической комиссии МаИ
МаИ РГППУ
______________ Ю.И.Категоренко
© ФГАОУ ВПО «Российский
государственный
профессионально-педагогический
университет», 2014
© Л.Т. Плаксина
2
Введение
В современном машиностроении большинство деталей машин выходит
из строя вследствие износа и разупрочнения. Для восстановления и
упрочнения изношенных поверхностей в настоящее время
разработано
большое количество прогрессивных технологий. К наиболее рациональным
методам упрочнения и восстановления размеров изнашивающихся деталей
относятся различные способы наплавки, напыление, химико-термическая
обработка, лазерная обработка, электроискровое легирование и др.
В соответствии с современными требованиями курс «Упрочнение и
восстановление деталей машин» как научная дисциплина должен развиваться
в направлении изучения прогрессивных технологий восстановления и
методов упрочнения деталей машин. Будущий педагог профессионального
обучения или мастер ПО и организатор сварочного производства должен
уметь выбирать экономно-легированные материалы и способы упрочнения.
Изучаемая дисциплина является одной из приоритетных дисциплин
специалитета для специализаций Технологии и технологический менеджмент
в
сварочном
производстве
(030504.08)
и
Эксплуатация
и
ремонт
автомобильного транспорта (030501.15). Знания, полученные по этой
дисциплине,
далее
будут
применяться
в
курсовом
и
дипломном
проектировании, при прохождении практик на предприятиях и в учебных
заведениях.
Основной целью курса «Упрочнение и восстановление деталей машин»
является изучение основных видов разрушения деталей машин, способов
восстановления и их упрочнения, получение практических навыков и умений
в выборе экономно-легированных материалов и способов упрочнения при
изготовлении сварных конструкций и повышении их работоспособности.
Задачами изучения курса «Упрочнение и восстановление деталей
машин»
являются
овладение
студентами
теоретическими
основами
разрушения и изнашивания материалов в сложных условиях эксплуатации,
умение определить ведущий механизм изнашивания, выбрать экономно3
легированный материал для восстановления и способ восстановления и
упрочнения.
В
соответствии
восстановление
отраслевой
с
деталей
подготовки,
учебным
машин»
планом,
курсу
предшествует
таких
как
«Упрочнение
изучение
«Теоретическая
и
дисциплин
механика»,
«Сопротивление материалов». «Детали машин», «Материаловедение и
технология конструкционных материалов», дисциплин специализации –
«Сварные конструкции», «Технология и оборудование сварки» и др.
Таблица 1 - Виды и объем учебной работы, график изучения дисциплины
Объем учебной работы, перечень и срок
контрольных мероприятий
1. Виды и объем учебной работы, в ч.
1.1. Общая трудоемкость дисциплины
1.2. Аудиторные занятия
1.2.1. Лекции
1.2.2. Практические занятия
1.2.3. Лабораторные работы
1.3. Самостоятельная работа
1.3.1. Курсовой проект
1.3.2. Контрольная работа
1.3.3. Расчетно-графическая работа
1.3.4. Реферат
1.3.5. Другие виды самостоятельной
работы
2. График изучения дисциплины
Курс
Семестр
Экзамен (семестр)
Курсовой проект
Зачет (семестр)
Контрольная работа (семестр)
4
Очная
100
44
30
6
8
56
-
Форма обучения
Заочная с
Заочная с
полным
сокращенны
сроком
м сроком
24
17
15
100
14
10
2
2
86
22
17
47
100
12
4
4
4
88
26
17
45
V
9
9
9
V
9,10
10
10
III
6,7
7
7
Введение. Основы трибологии
1. Методы упрочнения
1.1. Абразивное изнашивание
1.2. Износостойкие материалы
2. Методы поверхностного
упрочнения
2.1. Электродуговая наплавка
2.2. Способы наплавки без
применения сварочной дуги
2.3.Напыление: сущность и
разновидности
2.4. Другие методы
упрочнения
Обработка упрочненных
поверхностей
3.Хрупкие и усталостные
разрушения
3.1. Хрупкие разрушения
3.2. Усталостные разрушения
4. Выбор методов упрочнения
ИТОГО: по видам занятий
2
4
2
2
18
Лабораторные
занятия
Лекции
Наименование темы (раздела)
дисциплины
Практические занятия
Таблица 2 – Тематический план изучения дисциплины
2
4
8
6
4
4
2
2
4
2
2
2
30
ВСЕГО: по дисциплине
6
8
44
2. Содержание тем (разделов) дисциплины
2.1. Введение
Значение курса «Упрочнение и восстановление деталей машин» для
подготовки специалистов сварочного производства и ремонта
автомобильного транспорта. Основы трибологии: основные понятия
5
трибологии: виды изнашивания. Требования, предъявляемые к материалам,
способным успешно сопротивляться различным видам изнашивания.
2.2. Методы упрочнения.
2.2.1. Абразивное изнашивание.
Современное представление об абразивном изнашивании. Основные
критерии количественной оценки износа. Влияние состава и внешних
факторов на износостойкость в абразивной среде. Влияние состава и
структурного состояния материалов на износостойкость в абразивной среде.
2.2.2. Износостойкие материалы.
Кавитационно- и эрозионностойкие, коррозионно- и жаростойкие
материалы. Материалы для условия трения «металл по металлу».
Процесс кавитации и эрозии. Окислительное изнашивание. Изнашивание
при «трении качения» и трении «скольжения».
2.3. Методы поверхностного упрочнения.
2.3.1. Электродуговая наплавка.
Основные способы наплавки:
- плавящимися штучными электродами;
- неплавящимися электродами;
- плавящимся электродом в защитных газах;
- автоматическая под слоем флюса;
- плазменная.
Сравнительные характеристики способов наплавки, область их
применения. Оборудование и технология дуговой наплавки.
2.3.2. Способы наплавки без применения сварочной дуги:
электрошлаковая, лучевая, электроконтактная, индукционная, газовая,
наплавка пропиткой композиционных сплавов. Сущность приведенных
способов наплавки, их достоинства и недостатки. Область применения.
Основные наплавочные материалы.
2.3.3.Напыление: сущность и разновидности.
6
Технология газотермического напыления. Газотермические покрытия,
классификации методов газотермического напыления, напыляемый
материал.
Газопламенное напыление. Особенности подачи напыляемого материала в
зону термического диспергирования в зависимости от его компактного
состояния.
Электродуговое напыление. Технология и оборудование электродугового
газотермического напыления.
Плазменное напыление. Параметры, напыляемые материалы, плазменное
газотермическое оборудование.
Высокочастотное плазменное напыление. Технологические особенности.
Детонационное напыление. Технология и параметры. Порошки для
детонационного напыления. Область применения детонационных покрытий.
2.3.4. Другие методы упрочнения.
Гальванические и диффузионные покрытия, электроискровое
легирование, поверхностная закалка, поверхностное пластическое
деформирование. Физическая сущность, преимущества и недостатки, область
применения.
2.3.5. Обработка упрочненных поверхностей:
- резанием;
- шлифованием;
- электроконтактная;
- электрохимическая;
- - плазменно-механическая.
Физическая сущность, применяемое оборудование и инструмент. Область
применения.
2.4. Хрупкие и усталостные разрушения.
Понятия хрупкого и усталостного разрушения. Факторы, приводящие к
хрупким разрушениям. Факторы, влияющие на усталостную прочность
сталей. Влияние методов упрочнения на усталостную прочность.
7
2.5. Выбор методов упрочнения.
Принцип смены механизма изнашивания. Выбор толщины упрочненного
слоя. Сочетание методов упрочнения с конструкторскими решениями по
повышению износостойкости. Влияние трудоемкости механической
обработки на выбор методов упрочнения.
Технологии материалов и методов восстановления и упрочнения.
Таблица 3 – Лабораторный практикум
Наименование
темы (раздела)
дисциплины
Различные
технологии и
оборудование для
восстановления и
упрочнения
деталей машин
Наименование лабораторных работ
Упрочнение и восстановление плоских поверхностей
деталей машин электродуговой наплавкой
Упрочнение и восстановление цилиндрических
поверхностей деталей машин электродуговой наплавкой
Упрочнение и восстановление изношенных
поверхностей деталей машин газопламенной
металлизацией
Испытание упрочненных поверхностей деталей машин
на износостойкость по методу Бриннеля - Хауорта
Определение технико-экономических показателей
автоматической наплавки под флюсом в зависимости от
параметров режима
Определение технологических параметров
автоматической наплавки в углекислом газе в
зависимости от параметров режима сварки
Влияние параметров режима наплавки на
геометрические размеры формы наплавленного валика
металла
Данный перечень относится к процессу обучения студентов дневного
отделения. Для студентов заочной формы обучения 3,5 года и 5,4года
проводится лабораторная работа «Упрочнение и восстановление плоских
поверхностей деталей машин электродуговой наплавкой».
4. Перечень практических занятий
8
4.1 Изучение устройства машин для испытания на абразивный износ.
4.2 Расчет порошковой проволоки для полуавтоматической и
автоматической наплавки.
4.3 Определение схемы изнашивания и вида разрушения для деталей,
работающих в конкретных условиях эксплуатации.
4.4 Технология и оборудование точечной контактной сварки с
использованием аппарата Сar Spotter 9000.
4.5 Технология и оборудование приварки винтов, шайб, гвоздей, заклепок
к листовому металлу и правки вогнутостей обратным молотком.
5. Самостоятельная работа
Самостоятельная работа студентов является внеаудиторной работой. Ее
цель – закрепление приобретенных на лекциях знаний теоретических основ
материала, углубленного изучения студентами дисциплины с помощью
учебных пособий и справочной литературы. Самостоятельная работа
включает в себя:
- выполнение контрольной работы для студентов заочной формы
обучения;
- разработку рефератов для студентов всех форм обучения.
Тема реферата и контрольной работы выдается преподавателем в
соответствии с индивидуальным заданием.
9
Литература
Основная
2. Виноградов В.М., Черепахин А.А., Шпунькин Н.Ф. Основы
сварочного производства: учеб. пособие. - М.: Академия, 2010. - 272 c.
Пожидаева
С.П.
Основы
производства:
Материаловедение
и
производство металлов: учеб. пособие. - М.: Академия, 2010. - 240 c.
4.
Арзамасов
В.Б.,
Волчков
А.Н.,
В.А.Головин
В.А.
и
др.
Материаловедение и технология конструкционных материалов / Под ред.
В.Б. Арзамасова, А.А. Черепахина. - М.: Академия, 2010. - 448 c.
Чернышов Г.Г. Технология электрической сварки плавлением. - М.:
Академия, 2010. - 448 c.
Чернышов Г.Г. Материалы и оборудование для сварки плавлением и
термической резки: учеб. пособие: - М.: Академия, 2010. - 224 c.
Милютин В.С., Катаев Р.Ф. Источники питания и оборудование для
электрической сварки плавлением. - М.: Академия, 2010. - 368 c.
Дополнительная
Милютин В.С., Шалимов М.П., Шанчуров С.М. Источники питания
для сварки. Учебник. - М.: Айрис-пресс, 2006.
Сварка, наплавка, контроль: в 2-х томах, под. ред. Алешина Н.П. -М.:
изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2005.
Чернышов Г.Г. Технология электрической сварки плавлением. - М.:
Издательский центр «Академия» 2006.
Пейсахов В.М. Материаловедение и технология конструкционных
материалов. Учебник для вузов. ‒ СПб: Издательство Михайлова В.А. , 2005.
‒ 410 с.
10
Коротков В.А. Методы повышения износостойкости деталей машин.
Учебное пособие. – Нижний Тагил: НТИ ГОУ ВПО «УГТУ – УПИ», 2004. –
89 с.
Поляк С.М. Технология упрочнения. В 2-ух томах. - М.: «ЛВМ –
СКРИПТ», - Машиностроение, 1995. 1 т. – 832 с. 2 т. – 688 с.
Справочник по наплавке. / И.А. Толстов, В.А. Коротков – Челябинск:
Металлургия, 1990. – 384 с.
Хасуи А, Моригаки О. Наплавка и напыление. Пер с яп. В.Н. Попова:
Под ред. В.С. Степина, Н.Г. Шестеркина – М.: Машиностроение,1985.–240с.
Молодых Н.В.. Зенкин А.С. Восстановление деталей машин.
Справочник. – М.: Машиностроение, 1989. – 480 с.
Коротков В.А. Восстановление и упрочнение деталей и инструментов
плазменными технологиями. – Челябинск: Металл, 1983. – 144 с.
11
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины
«Упрочнение и восстановление деталей машин»
Подписано в печать
Формат 60х84/16. Бумага для множ. аппаратов.
12
Печать плоская. Усл.печ.л. Уч.-изд.л. Тираж
экз. Заказ
ФГАОУ
ВПО
«Российский
государственный
профессиональнопедагогический университет». Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.
Ризограф ФГАОУ ВПО РГППУ. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.
13