МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО РЫБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АВИАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКДЕМИЯ ИМЕНИ П. А.СОЛОВЬЕВА
Образовательная программа опережающей профессиональной переподготовки «Технологии выращивания монокристаллов лейкосапфира и других тугоплавких монокристаллов для электроники и приборостроения»
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Для преподавателей модуля
М6 «Технология механической обработки тугоплавких монокристаллов»
Рыбинск, 2011 г.
1. Цели и задачи профессионального модуля – требования к результатам освоения дисциплины:
Целью изучения профессионального модуля является специализированная подготовка инженеров – технологов в области механической обработки тугоплавких монокристаллов.
Для реализации цели необходимо решение следующих основных задач:
- изучение основных методов механической обработки монокристаллов тугоплавких соединений;
- ознакомление с причинами образования дефектов кристаллического строения при механической обработке монокристаллов;
- ознакомление с технологическим оборудованием для механической обработки монокристаллов;
- ознакомление с технологиями применения режущего инструмента для обработки тугоплавких монокристаллов.
2. В результате освоения профессионального модуля обучающийся по учебной программе должен:
ЗНАТЬ:
- принципы механообработки тугоплавких монокристаллов;
- технологическое оборудование для механической обработки монокристаллов;
- технологию применения режущего инструмента для обработки тугоплавких монокристаллов;
- особенности проектирования оснастки для механической обработки монокристаллов.
УМЕТЬ:
- разрабатывать технологические процессы механической обработки монокристаллов;
- разрабатывать программы испытаний и технического контроля режущего инструмента и технологической оснастки, применяемой для обработки тугоплавких монокристаллов;
- выбирать инструмент и оснастку для механической обработки монокристалла с заданными свойствами;
- оптимизировать технологические процессы механообработки монокристалла.
3. Перечень приобретаемых компетенций:
В результате усвоения данного профессионального модуля слушатели приобретают следующие компетенции:
ПК3 – Обеспечивать требуемые параметры производительности и качества монокристалла за счет варьирования режимов технологического процесса.
ПК8 – Разрабатывать технологические нормативы, инструкции, карты технического уровня и качества продукции и другую технологическую документацию, вносит изменения в техническую документацию в связи с корректировкой технологических процессов и режимов производства.
Компетенции должны быть подтверждены опытом практической работы по механической обработке изделий из лейкосапфира.
4. Содержание (темы курса)
1. Принципы механообработки тугоплавких монокристаллов
Общие теоретические положения механической обработки высокотвердых материалов.
Методы обработки резанием высокотвердых материалов.
Сверление монокристаллов лейкосапфира.
Шлифование заготовок.
Отрезка шлифовальными кругами.
Отрезка проволокой.
Полирование заготовок.
Смазочно-охлаждающие технологические среды для механической обработки сапфира.
Износ инструмента.
Восстановление режущей способности инструмента.
Основные дефекты заготовок из сапфира.
Методы оценки качества обработанных поверхностей.
2. Технологическое оборудование для механической обработки монокристаллов
Оборудование для сверления монокристаллов.
Оборудование для разрезки сапфировых заготовок.
Оборудование для шлифования сапфировых заготовок.
Оборудование для полировки сапфировых заготовок.
3. Технологии применения режущего инструмента для обработки тугоплавких монокристаллов
Технология применения режущего инструмента для обработки сапфира.
Абразивные материалы.
Марки алмазного зерна.
Зернистость алмазного зерна.
Связки алмазных инструментов.
Структура алмазных инструментов.
Абразивно-алмазные режущие инструменты. Алмазные круги.
Маркировка абразивных инструментов.
Технология применения алмазных кругов.
Стойкость абразивных инструментов.
Правка алмазных кругов.
Оценка режущей способности абразивного инструмента.
Конструкция инструментов для высверливания сапфировых стержней.
Алмазные кольцевые сверла.
Материал режущей части сверла. Связка инструмента.
Инструменты для проволочной резки сапфира.
Инструменты для полировки заготовок сапфира.
Полировальные пасты. Зернистость паст.
Технология применения полировальных паст.
4. Особенности проектирования оснастки для механической обработки монокристаллов
Технологическая оснастка, применяемая при обработке сапфира.
Особенности проектирования оснастки для сверления монокристаллов лейкосапфира.
Особенности проектирования оснастки для резки сапфировых стержней.
Особенности проектирования оснастки для шлифования стержней.
Особенности проектирования оснастки для полирования.
5. Перечень практических занятий
Практическое занятие №1
Разработка технологического процесса механической обработки монокристалла
Приобретение навыков разработки технологического процесса механической обработки монокристалла.
Изучение этапов технологического процесса: подготовка баз; высверливание стержней; обрезка торцов стержня; круглое шлифование стержня; разрезка стержня; полировка заготовок.
Лаборатория металлорежущих станков
Практическое занятие №2
Выбор инструмента и оснастки для механической обработки монокристалла с заданными свойствами
Приобретение навыков выбора инструмента.
Исследование факторов и показателей различных видов обработки.
Практическое занятие №3
Оптимизация технологического процесса механообработки монокристалла
Приобретение навыков оптимизации технологического процесса механообработки монокристалла.
Определение режущей способности и удельного расхода абразивного инструмента. Выбор оптимальных режимов шлифования.
6. Методические рекомендации по изучению профессионального модуля:
Изучение профессионального модуля базируется на знании курса Общей физики, Технологии машиностроения, Теории резания, которые изучаются всеми специалистами в области машиностроения и электроники.
Реализация программы профессионального модуля предлагает наличие специализированных учебных кабинетов и научно-исследовательских лабораторий (в соответствии с количеством слушателей программы) на базе РГАТА имени , а также использование материально-технической базы Рыбинского приборостроительного завода.
Технические средства обучения: мультимедиа оборудование, информационное сопровождение (обучающие программы, тренажеры)
Для учебных и научно-исследовательских целей при изучении профессионального модуля используется дисплейный класс, оснащенный вычислительной техникой, лаборатории электронной микроскопии, оптической микроскопии, механических испытаний.
Во время лекционных занятий слушатели получают общие сведения о свойствах монокристаллов, методах их механической обработки, использовании технологического оборудования и инструмента при обработке монокристаллов, проектирования технологической оснастки, влияния технологических факторов механической обработки на качество изделий.
В результате освоения теоретических знаний слушатели должны:
ЗНАТЬ:
- принципы механообработки тугоплавких монокристаллов;
- технологическое оборудование для механической обработки монокристаллов;
- технологию применения режущего инструмента для обработки тугоплавких монокристаллов;
- особенности проектирования оснастки для механической обработки монокристаллов.
УМЕТЬ:
- разрабатывать технологические процессы механической обработки монокристаллов;
- разрабатывать программы испытаний и технического контроля режущего инструмента и технологической оснастки, применяемой для обработки тугоплавких монокристаллов;
- выбирать инструмент и оснастку для механической обработки монокристалла с заданными свойствами;
- оптимизировать технологические процессы механообработки монокристалла.
Во время выполнения лабораторного практикум слушателями приобретаются практические навыки по исследованию структуры и свойств монокристаллов, в результате освоения практикума они должны владеть:
- навыками разработки технологического процесса механической обработки монокристалла;
- методикой разработки этапов технологического процесса: подготовка баз; высверливание стержней; обрезка торцов стержня; круглое шлифование стержня; разрезка стержня; полировка заготовок;
- навыками выбора инструмента и определения факторов и показателей различных видов обработки;
- навыками оптимизации технологического процесса механообработки монокристалла и определения режущей способности и удельного расхода абразивного инструмента;
- методами выбора оптимальных режимов шлифования.
7. Перечень контрольных вопросов
1. Общие теоретические положения механической обработки высокотвердых материалов.
2. Методы обработки резанием высокотвердых материалов.
3. Сверление монокристаллов лейкосапфира.
4. Шлифование заготовок.
5. Отрезка шлифовальными кругами.
6. Отрезка проволокой.
7. Полирование заготовок.
8. Смазочно-охлаждающие технологические среды для механической обработки сапфира.
9. Износ инструмента.
10. Восстановление режущей способности инструмента.
11. Основные дефекты заготовок из сапфира.
12. Методы оценки качества обработанных поверхностей.
13. Оборудование для сверления монокристаллов.
14. Оборудование для разрезки сапфировых заготовок.
15. Оборудование для шлифования сапфировых заготовок.
16. Оборудование для полировки сапфировых заготовок.
17. Технология применения режущего инструмента для обработки сапфира.
18. Абразивные материалы.
19. Марки алмазного зерна.
20. Зернистость алмазного зерна.
21. Связки алмазных инструментов.
22. Структура алмазных инструментов.
23. Абразивно-алмазные режущие инструменты. Алмазные круги.
24. Маркировка абразивных инструментов.
25. Технология применения алмазных кругов.
26. Стойкость абразивных инструментов.
27. Правка алмазных кругов.
28. Оценка режущей способности абразивного инструмента.
29. Конструкция инструментов для высверливания сапфировых стержней.
30. Алмазные кольцевые сверла.
31. Материал режущей части сверла. Связка инструмента.
32. Инструменты для проволочной резки сапфира.
33. Инструменты для полировки заготовок сапфира.
34. Полировальные пасты. Зернистость паст.
35. Технология применения полировальных паст.
36. Технологическая оснастка, применяемая при обработке сапфира.
37. Особенности проектирования оснастки для сверления монокристаллов лейкосапфира.
38. Особенности проектирования оснастки для резки сапфировых стержней.
39. Особенности проектирования оснастки для шлифования стержней.
40. Особенности проектирования оснастки для полирования.
Пример билета (тестовый контроль)
Билет №1
1. Какие методы механической обработки применяют для изготовления изделий из лейкосапфира:
1. точение
2. сверление
3. фрезерование
4. протягивание
5. шлифование
6. полирование
2. Какая конструкция станин используется в оборудовании для сверления монокристаллов
1. литая
2. сварная
3. гранитная
3. Какие инструментальные материалы применяют для механической обработки лейкосапфира
1. синтетический алмаз
2. кубический нитрид бора
3. электрокорунд
4. инструментальную керамику
5. твердый сплав
4. Какая технологическая оснастка применяется для закрепления инструмента при сверлении монокристаллов лейкосапфира
1. держатель с конусом Морзе
2. держатель SK
3. держатель HSK
4. держатель Capto
5. специальный держатель кольцевого сверла
Билет №2
1. Какие требования предъявляются к твердости инструментальных материалов для обработки монокристаллов:
1. твердость инструментального материала должна быть больше, чем обрабатываемого
2. твердость инструментального материала должна быть меньше, чем обрабатываемого
3. твердость инструментального материала должна быть равна твердости обрабатываемого
2. Какая конструкция направляющих используется в оборудовании для сверления монокристаллов
1. направляющие скольжения
2. направляющие качения
3. гидростатические направляющие
4 LM-направляющие
3. У какого из перечисленных материалов наивысшая твердость:
1. синтетические алмазы
2. быстрорежущие стали
4. однокарбидные твердые сплавы
5. двухкарбидные твердые сплавы
4. Какая технологическая оснастка применяется для закрепления монокристаллов лейкосапфира при сверлении
1. тиски
2. синусные тиски
3. специальное приспособление
4. призма
9 Перечень рекомендуемой литературы
Основные источники:
1 , , Бабошкин шлифования в машиностроении. – СПб.: Политехника, 2007. – 424 с.
2 Зубарев инструментальные материалы: Учебник. – Спб.: издательство «Лань», 2008. – 224 с.
Дополнительные источники:
1 , , Маслов инструментальщика / Под общ. ред. . - М.: Машиностроение, 2007. - 464 с.
2 Смазочно-охлаждающие технологические средства и их применение при обработке резанием: Справочник / , , и др. / Под общ. ред. . – М.: Машиностроение, 2006. – 544 с.
3 Справочник инструментальщика / Под общ. ред. нарцева. - Л.: Машиностроение, 1987. - 848 с.
4 , , и др. Технология обработки абразивным и алмазным инструментом. – Л.: Машиностроение, 1989. – 208 с.
5 Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник / Под ред. . – М.: машиностроение, 1977. – 391 с.
6 Ипполитов -алмазная обработка. – М.: Машиностроение, 1969. – 336 с.
7 , , Терещенко -алмазная обработка металлов и твердых сплавов. – М.: машиностроение, 1977. – 263 с.
8 Попов работы. – М.: Высшая школа, 1987. – 384 с.
9 Шальнов и полирование высокопрочных материалов. – М.: Машиностроение, 1972. – 272 с.
