III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

Задача совершенствования технологических процессов в машиностроении вызывает необходимость изучения тепловых явлений, которые возникают при различных способах обработки детали. Повышение прочности и вязкости конструкционных материалов, а также интенсификация режимов обработки приводят к тому, что температура процесса становится одним из факторов, которые ограничивают производительность процесса и оказывают существенное влияние на качество и точность изделия.

Традиционный процесс резания металлов изучается уже на протяжении нескольких десятилетий, в том числе и в аспекте тепловых явления и их влияния на получаемый результат. Современные методы моделирования и анализа позволяют взглянуть с другой стороны на ранее полученные факты. Более глубокое и детальное изучение влияния теплового фактора на процесс лезвийной обработки дает более детальную картину физических процессов, протекающих в момент обработки, что в свою очередь позволяет точнее контролировать качество и точность получаемых поверхностей.

Для физико-химических методов исследование тепловых явлений является средством исследования физики самого процесса обработки. Детальное представление механизма обработки позволяет выявлять пути повышения производительности того или иного метода. Так же рассмотрение процесса перераспределения температуры от зоны обработки в дальнейшем более грамотно проектировать станки и станочное оборудование с целью, если не избежать тепловых деформаций, то хотя бы сократить их влияние на конечный продукт.

В курсе обучения специалистов по направлению 150900 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» присутствует дисциплина «Теплофизика процессов резания», в процессе которого студенты должны получить знания о тепловом влиянии на процесс традиционного резания металлов. Для данной дисциплины были выпущены специализированные учебники и методические пособия, для расширения знаний студентов в данной области. Однако к настоящему времени нет ни одного источника, в котором бы обобщалась информация сразу по нескольким методам обработки одновременно. В данном методическом пособии принята попытка устранить этот пробел. Оно призвано дать студенту обобщенную информацию о различных методах обработки материалов, применяемых в машиностроении, осветить базовые положения теплофизики, а так же показать теплотехнические особенности каждого из рассмотренных методов.

Целью курса «Тепловые процессы в технологических системах» является формирование у студентов глубоких знаний в области технологической теплофизики, что позволит им успешно освоить соответствующие разделы специальных дисциплин и творчески относиться к решению производственных задач, связанных с тепловыми процессами и явлениями в технологических системах при различных видах обработки, использованием тепловой энергии для интенсификации производства и экономией топливно-энергетических ресурсов.

Дисциплина изучается студентами машиностроительного профиля как очной, так и заочной форм обучения, является элективной и включает в себя выполнение семестрового задания (контрольной работы) по определению температур на контактных площадках твердых тел при точении.

Задачи изучения дисциплины заключаются в изучении студентами основ теории теплообмена, на базе которых они должны научиться проводить тепловые расчеты по определению тепловых потоков и температурных полей в различных системах, в том числе в узлах станков, инструментах и обрабатываемых деталях, уметь анализировать рабочие процессы и знать методы повышения эффективности механической обработки материалов за счет использования закономерностей тепловых явлений. Также студентам необходимо иметь представления об сущности каждого из рассмотренных видов обработки, тепловых особенностях этих видов обработки, знать расположение источников и стоков тепла как при традиционном резании металлов, так и при физико-химических видах обработки.

Для этого студент должен знать:

1. основные особенности физических процессов, происходящих в зоне обработки и место тепловых явлений среди них;

2. основные положения теории теплообмена и их практическую значимость для инженера-машиностроителя;

3. методы решения инженерных теплофизических задач при различных способах передачи теплоты;

В результате изучения курса студент должен уметь:

1. решать инженерные теплофизические задачи с применением современных вычислительных методов;

2. анализировать эффективность использования тепловой энергии в технологических процессах и определять основные пути их совершенствования;

3. самостоятельно работать с технической литературой для решения этих задач.

Все эти задачи могут быть решены с помощью изучения пособия «Исследование тепловых процессов при различных методах обработки».

Код для цитирования: Скопировать