- •1. Этапы
- •История инженерной деятельности ( (этапы и стратегии развития металлорежущих станков)
- •Часть 1 философские аспекты инженерного труда 7
- •Раздел 1 законы строения и развития техники 7
- •Раздел 2 структура и функции инженерной деятельности 11
- •Введение
- •Часть 1 философские аспекты инженерного труда Раздел 1 законы строения и развития техники
- •1.1 Закон прогрессивной эволюции техники.
- •Вопросы для самоанализа.
- •1.2 Закон соответствия между функцией и структурой
- •1.3 Закон стадийного развития техники
- •1.4 Использование других законов техники
- •1.5 О роли красоты в инженерном творчестве
- •Раздел 2 структура и функции инженерной деятельности
- •2.1 Философские мотивы развития инженерной деятельности
- •2.2 Внутренние (технологические) функции инженерной деятельности:
- •2.2.1 Изобретательство. Методы инженерного творчества
- •2.2.2 Исследовательская функция
- •2.2.3 Конструкторская функция
- •2.2.4 Функция проектирования
- •2.2.5 Технологическая функция.
- •2.2.6 Функция регулирования производства.
- •2.2.7 Функция эксплуатации и ремонта оборудования.
- •2.2.8 Функция системного проектирования.
- •Часть 2 Технология машиностроения как теоретическая основа станкостроения Раздел 3 роль технологии машиностроения в истории инженерной деятельности
- •3.1 Терминология раздела, история формирования
- •Вопросы для самоанализа
- •1. Какая технология является самой древней в истории человечества?
- •Подсказки для студентов. (Зарождение технологий. История металлургии)
- •Какие характеристики материалов играют важнейшую роль в смене эпох в истории человечества?
- •Почему бронза и железные сплавы играют основную роль в истории?
- •4.2 Металлорежущие станки. Развитие и усовершенствование.
- •Вопросы для самоанализа.
- •Резюме.
- •Подсказки для студентов.
- •4.3 Токарные станки. Их роль и место в истории инженерной деятельности
- •4.3.1 Краткий экскурс в историю
- •Развитие токарного станка
- •4.3.2 Истоки и причины модификации токарных станков
- •4.3.2.1 Возникновение и развитие лучкового токарного станка
- •4.3.2.2 Станки, приводимые в действие с помощью деревянной
- •4.3.2.3 Отделение привода от станка; станки с маховиками;
- •Вопросы для самоанализа
- •Раздел 5 тенденции развития станкостроения
- •5.1 Краткий экскурс в историю обработки резанием
- •Вопросы для самоанализа.
- •5.2 Классификация металлорежущих станков
- •Раздел 6 архаичные мотивы в станкостроении в иллюстрациях
- •6.1. Станки - монстры прошлого века
- •6.2. Выводы и перспективы изменения стратегий станкостроения.
- •Раздел 7 тенденции развития современных станков
- •7.1. Технологические мотивы формирования стратегий станкостроения.
- •7.2 Внедрение электропривода в машиностроении
- •7.3 Развитие науки о металлообработке
- •Раздел 8 стратегии развития металлорежущих станков
- •8.1 Анализ путей и стратегий станкостроения
- •8.2 Иллюстрации к этапам развития металлорежущих станков
- •8.3 Реализация стратегий в иллюстрациях (на примере станков компании goodway, Тайвань
- •Токарно-фрезерные оц goodway
- •Часть 4 Перспективные направления инженерного дела Раздел 9 сущность и содержание современной научно-технической революции и ее влияние на развитие инженерного дела
- •9.1. Проблематика раздела
- •9.2 Историческая справка
- •9.3. Актуальность и сущность нтр
- •9.4 Сущность перемен при нтр
- •Раздел 10. Прогноз ведущих направлений развития материаловедения функциональных материалов
- •10.1 Идеология прогноза.
- •10.2 Оценка влияний нанотехнологий на экономику
- •10.3 Прогнозные материалы развития материаловедения
- •10.4 Прогнозні матеріали развитку матеріалознавства (переклад)
- •Раздел 11 тенденции развития современного материаловедения
- •11.1 Обзор состояния нанонауки и нанотехнологии в мире и в Украине.
- •11.2 Проблемы, сдерживающие развитие и реализацию нанотехнологий в Украине
- •11.3 Минимальные необходимые меры для реализации нанотехнологий в Украине
- •11.4 Общество Макса Планка – «Белая книга»
- •11.5 Порошковая металургия (пм). Роль пм в нтр.
- •Раздел 12 компьютеризация и ее роль в станкостроении
- •Вопросы для текущего контроля знаний по дисциплине иид
- •Ответы на вопросы для текущего контроля знаний по дисциплине иид
- •1. Укажите наиболее древний метод обработки материалов
- •2. Укажите наиболее современный метод обработки материалов
- •3. Какой метод обработки резанием является наиболее древним
- •4. Какой метод обработки резанием является наиболее современным
- •5. Когда и в связи с какой задачей появились металлорежущие станки
- •6. Из каких металлов впервые изготавливали детали, применяя токарную обработку
- •7. Появление какой детали (узла) в конструкции станка означало создание металлорежущего станка
- •8. Какая деталь (узел) токарного станка является наиболее древней
- •9. Какая деталь (узел) токарного станка является наиболее современной
- •10. Какая деталь (узел) сверлильного станка является наиболее древней
- •11. Какая деталь (узел) сверлильного станка является наиболее современной
- •Библиографический список
- •Книга 2-х, 3-х авторов;
- •Книга под заглавием;
- •Статья из журналов (1 ,2,3-х автора ) :
11.5 Порошковая металургия (пм). Роль пм в нтр.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Порошковая металлургия зародилась в начале прошлого века. В 1827 г. П. Г. Соболевский и В. В. Любарский разработали и реализовали в промышленных масштабах метод производства платиновых порошков и компактных платиновых изделий на их основе; в этом же году П. Г. Соболевский опубликовал первую в мире научную работу по порошковой металлургии. Однако только в 50-х годах XX в. были выполнены первые фундаментальные исследования, посвященные теоретическим аспектам порошковой металлургии, и в первую очередь теории процессов твердофазного спекания и спекания в присутствии жидкой фазы. В это же время появились первые многочисленные исследования по теоретическим основам технологических схем производства металлических и неметаллических порошков, а также формования из них пресс- заготовок, предназначенных для последующего спекания.
Развитие порошковой металлургии обусловило коренные прогрессивные сдвиги в промышленном производстве и производительности труда, открыло пути к созданию объектов новой техники, предназначенной для использования в экстремальных условиях (при высоких и сверхвысоких температурах, давлениях и скоростях, в условиях радиационного воздействия) и в различных устройствах микроминиатюризованных систем управления, контроля, связи и других систем.
В последние годы в порошковой металлургии получило развитие принципиально новое направление, связанное с производством практически беспористых изделий, малодефектных и не содержащих примесей. Широко развиваются также работы по созданию антифрикционных, фрикционных, фильтровых, уплотнительных и износостойких материалов и изделий, предназначенных для работы при очень высоких нагрузках и в широком интервале температур, при воздействии высокоагрессивных сред и в сверхвысоком вакууме. Существенное развитие (в том числе и в принципиально новых научных направлениях) получили работы в области изыскания и промышленного освоения твердых и сверхтвердых материалов.
Наряду с работами по совершенствованию технологий производства традиционных твердых сплавов ведутся фундаментальные научные исследования и осуществляется комплекс научно- технических и научно-организационных мероприятий, направленных на промышленное освоение совершенно новых инструментальных материалов на основе синтетических алмазов, алмазоподобного нитрида бора в порошках и нового сверхтвердого материала — вюртцитопо- добного нитрида бора. С помощью различных технологических схем производства получены порошки сложнолегированных сталей, сплавов на основе никеля, меди, алюминия, магния, титана и тугоплавких металлов, из которых методами изостатического горячего прессования, горячего штампования, экструзии, прокатки и пропитки жидкими металлами изготовляются беспористые изделия конструкционного назначения с уровнем прочности и пластичности, эквивалентным этим характеристикам для лучших образцов изделий, получаемых по традиционной технологии.
Рационально управляя технологическими процессами получения материалов из порошков, удается реализовать не только желаемый химический состав, но и заданную структуру материала, оптимизирующую комплекс свойств, потенциально заложенных в нем химическим составом. Достаточно назвать для примера порошковые быстрорежущие стали, жаропрочные сплавы, сверхтвердые ударостойкие инструментальные материалы, кованые стали и сплавы конструкционного назначения, прокат. Благодаря управляемому процессу структурообразования можно получить порошковые изделия из малоде- формирующихся материалов, обладающие сверхпластичностью, высоким коэффициентом вязкого разрушения и другими необходимыми свойствами. Это пластичные мартенситно-стареющие стали с пределом прочности выше 2000 МПа (200 кгс/мм2), тяжелые сплавы на основе вольфрама с пределом прочности выше 1500 МПа (150 кгс/мм2) при удлинении более 12%, а также ряд дисперсионно-твердеющих и дисперсно- упрочненных сплавов на основе черных и цветных металлов.
С помощью методов порошковой металлургии создан класс новых материалов — композиционные: электротехнического назначения, магнитно-твердые с уникальными магнитными характеристиками, дисперсно-упрочненные на основе алюминия (САП) и никеля (ТД-никель), фрикционные и антифрикционные, с металлической или неметаллической матрицей и дисперсной фазой в виде упрочняющих частиц, нитевидных кристаллов, волокон и армирующих тканей из высокомодульных материалов (также являющихся продукцией порошковой металлургии). На основе композиционных материалов выпускают изделия с особыми характеристиками: псевдосплавные электроконтакты, уплотнения, фильтры и др.
Многие материалы порошковой металлургии обладают такими свойствами, которые принципиально не могут быть достигнуты с помощью традиционной технологии металлургического производства, например твердые сплавы (карбидовольфрамовый и карбидотитановольфрамовый на кобальтовой связке, которые литьем получить невозможно, и др.). Внедрение инструментальных твердых сплавов в машиностроение, в горнодобывающую и другие отрасли промышленности обеспечило революционные сдвиги в практике производства. Развитие промышленного производства порошков обусловило существенный прогресс в электросварочной технике, в технологиях гетерогенного катализа, в производстве смесевых топлив для ракетной техники.
Основные преимущества методов порошковой металлургии перед традиционной технологией металлургического производства состоят в минимальных потерях материалов (экономия до 1,5—2 тыс. т на 1 тыс. т изделий), упрощении и сокращении числа технологических операций,
которые могут быть сосредоточены в рамках одного производства, существенном уменьшении требуемого парка станочного оборудования (до 300—350 единиц на 1 тыс. т изделий), возможностях максимальной автоматизации технологических процессов и повышения производительности труда, а также в значительной экономии энергии и более широких перспективах решения проблем окружающей среды. Поэтому при переходе от традиционных технологий металлургического производства к методам порошковой металлургии практически по любому виду промышленной продукции обеспечивается эффект экономии исходных материалов в соотношении примерно 1 : 2, 1 : 3. Однако этот эффект в народном хозяйстве ощутимо проявится только тогда, когда масштабы выпуска материалов и изделий теми и другими методами станут соизмеримыми.
Порошковая металлургия пока не располагает технологиями производства, которые с техникоэкономической точки зрения были бы приемлемыми для выпуска материалов и изделий в масштабах миллионов тонн. Эта проблема еще ожидает своего решения. Вместе с тем косвенно достижению подобного по масштабности эффекта экономии металла в стране может способствовать расширение объема выпуска порошковых материалов для защитных покрытий, в два-три раза продлевающих срок службы металлоизделий и металлоконструкций. Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981 —1985 годы и на период до 1990 года, утвержденными XXVI съездом КПСС, для получения изделий с повышенной износостойкостью, долговечностью, коррозионной стойкостью, а также для снижения трудоемкости и металлоемкости машин и механизмов предусмотрено увеличение производства металлического порошка в 3 раза.
Используя некоторые порошковые материалы в качестве катализаторов или прямых реагентов, можно будет наиболее эффективно проводить химическое аккумулирование солнечной энергии в продуктах парогазовой конверсии в смесях водорода с оксидом углерода или чистого водорода. Это тем более важно, что уже в настоящее время перед человечеством встает глобальная проблема постепенного исчерпания энергетических и материальных ресурсов Земли, а значит — острая необходимость их экономичного
расходования или замены. Предстоит большой объем научных разработок в области изыскания материалов порошковой металлургии для атомных реакторов на быстрых нейтронах и для будущих энергетических установок термоядерного синтеза, где эти материалы будут, видимо, особенно перспективными.
Неуклонно развивающаяся порошковая металлургия вовлекает в свою орбиту широкие круги ученых, инженерно-технических работников, рабочих производства различных отраслей техники, в которых используются материалы и изделия порошковой металлургии. К теоретической разработке проблем порошковой металлургии все шире и шире привлекаются специалисты смежных областей точных наук и материаловедения. Прогресс в порошковой металлургии и ее потенциал органически связаны с развитием физики твердого тела и физической химии, механики материалов и конструкций. Эти фундаментальные науки являются основой изучения процессов и рационального построения технологических схем производства материалов и изделий порошковой металлургии.
Успешное развитие любой отрасли науки, а особенно стыковой, возможно только при четко установленной терминологии, без которой всегда затруднены необходимый обмен информацией, понимание научно-технической литературы, формулировка понятий и т. п. В порошковой металлургии такая единая терминология пока не выработана.