1 Министерство образования и науки РФ Федеральное

Министерство образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Орловский государственный университет»
Кафедра технологии и предпринимательства
С.А. Серяков
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И
ТЕХНОЛОГИЯ
КОНСТРУКЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Программа
курса
для
студентов
вузов,
обучающихся
по
направлению подготовки 050500 «Технологическое образование»
(специальность: 050502 «Технология и предпринимательство» со
специализациями:
жилья»
и
Строительство
«Крестьянская
и
усадьба
хозяйство)»)
Орел – 2008
ремонт
и
индивидуального
семья (крестьянское
2
3
Программа
составлена
в
соответствии
с
Государственным
образовательным стандартом высшего профессионального образования по
специальности
050502
«Технология
и
предпринимательство»,
утвержденным зам. Министра образования и науки РФ А.Г. Свинаренко
31.01.2005 г. (номер государственной регистрации 664 пед/сп).
Извлечение
из
п. 4
«Требований
к
обязательному
минимуму
содержания основной образовательной программы подготовки учителя
технологии
и
предпринимательства
по
специальности 050502 –
«Технология и предпринимательство»
ДПП.Ф. 03 «Технологические дисциплины»
Основные понятия о материалах, их строению, свойствами, термической
обработке и областях
применения. Исторический обзор применения
материалов. Вклад отечественных учёных в развитии материаловедения.
Классификация материалов. Металлические и неметаллические материалы.
Чёрные, цветные материалы и их сплавы. Основные свойства материалов.
Физические,
химические,
технологические
и
механические
свойства.
Строение металлических материалов. Кристаллизация. Кристаллические
решётки. Фазы в сплавах. Диаграммы состояния сплавов. Диаграмма железоуглерод. Основные параметры и виды термической обработки материалов и
сплавов.
Химико-термическая
Классификация
сплавов
и
и
термомеханическая
чугунов.
Маркировка
обработка.
сталей
чугунов.
Углеродистые и легированные стали. Серые и белые чугуны. Алюминий,
медь, титан и их сплавы. Основные свойства цветных сплавов и области
применения. Основные свойства и строение неметаллических материалов.
Пластмассы, стёкла, керамика и древесные материалы.
Обработка
конструкционных
Взаимозаменяемость
изделий.
материалов.
Допуски
Изделие
и
и
посадки.
его
качество.
Шероховатость
4
поверхностей. Основы технических измерений. Организация места и труда в
учебных мастерских. Охрана труда при обработке материалов. Ручная
обработка материалов: оборудование и инструменты, виды и методы
обработки. Технологические способы соединения металлических деталей.
Ручная обработка древесины. Соединение деталей из древесины. Общие
сведения
о
механической
обработке
материалов.
Обработка
на
металлорежущих станках: оборудование, приспособления, инструменты и
методы обработки основных видов поверхностей. Обработка на токарных,
сверлильных,
Обработка
фрезерных
на
и
шлифовальных
деревообрабатывающих
металлорежущих
станках.
Задачи
и
станках.
основные
направления автоматизации производства.
Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры технологии
и предпринимательства Орловского государственного университета
29 сентября 2008 г. протокол №2
Зав кафедрой ТП, проф.
А.А.Калекин
Программа рассмотрена и утверждена на заседании Ученого совета
факультета
технологии,
предпринимательства и
сервиса
Орловского
государственного университета (протокол №1)
Председатель, проф.
В.Н.Правдюк
Рецензенты: А.А. Калекин, проф., зав. кафедрой ТП ОГУ
В.В. Платонов, проф., зав кафедрой ПО ОГУ
5
ОБЪЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Курс
«Материаловедение
и
технология
конструкционных
материалов» предусмотрен Государственным образовательным стандартом и
учебным
планом
специальности
050502
«Технология
и
предпринимательство» утверждённым 31.01.2005 г. (номер государственной
регистрации 664 пед/сп).
Цель курса: формирование теоретических знаний по
«Материаловедение
и
технология
конструкционных
дисциплине:
материалов» -
ознакомление с различными материалами (железо, металлы, древесина,
пластмассы, клеи, порошки, резина и т.д.), с их физико-химическими
свойствами, способами изготовления и переработки, технологическими
свойствами и вариантами применения.
Требования к знаниям и умениям обучающихся:
-знать основные свойства, виды и марки материалов;
-знать способы обработки и области применения материалов;
-знать
типовые
инструменты,
оборудование
и
оснастку
для
обработки материалов;
-знать
основы
безопасности
и
организации
труда
в
учебных
мастерских;
-уметь
организовать
экономически
выгодную
производственную
деятельность и предпринимательство в учебных мастерских;
-знать
основные
стандартизации.
принципы
взаимозаменяемости
и
положения
6
Курс «Материаловедение
и
технология
конструкционных
материалов» включает основные разделы:
1. Металловедение
2. Неметаллические материалы
3.Технология обработки древесины
4.Технология обработки конструкционных материалов
Формы контроля - зачет по
итоговый
экзамен
по
результатам
работы
в
семестре
и
дисциплине. Экзаменационный билет по курсу
«Материаловедение и технология конструкционных материалов» содержит
три теоретических вопроса.
Критерии оценок:
Оценка «отлично» ставится за полный правильный ответ по
трем
вопросам с использованием технической и технологической терминологии,
с приведением примеров.
Оценка «хорошо» ставится за правильный ответ по трем вопросам
экзамена с использованием общепринятой терминологии, в котором имеются
непринципиальные ошибки и неточности.
Оценка «удовлетворительно» ставится за полный
ответ
на
два
вопроса и неполный ответ на третий вопрос (или отсутствие ответа) с
использованием
общепринятой
терминологии,
в
котором
имеются
принципиальные ошибки и неточности
Оценка «неудовлетворительно» ставится за ответ на один вопрос или
отсутствие какого-либо ответа на все вопросы
7
ПРОГРАММА
1. Физико-химические основы металловедения
Кристаллическое
строение
металлов.
Дефекты
кристаллических
решеток. Точечные дефекты. Линейные дефекты. Поверхностные дефекты.
Диффузия. Кристаллизация металлов и сплавов.
Основы теории сплавов. Диаграммы состояния сплавов. Фазовые
превращения в железоуглеродистых сплавах.
Механические свойства материалов и методы их контроля. Влияние
примесей на свойства сталей.
2. Конструкционные материалы
Металлические
конструкционные
материалы.
Черные
металлы
и
сплавы.
Классификация
Маркировка.
сталей.
Сортамент
Влияние
проката.
присадок
на
Применяемость
свойства
стали.
углеродистых
и
легированных сталей. Сталь инструментальная.
Классификация чугунов. Характеристика. Маркировка и применяемость.
Чугуны: белый, серый, ковкий и модифицированный.
Цветные металлы и сплавы. Сплавы на основе меди, алюминия. Марки,
свойства и применяемость. Сплавы с особыми свойствами.
Твёрдые
сплавы.
Спечённые
и
наплавочные
твёрдые
сплавы.
Минералокерамика. Марки и применяемость.
Неметаллические материалы. Полимеры натуральные и искусственные.
Пластмассы: типы, свойства, марки, применимость. Резина. Природные
материалы. Абразивные материалы: виды, маркировка, применимость.
Лакокрасочные материалы. Эмали, краски, грунтовки, шпатлёвки, лаки.
Адгезия. Растворители.
8
3. Основы термической и химико-термической обработки сталей
Фазовые превращения в сталях при нагреве. Фазовые превращения в
сталях
при
термической
охлаждении.
Основные
обработки. Примеры
виды
термической
термической
и
и
химико-
химико-термической
обработки.
4. Производство металлов и сплавов
Производство чугуна. Производство стали.
5. Технология обработки металлов
5.1 Слесарная обработка
Место слесарных операций в техпроцессе. Виды слесарных работ.
Рабочее место слесаря. Рихтовка (правка) металла. Разделительные операции:
резка, пиление,
рубка. Гибка
листовых
и
профильных
материалов.
Опыливание, подгонка притирание. Слесарный инструмент, приспособления.
Обработка отверстий и пазов. Нарезка резьбы: способы, инструмент,
оснастка. Соединение деталей в фальц, клепание.
Отделочные операции: шлифование, полирование, шабрение.
5.2 Механическая обработка
Классификация станков. Оборудование, применяемое в школьных
мастерских. Выбор режимов резания (расчётный и табличный). Токарные
инструменты
и
приспособления.
Обработка
типовых
поверхностей.
Устройство токарного станка ТВ-6, кинематическая схема, настройка.
Нарезка резьбы на токарном станке.
5.3 Сверление
Выбор режимов обработки. Устройство сверлильного станка. Типовые
работы: сверление, зенкерование, зенкование, развёртывание.
5.4 Фрезерование
Устройство фрезерного станка. Виды фрез. Типовые операции. Оснастка,
расширяющая возможности фрезерного станка.
9
5.5 Строгание, долбление
Прошивка и протягивание.
5.6 Шлифование, заточка
5.7 Технология соединения деталей
Виды сварки. Газовая сварка
и резка. Склеивание. Подготовка
поверхности. Клеи.
5.8 Поверхностная обработка металлов
Химические
покрытия.
Гальванические
покрытия.
Полирование.
Специальные виды обработки поверхностей.
6. Технология обработки древесины
6.1 Древесина, ее свойства и древесные материалы
Строение
дерева.
Строение
и
свойства
древесины.
Физические
свойства древесины. Внешний вид. Цвет. Блеск древесины. Текстура.
Запах
древесины. Макроструктура.
Внутренние
напряжения.
Водопоглощение.
Влажность
Коробление
Плотность
древесины.
пиломатериалов.
древесины.
Усушка.
Разбухание.
Теплопроводность.
Звукопроводность. Электропроводность.
Механические свойства древесины. Прочность. Твердость. Ударная
вязкость.
Износостойкость.
металлические
крепления.
Способность
Способность
древесины
удерживать
древесины
изгибаться.
Деформативность.
Пороки древесины. Классификация лесоматериалов. Пиломатериалы
хвойных пород. Пиломатериалы лиственных пород. Измерение и приемка
пиломатериалов. Правила приема и выбора древесины. Определение
влажности
и
сушка
древесины.
Древесно-стружечные
плиты,
классификация и их свойства. Фанера, классификация и характеристика
фанеры. Ядовитые, аллергенные и биологически активные виды деревьев.
10
6.2 Ручная обработка древесины
Столярный инструмент. Приспособления. Подготовка инструмента.
Типовые операции. Прессование, склеивание. Механизация столярных работ.
6.3 Механическая обработка древесины
Оборудование,
классификация,
маркировка,
назначение,
наладка.
Инструмент, его применяемость и заточка. Особенности точения древесины,
закрепление
заготовок.
Отделка
деревянных
деталей,
инструмент
и
вспомогательные материалы.
Художественная обработка древесины. Виды художественной обработки.
Инструмент,
приспособления.
Использование
свойств
древесины
в
художественных целях.
6.4 Соединение деревянных изделий
Склеивание. Клеи, их применение и подготовка. Соединение крепёжными
деталями. Соединение без дополнительных деталей.
7. Особенности обработки некоторых конструкционных материалов
Особенности резания пластмасс. Инструмент. Соединение пластмасс:
склеивание, сварка. Резание кровельных материалов, соединение. Способы
кроя. Резка стекла. Инструмент.
8. Транспортировка, установка и хранение оборудования и оснастки
Требования охраны труда и санитарных норм при эксплуатации
оборудования. Ввод оборудования в эксплуатацию. Подготовка учебных
мастерских к работе.
11
Примерный учебно-тематический план
Наименование тем
1 Физико-химические основы металловедения
%
трудоемкости
изучения
15
2 Конструкционные материалы
15
3 Основы термической и химико-термической обработки
10
сталей
4 Производство металлов и сплавов
5
5 Технология обработки металлов
15
5.1 Слесарная обработка
5.2 Механической обработки
5.3 Сверление
5.4 Фрезерование
5.5 Строгание, долбление
5.6 Шлифование, заточка
5.7 Технология соединения деталей
5.8 Поверхностная обработка металлов
6 Технология обработки древесины
25
6.1 Древесина, ее свойства и древесные материалы
6.2 Ручная обработка древесины
6.3 Механическая обработка древесины
6.4 Соединение деревянных изделий
7 Особенности обработки некоторых конструкционных
10
материалов
8 Транспортировка, установка и хранение оборудования и
5
оснастки
ИТОГО:
100
12
Перечень практических работ
1. Изучение кристаллического строения металлов.
2. Диаграммы сплавов, образующих механическую смесь.
3. Фазовые превращения в железоуглеродистых сплавах.
4. Изучение сортамента проката металлов.
5. Инструменты для ручной обработки металлов.
6. Механическая обработка металлов.
7. Контрольно-измерительный инструмент.
8. Свойства неметаллических материалов: резина, стекло, пластмассы.
9. Древесина и ее свойства.
10. Фанера и ее свойства.
11. Древесно-стружечные плиты.
12. Инструменты для ручной обработки древесины.
13. Механическая обработка древесины.
13
Литература
Основная:
1.
Алаи С.И. и др. Практикум по материаловедению. М., Просвещение,
1997.
2.
Алаи С.И. и др. Технология конструкционных материалов. М.,
Просвещение, 1980, 1996.
3.
Барташевич А.А., Бахар Л.М. Материаловедение/ Серия
«Учебники,
учебные пособия». – Ростов н/Д: Феникс, 2004. – 352 с.
4.
Гусев К.М., Медведев Р. В. и др. Метрологическое обеспечение,
взаимозаменяемость, стандартизация. М., Машиностроение, 1999.
5.
Дойников Н.М. и др. Машиноведение. М., Учпедгиз, 1976.
6.
Макиенко Н.И. Слесарное дело с основами материаловедения. М.,
Высшая школа, 1974.
7.
Материаловедение
и
слесарное
дело:
учебное
пособие./ Ю.Т.
Чумаченко. – Изд. 2-е. – Ростов н/Д: Феникс, 2006. – 448 с.
8.
Материаловедение:
Учебник
для
студ.
Учреждений
проф.
образования/ А.А. Черепахин. – М.: Издательский центр «Академия»,
2004. – 256 с.
9.
Методические рекомендации для студентов факультета ТПС. Применение
допусков и посадок при выполнении чертежей. ОГУ, кафедра сервиса,
Орёл, 1999.
10. Самородский П.С. и др. Технология обработки конструкционных
материалов. Брянск, 1994.
11. Серяков С.А. Материаловедение
и
технология
конструкционных
материалов: Деревообработка. - Орёл: ОГУ, 2008. – 92 с.
14
12. Серяков С.А. Материаловедение
и
технология
конструкционных
материалов: Часть 1. - Орёл: ОГУ, 2008. – 84 с.
13. Серяков С.А. Материаловедение
и
технология
конструкционных
материалов: Часть 2. - Орёл: ОГУ, 2008. – 84 с.
14. Серый
И.С.
Взаимозаменяемость,
стандартизация
и
технические
измерения. М., Агропромиздат, 1987.
15. Справочник металлиста. Под редакцией Н.С. Ачеркана. М., Матгиз, 1957;
М., Машиностроение, 1993.
16. Чумак
Н.Г
Материалы
и
технология
машиностроения.
М.,
Машиностроение, 1979.
Дополнительная:
1.Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Издание 4-е,
книга 1, М., Машиностроение, 1974.
2.Артинов В.А и др. Резание металлов и металлорежущий инструмент.
Издание 2-е. М., Машиностроение, 1976.
3.Н.Вальдгард С.Л. Молодым рабочим о станках. М., Машиностроение, 1972.
4.Допуски и посадки. Справочник в 2-х частях. (Палей М.А., Романов А.Б. и
др.) Л., Политехника, 1991.
5.Зайцев Б.Г. Справочник молодого токаря. М., Высшая школа, 1979.
6.Хворостов А.С. Мастерим вместе с папой. М., Просвещение, 1991.
7.Шишкин М.Ф. Метрология, стандартизация, управление качеством. М.,
Издательство стандартов, 1990.
8.Штерн X.А. Столярно-плотничные работы. М., Стройиздат, 1992.