ТКМ Григорьев_2012 - Высшая школа экономики

Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Московский институт электроники и математики Национального
исследовательского университета «Высшая школа экономики»
Факультет Электроники и телекоммуникаций
Программа дисциплины
Материалы электронной техники
(цикл: Технология конструкционных материалов)
для направления 210100.62 «Электроника и наноэлектроника» подготовки бакалавра
Автор программы: доц,, к.т.н. И.Ю.Григорьев, [email protected]
Одобрена на заседании кафедры электроники и наноэлектроники «___»_________2012 г.
Зав. кафедрой __________________ К.О.Петросянц
Рекомендована секцией УМС «Электроника»
Председатель [Введите И.О. Фамилия]
«___»____________ 2012 г.
Утверждена УС факультета электроники и телекоммуникаций «___»____________2012 г.
Ученый секретарь [Введите И.О. Фамилия] ________________________ [подпись]
Москва, 2012
Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями
университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.
1. Цели и задачи дисциплины:
Целью дисциплины "Технология конструкционных материалов" является
изучение важнейших свойств, основных способов производства и обработки металлов и
неметаллических материалов, освоение студентами современных и наиболее
используемых в промышленности прогрессивных технологий формообразования
заготовок и деталей изделий электронной техники. Получение общеинженерной
технологической подготовки, которая является фундаментом для технологической
подготовки инженеров по специальности «Электронное машиностроение».
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина "Технология конструкционных материалов" относится к
вариативной части Профессионального цикла (Б 3).
Дисциплина требует наличия у студента знаний, умений и навыков, полученных в
ходе изучения дисциплин "Инженерная и компьютерная графика" (1 семестр),
"Физика" (2, 3, 4 семестры), "Химия" (1, 2 семестр), Для изучения дисциплины студент
должен обладать следующими компетенциями:

ОК-10 – Способность использовать основные законы естественнонаучных
дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического
анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования.

ОК-10 – Способностью использовать основные законы естественнонаучных
дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического
анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования.

ПК-1 – Способность представлять адекватную современному уровню знаний
научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов
естественных наук и математики.

ПК-2 – Способность выявлять естественно-научную сущность проблем,
возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения
соответствующий физико-математический аппарат

ПК-5 - Способностью владеть основными приемами обработки и представления
экспериментальных данных.

ПК-6 - Способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать
научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать
достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии.

ПК-14 - Способностью выполнять работы по технологической подготовке
производства материалов и изделий электронной техники.
Дисциплина
"Технология
конструкционных
материалов"
является
предшествующей для изучения дисциплины "Детали машин и приборов" (5 семестр),
"Технология электронного машиностроения" (6 семестр), "Вакуумная техника" (6
семестр).
2
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

ПК-5 - Способностью владеть основными приемами обработки и представления
экспериментальных данных достижения отечественной и зарубежной науки, техники
и технологии.

ПК-6 – Способность собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать
научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать
достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии.

ПК-14 - Способностью выполнять работы по технологической подготовке
производства материалов и изделий электронной техники.

ПСК-5 - Способностью владеть методиками выбора оборудования и оснастки для
проведения технологических процессов изготовления изделий электроники и
наноэлектроники,
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: номенклатуру и свойства конструкционных материалов применяемых в
электронном машиностроении, основы металлургии и технологию производства заготовок
и деталей литьем, давлением, сваркой, механической обработкой, порошковой
металлургией, физико-химическими методами размерной обработки, обработку
неметаллических материалов, используемых в изделиях электронного машиностроения.;
Уметь: обоснованно и правильно выбирать материал деталей, рациональный
способ получения заготовок, методы механической и термической обработки металлов и
сплавов в целях получения структуры и свойств, обеспечивающих высокую надежность
изделий.
Владеть: методами технологией производства материалов электронной техники.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Всего
часов /
зачетных
единиц
126 / 3,5
126 / 3,5
72 / 2
72 / 2
-
-
36 / 1
36 / 1
Семинары (С)
18 / 0.5
18 / 0.5
Лабораторные работы (ЛР)
18 / 0.5
18 / 0.5
Самостоятельная работа (всего)
18 / 0.5
18 / 0.5
-
-
18 / 0.5
18 / 0.5
Вид учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Семестры
3
Практические занятия (ПЗ)
В том числе:
Курсовой проект (работа)
3
-
-
Расчетно-графические работы
-
-
Реферат
-
-
Другие виды самостоятельной работы
-
-
-
-
36 / 1
36 / 1
126
126
3,5
3,5
Промежуточная аттестация (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость
часы
зачетные единицы
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1
Наименование
раздела
дисциплины
Введение
2
Свойства
конструкционны
х материалов
3
Основы
производства
отливок
4
Обработка
материалов
давлением
Содержание раздела
задачи и содержание дисциплины; понятие о технологии как о
рациональной совокупности методов получения материалов,
заготовок, деталей и их обработки; значение дисциплины в
подготовке инженера электронной техники.
механические свойства и конструктивная прочность металлов и
сплавов, свойства, определяемые при статическом растяжении,
методы определения твердости; свойства, определяемые при
динамических испытаниях, ударная вязкость, работа зарождения
и распространения трещин, явление хладноломкости, свойства,
определяемые при циклических нагрузках; усталостное
разрушение, виды изломов, предел выносливости;
конструктивная прочность металлов, свойства, определяющие
безотказность изделий (сопротивление металла хрупкому
внезапному разрушению – вязкость разрушения, допустимая
величина дефекта, порог хладноломкости); свойства металлов,
определяющие долговечность изделий (износостойкость,
сопротивление усталости, контактная выносливость), влияние
остаточных напряжений на свойства металлов и сплавов, пути
повышения прочности металлов.
основы металлургии чугуна, металлургия стали: конверторный,
мартеновский, электроплавильный процессы, физические и
технологические основы литейного производства;
классификация способов литья по материалу литейных форм,
литейная технологическая оснастка, литье в песчано-глинистые
формы, литье в оболочковые формы, литье по выплавляемым
моделям; специальные способы литья: литье в металлические
формы (кокили), литье под давлением, центробежное литье,
контурное литье.
механизм пластической деформации, влияние пластической
деформации на структуру и свойства металлов и сплавов,
деформационное упрочнение; нагрев при обработке материалов
давлением, холодная и горячая обработка металлов давлением;
4
5
Сварка и пайка
конструкционны
х материалов
6
Основы
обработки
материалов
резанием
7
Физикохимические
методы
размерной
обработки
Порошковая
металлургия
8
9
Обработка
неметаллически
х материалов
основы холодной и горячей объемной штамповки, горячая и
холодная высадка, холодное выдавливание и формовка, чеканка;
листовая штамповка: разделительные операции – отрезка,
вырубка, пробивка; формоизменяющие операции - гибка,
отбортовка, вытяжка; прессование металлов, виды прессования
сплошных и полых изделий, прокат металлов; волочение
металлов, роль смазок и нагрева при волочении, особенности
волочения тугоплавких металлов и сплавов
физико-химическая сущность получения сварных соединений,
классификация методов сварки; основные процессы сварки
плавлением, электродуговая сварка, классификация способов
дуговой сварки, основные физико-химические процессы газовой
сварки, электроннолучевой, сварки лучом лазера, сварки
сфокусированным световым потоком, плазменной сварки,
сравнительная характеристика различных процессов сварки
плавлением; классификация методов сварки давлением,
холодная сварка, схема и особенности образования соединения,
процессы сварки с кратковременным нагревом, ударноконденсаторная сварка, стыковая сварка, контактная точечная и
роликовая сварка, диффузионная сварка, ультразвуковая сварка,
сварка трением, сравнительная характеристика различных
процессов сварки с приложением давления; пайка металлов,
классификация методов пайки, источники нагрева при пайке,
припои, флюсы, газовые среды, особенности пайки деталей из
различных металлов и неметаллических материалов.
инструментальные материалы, их классификация, основные
характеристики и область применения, основные виды
инструментальных материалов - углеродистые, легированные и
быстрорежущие стали, металлокерамические и
минералокерамические твердые сплавы, синтетические
сверхтвердые материалы, природные алмазы, нитрид бора,
основы выбора инструментальных материалов; механические
методы обработки, геометрия режущей части инструмента,
основные движения инструмента и заготовки в процессе
резания, параметры процесса обработки, скорость резания,
подача, глубина резания; физическая сущность процесса
резания; основные понятия металлорежущего станка, узлы и
кинематика станка.
электроэрозионная обработка, способы обработки;
электрохимические методы размерной обработки; лучевые
методы размерной обработки; ультразвуковая размерная
обработка; электронно-лучевая обработка;
светолучевая размерная обработка.
основы порошковой металлургии и металлокерамики; методы
получения исходных материалов; основные технологические
операции получения деталей из порошков.
основы технологии пластмасс и стекла; формообразование
заготовок и обработка деталей из керамических материалов,
стекла, ситалла, пластмасс.
5
5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
Наименование
обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
1
Детали машин и приборов
2
Технология электронного
машиностроения
Вакуумная техника
3.
№ № разделов данной дисциплины, необходимых
для изучения обеспечиваемых дисциплин
1
2
3
4
5
6
7
8
9
+
+
+
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
Наименование раздела дисциплины
Лекц. Практ. Лаб.
зан.
зан.
п/п
Семин
СРС
Всего
1
Введение.
2
-
2
2
-
2
4
3
Свойства конструкционных
материалов
Основы производства отливок
6
-
2
8
4
Обработка материалов давлением
6
-
4
2
12
5
Сварка и пайка конструкционных
материалов
Основы обработки материалов
резанием
Физико-химические методы
размерной обработки
Порошковая металлургия
6
4
4
14
6
6
2
14
4
4
2
10
2
2
4
Обработка неметаллических
материалов
2
2
4
6
7
8
9
2
6. Лабораторный практикум
Целью занятий является экспериментальная проверка и практическое закрепление
основных положений лекционного материала.
№п/п
1.
№ раздела
дисциплины
6
2.
6
Наименование лабораторных работ
Влияние режимов резания и геометрии инструмента
на шероховатость поверхности при токарной обработке.
Влияние режимов резания и геометрии инструмента
на шероховатость поверхности при фрезеровании.
6
3.
6
4.
6
Исследование геометрических параметров и конструкций токарных
резцов
Исследование влияния геометрии инструмента и режимов резания на
деформацию конструкционных материалов.
7. Примерная тематика курсовых работ:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Основные этапы получения металлов и сплавов.
Основы порошковой металлургии.
Свойства конструкционных материалов.
Основы термической обработки металлов.
Производство заготовок способом литья.
Производство заготовок пластическим деформированием.
Основе сварки и пайка конструкционных материалов.
Механические методы формообразования поверхностей деталей.
Физико-химические методы размерной обработки.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
1. Чередниченко В.С. Материаловедение. Технология конструкционных
материалов. 3-е издание. Издательство: Омега-Л, 2006
2. Комаров А. А. Технология конструкционных материалов. Учебник Мн.: Новое
знание, 2005.
3. Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман (5-е изд.) Материаловедение и технология
металлов. рекомендовано Мин.образования.Учебник М.: Высш. школа, 2007.
б) дополнительная литература:
1. Золотых Б.Н. Физические основы электрофизических и электрохимических
методов обработки. М., МИЭМ, 1975.
2. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая
обработка цветных металлов и сплавов. - М.: «МИСИС»,1999.
3. Пейсахов А.М., Кучер А.М. - Материаловедение и технология
конструкционных материалов: учебник Издание 3. М., 2005.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
1. Комплект иллюстраций (раздаточный материал)
2. Альбом типового оборудования и технологической оснастки.
3. Плакаты и стенды.
4. Планшеты типовых деталей и инструмента.
5. Проспекты металлорежущего оборудования, технологической оснастки и
инструмента.
6. Каталоги и прейскуранты по оборудованию.
д) рекомендуемая литература для самостоятельной работы
2. Конструкционные материалы и их обработка. Под общей редакцией Н.А.
Галактионовой. М., Металлургия. 1975. М.
3. Инструментальные материалы для лезвийной и абразивной обработки деталей.
МИЭМ, 2008.
4. Назначение и область применения алмазов и синтетических сверхтвердых
материалов. М., МИЭМ, 2009.
е) учебно-методические материалы
Методические указания к лабораторным работам
7
4.
1. Влияние режимов резания и геометрии инструмента на шероховатость
поверхности при токарной обработке. М., МИЭМ, 2011.
2. Влияние режимов резания и геометрии инструмента на шероховатость
поверхности при фрезеровании. М., МИЭМ, 2011.
3. Исследование геометрических параметров и конструкций токарных резцов. М.,
МИЭМ, 2011.
4. Исследование влияния геометрии инструмента и режимов резания на
деформацию конструкционных материалов. М., МИЭМ, 2011.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Лаборатория электрофизических и электрохимических методы размерной
обработки, металлорежущее оборудование.
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
В интерактивных формах проводятся 18 часов семинарских занятий, В качестве
оценочного средства для текущего контроля успеваемости проводится описание
студентами на семинаре технологии получения разными способами заготовок и деталей
по основам пройденного на лекциях теоретического материала с последующим
обсуждением, которое проходит в форме конференции, Активность, правильность
высказываемых мнений, способность логического объяснения учитываются при
выставлении оценки курсовых работ.
Рабочая
программа
составлена
в
соответствии
с
Государственным
образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению
подготовки 210100 - Электроника и наноэлектроника.
Автор Программы: И.Ю. Григорьев, доцент, к.т.н.
8
_________________