2954
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г. Ф. Морозова»
Кадырметов А. М., В. Н. Бухтояров, Снятков Е. В.
Современные проблемы науки в области технологии машиностроения
Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки
15.04.02 «Технологические машины и оборудование»
Воронеж 2018
2
УДК 519.1:519.2:519.6:519.8:629.3
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № __ от _____________ 2018 г.)
Рецензент: доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени Петра I»
Кадырметов, А. М.
Современные проблемы науки в области технологии машиностроения [Электронный ресурс] : методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.04.02 «Технологические машины и оборудование» / А. М. Кадырметов, В. Н. Бухтояров, Е. В. Снятков; ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2018. – 16 с.
ISBN _______________
В методических указаниях представлены материалы для выполнения заданий для выполнения практических работ по дисциплине «Современные проблемы науки в области технологии машиностроения». В них содержатся основные понятия и определения, исходные данные, методика выполнения заданий, изложены требования к оформлению отчета. Методические указания предназначен для магистрантов по направлению подготовки 15.04.02 «Технологические машины и оборудование».
УДК 630.001
© Кадырметов А. М, Снятков Е. В., Бухтояров В. Н. 2018 ISBN ________________© ФГБОУ ВО «Воронежский государственный
лесотехнический университет им. Г. Ф. Морозова», 2018
3
1. ПОДГОТОВКА И ВЫПОЛНЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Самостоятельная работа студентов по дисциплине «Основы научных исследований» включает в себя подготовку к теоретическому курсу и к практическим работам.
Согласно рабочей программе общая трудоемкость дисциплины составляет 108 часов. На самостоятельную работу отводится 72 часа (табл. 1).
Изучаемые разделы дисциплины и количество часов, отводимое на самостоятельное изучение теоретического курса, представлено в таблице 2.
Таблица 1 – Объем дисциплины и виды учебной работы
Виды учебной работы |
Трудоемкость, часов |
|
|
Общая трудоемкость дисциплины |
108 |
Аудиторные занятия |
36 |
Лекции |
18 |
Практические занятия |
18 |
Лабораторные работы |
– |
Семинары |
– |
Другие виды аудиторных занятий |
– |
Самостоятельная работа |
72 |
Итоговый контроль |
зачет |
При изучении вопросов, выносимых на самостоятельное изучение, студентам необходимо подготовить ответы на контрольные вопросы. Основной информационный материал находится в учебных пособиях [1, 2], а также в дополнительных информационных источниках [3-8]. Вопросы для самостоятельного изучения к практическим работам рассмотрены в конце каждой практической работы методических указаний [7].
Вопросы составлены таким образом, что студент выбирает по одному вопросу из разделов 2-4, где предусмотрена самостоятельная работа.
Вопросы выбираются следующим образом: по номеру зачетной книжки и начальной букве фамилии студента из таблицы 3 заданий на самостоятельную работу определяются необходимые варианты. Например, номер зачетной книжки студента Иванова А. А. – 896001. Выбираем сочетание первой буквы и цифр зачетной книжки: И8, И9, И6, И0, И0, И1. Сочетание буквы «И» и цифры «0» повторяются, поэтому одно сочетание «И0», меняем на сочетание следующей
4
буквы фамилии «В», а цифру «0» оставляем. Сочетание «И8» соответствует номеру вопроса из раздела 2, «И9» – раздел 3, «И6» – раздел 4, «И0» – раздел 5, «В0» – раздел 6, «И1» – раздел 7. В итоге из раздела 2 берется вопрос № 1, раздела 3 – вопрос № 12, раздела 5 – вопрос № 13, раздела 7 – вопрос № 9, раздела 9 – вопрос № 3, раздела 11 – вопрос № 20.
Таблица 2 – Разделы дисциплины, изучаемые на аудиторных занятиях, и время, отводимое на самостоятельную работу, ч.
№ |
Разделы дисциплины |
Лекции |
ПЗ |
Сам |
|
п/п |
|||||
|
|
|
|
||
1, 2 |
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫСОКИХ |
2 |
|
|
|
|
ТЕХНОЛОГИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ |
|
|
|
|
2.1 |
Высокие технологии и научно-технический про- |
|
– |
4 |
|
|
гресс |
|
|
|
|
2.2 |
Менеджмент высоких технологий |
|
– |
4 |
|
2.3 |
Инновационный менеджмент высоких техноло- |
|
– |
4 |
|
|
гий |
|
|
|
|
3 |
НОВЫЕ НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В |
2 |
|
|
|
|
ТЕХНИКЕ |
|
|
|
|
3.1 |
Совмещенность свойств в технике |
|
– |
8 |
|
3.2 |
Системный подход |
|
2 |
10 |
|
3.3 |
Процессный подход |
|
|
6 |
|
3.4 |
Эффективность использования промышленной |
|
2 |
10 |
|
|
продукции |
|
|
|
|
4 |
НОВЫЕ НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В |
2 |
|
|
|
|
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ |
|
|
|
|
4.1 |
Конструкторско-технологическое обеспечение |
|
4 |
12 |
|
|
машиностроительного производства |
|
|
|
|
|
Управление компонентами сложной технологи- |
2 |
|
|
|
|
ческой системы |
|
|
|
|
|
Система технического контроля |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.2 |
Компьютерно-интегрированные производства |
2 |
– |
2 |
|
|
Компактное интеллектуальное производство и |
2 |
|
|
|
|
витруальная производственная корпорация |
|
|
|
|
4.3 |
Современные наукоемкие технологии в конст- |
2 |
10 |
12 |
|
|
рукторско-технологических решениях |
|
|
|
|
|
Нанотехнологии в машиностроении |
2 |
|
|
|
|
Формирование поверхностного слоя деталей |
2 |
|
|
|
|
машин наномеханической обработкой. наносбор- |
|
|
|
|
|
ка. прецизионные технологии |
|
|
|
|
|
ИТОГО часов |
18 |
18 |
72 |
|
|
ИТОГО кредитов |
0,5 |
0,5 |
2,0 |
5
Ответы на вопросы оформляются в виде реферата объемом от половины до одной страницы на каждый вопрос. В некоторых случаях допускается объем ответа в три страницы.
Таблица 3 – Варианты заданий на самостоятельную работу
Начальная |
|
|
|
Числа из зачетной книжки |
|
|
|
||||||
буква |
0 |
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
|
фамилии |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
П |
А |
1 |
8 |
9 |
|
16 |
17 |
4 |
5 |
|
12 |
13 |
20 |
Р |
Б |
2 |
7 |
10 |
|
15 |
18 |
3 |
6 |
|
11 |
14 |
19 |
С |
В |
3 |
6 |
11 |
|
14 |
19 |
2 |
7 |
|
10 |
15 |
18 |
Т |
Г |
4 |
5 |
12 |
|
13 |
20 |
1 |
8 |
|
9 |
16 |
17 |
У |
Д |
5 |
4 |
13 |
|
12 |
1 |
20 |
9 |
|
8 |
17 |
16 |
Ф |
Е |
6 |
3 |
14 |
|
11 |
2 |
19 |
10 |
|
7 |
18 |
15 |
Х |
Ж |
7 |
2 |
15 |
|
10 |
3 |
18 |
11 |
|
6 |
19 |
14 |
Ц |
З |
8 |
1 |
16 |
|
9 |
4 |
17 |
12 |
|
5 |
20 |
13 |
Ч |
И |
9 |
20 |
17 |
|
8 |
5 |
16 |
13 |
|
4 |
1 |
12 |
Ш |
К |
10 |
19 |
18 |
|
7 |
6 |
15 |
14 |
|
3 |
2 |
11 |
Щ |
Л |
11 |
18 |
19 |
|
6 |
7 |
14 |
15 |
|
2 |
3 |
10 |
Э |
М |
12 |
17 |
20 |
|
5 |
8 |
13 |
16 |
|
1 |
4 |
9 |
Ю |
Н |
13 |
16 |
1 |
|
4 |
9 |
12 |
17 |
|
20 |
5 |
8 |
Я |
О |
14 |
15 |
2 |
|
3 |
10 |
11 |
18 |
|
19 |
6 |
7 |
1.1. Вопросы для самостоятельного изучения и поиск ответов для них 1.1.1. Разделы 1, 2
1.Комплексный характер современной технологии машиностроения как научно-технической деятельности на основе соединения науки, инженерии и производства и реформирования организационных структур машиностроения на базе конструкторско-технологического обеспечения и компьютерноинтегрированного производства.
2.Высокие технологии (ВТ) и научно-технический прогресс: повышение эффективности ВТ; управление научно-техническим прогрессом (НТП); науч- но-техническая деятельность.
3.Менеджмент ВТ: проблемы, генезис, стратегия и нормативная эконо-
мика.
6
4. Инновационный менеджмент ВТ: инновации ВТ в рыночной экономике; сущность инновационного менеджмента; регулирование инновационного менеджмента; инвестиции в инновационном менеджменте.
Ответы на вопросы искать в источниках [1] на стр. 1 … 39.
1.1.2. Раздел 3
1.Совмещенность свойств в технике: принципы создания техники, совмещения, управления совмещенной технологией; методология развития свойств техники.
2.Системный подход: принцип системного подхода; методы моделирования сложных систем (физического, математического, художественного конструирования, сценарного описания систем).
3.Моделирование интегративных характеристик сложных систем (связности структуры, связности топологической, алгебраической).
4.Сложность структуры систем, аксиомы системной сложности; сложность и теория информации; устойчивость систем.
5.Процессный подход: принципы, приоритет процессов, моделирование процессного подхода (состояние систем, математическое описание).
6.Эффективность использования промышленной продукции: определение и понятия; формирование технического состояния изделия машиностроения (содержание технического состояния, его математическая модель и управление им).
7.Эксплуатационная ситуация, работоспособность, отказы, функциональная способность изделия (совмещенность свойств функционального анализа, совмещенность свойств качества функционирования).
8.Оптимизация параметров промышленной продукции (требования к системе оптимизации параметров объекта, теоретическая и экспериментальная оптимизация, методы прогнозирования при оптимизации, математическая модель оптимизации.
Ответы на вопросы искать в источниках [1] на стр. 39 … 143
7
1.1.3. Раздел 4
1.Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительного производства: методология конструкторско-технологических решений (формирование и классификация).
2.Конструкторские решения в конструкторской подготовке производства (принципы декомпозиции, модульного проектирования, равноценных и равновесных вариантов, частные принципы конструкторской подготовки производства).
3.Технологические решения в технологической подготовке производства (методология создания сложных технологических систем (ТС), принципы комплексного проектирования изделий, параллельной разработки изделий и технологии производства.
4.Принципы сквозной технологии, инверсии технологии, обеспечения надежности ТС, композиционное проектирование сложных ТС, кибернетическое проектирование и управление сложными ТС.
5.Структурный анализ сложных ТС, агрегативные модели функционирования сложных ТС, управление компонентами сложной ТС, управление степенью риска сложных ТС, эффективность управления сложными ТС.
6.Компьютерно-интегрированные производства: общая характеристика
КИП;
7.Гибкое автоматизированное производство (концепция ГАП, маркетинг
исовершенствование объекта производства ГАП, научное обслуживание процесса создания ГАП).
8.Компактное интеллектуальное производство (моделирование КИПр); виртуальная производственная корпорация (концепция).
9.Современные наукоемкие технологии в конструкторскотехнологических решениях: традиционные аналоговые технологии (способы воздействия на обрабатываемую поверхность, технологические показатели традиционных методов обработки); нетрадиционные технологии (комбинированные методы обработки, быстрое прототипирование, нанотехнологии в машиностроении, совмещенность свойств в технологии, прецизионные технологии в машиностроении).
10.Информационно-технологическое обеспечение машиностроительного производства.
8
11.Тенденции развития технологии машиностроения.
12.Факторы надежности и обеспечение высокой надежности изделий на изготовления.
13.Обратимые и необратимые процессы и их влияние на выходные параметры изделий, технологические пути обеспечения стабильности выходных параметров.
14.Субмикроскопический и микроскопический уровни изучения материалов в процессах потери их работоспособности при эксплуатации изделий.
15.Причины возникновения и технологические способы борьбы с коррозией изделий.
16.Влияние износа деталей изделий на их выходные параметры и технологические методы борьбы с износом.
17.В чем проявляется влияние высоты шероховатостей поверхностей трения и волнистости на износ.
18.Критерии и факторы при выборе материалов, конструктивного выполнения и изготовления пар трения.
19.Этапы жизненного цикла деталей с точки зрения инженерии поверх-
ности.
20.Направления развития учения инженерии поверхности деталей при изготовлении и ремонте изделий.
21.Инженерия поверхности с позиций контактного взаимодействия твер-
дых тел.
22.Роль инженерии поверхности в обеспечении надежности изделий.
23.Модели отказов при изнашивании.
24.Выбор и назначение параметров качества поверхностного слоя деталей машин.
25.Методика обеспечения качества поверхностного слоя деталей при технологической подготовке производства.
26.Обеспечение качества поверхностного слоя деталей при изготовле-
нии.
27.Сущность и задачи адаптивного управления качеством поверхностно-
го слоя.
28.Области применения электронных и нанотехнологий в машиностроении и ремонтном производстве.
9
29.Эффекты взаимодействия электронных и ионных пучков, газоразрядной плазмы с поверхностью твердого тела.
30.Ионно-лучевая обработка и ионная имплантация поверхностей тре-
ния.
31.Вакуумно-плазменное травление и нанесение пленок поверхностей
трения.
32.Вакуумное осаждение функциональных покрытий.
33.Вакуумные и плазменные твердосмазочные и износостойкие покры-
тия.
34.Наноструктурированные покрытия, стойкие к функциональным воздействиям (трению, коррозии и др.).
35.Процесс формирования равновесной шероховатости и физикомеханических свойств поверхностей пары трения.
36.Использование планирования эксперимента в исследовательских и технологических задачах восстановления и ремонта автомобилей.
37.Критерии эффективности и возможные решения при выборе способов восстановления в ремонтном производстве.
38.Факторы и критерии эффективности ремонтного производства.
39.В чем суть экономических, организационных, социальных, экологических требований в планировании и проведении капитального ремонта автомобиля?
40.Объясните связь между конкурентоспособностью и стремлением промышленных предприятий, в том числе АРЗ, использовать высокие технологии.
41.Приведите примеры и требования стандартизации и унификации при разработке конструкции изделия, обеспечивающие повышение показателей ремонтопригодности.
42.Приведите пример коэффициента преемственности на любых моделях автомобилей и требования преемственности, обеспечивающие повышение показателей ремонтопригодности.
Ответы на вопросы искать в источниках [1] на стр. 143 … 388.
10
1.2.Методические рекомендации при работе над конспектом лекций
Входе лекционных занятий вести конспектирование учебного материала.
Обращать внимание на категории, формулировки, раскрывающие содержание тех или иных явлений и процессов, научные выводы и практические рекомен-
дации. Желательно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать по-
метки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретиче-
ских положений. Необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы с целью уяснения теоретических положений, разрешения спорных ситуаций.
1.3. Методические рекомендации студентам при подготовке к практическим занятиям
В ходе подготовки к занятиям изучить основную литературу, ознако-
миться с дополнительной литературой, новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом учесть рекомендации преподавате-
ля и требования учебной программы. Дорабатывать свой конспект лекции, де-
лая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной препода-
вателем и предусмотренной учебной программой.
Важной составной частью учебного процесса в вузе являются практиче-
ские занятия.
Подготовка к практическому занятию включает два этапа:
–организационный;
–закрепление и углубление теоретических знаний.
На первом этапе студент планирует свою самостоятельную работу, кото-
рая включает:
–уяснение задания на самостоятельную работу;
–подбор рекомендованной литературы;
–составление плана работы, в котором определяются основные пункты предстоящей подготовки.