Научные исследования по технологии машиностроения

ВВЕДЕНИЕ 6 1. ОБЩЕНАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ 8 1.1. Наука о технологии машиностроения как область человеческой деятельности 8 1.2. Теоретические и экспериментальные исследования в технологии машиностроения 11 1.3. Моделирование и модели в научных исследованиях в области технологии машиностроения 15 2. МЕХАНИЧЕСКИЕ, ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ОБОРУДОВАНИЕ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ 18 2.1. Механические, ультразвуковые и электрохимические методы обработки деталей 18 2.1.1. Технологии и оборудование механической обработки деталей 18 2.1.2. Абразивная обработка поверхностей деталей машин 21 2.1.3. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностей деталей машин 25 2.1.4. Технологии вибрационной обработки деталей в гранулированных средах 36 2.1.5. Технология ультразвуковой обработки деталей 40 2.1.6. Технологии химической и электрохимической обработки деталей 41 2.2. Электрофизические методы обработки деталей с использованием высококонцентрированных источников энергии 45 2.2.1. Технологии лучевой обработки деталей 45 2.2.2. Технология плазменной обработки деталей 46 2.2.3. Технология электрогидравлического метода обработки 47 2.2.4. Технология магнитоимпульсного метода обработки 48 2.3. Интегрированные (комбинированные) методы обработки деталей 49 2.3.1. Технология электрохимикомеханической обработки 50 2.3.2. Технология анодно-механической обработки 52 2.3.3. Технология прототипирования 53 3. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ 55 4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ 58 4.1. Выбор темы исследования 58 4.2. Формулирование цели и задач научного исследования 59 4.3. Разработка рабочей программы исследования 59 4.4. Проведение теоретических исследований и их значимость 60 4.5. Выбор выходного параметра и выявление значимых факторов, влияющих на результат эксперимента 61 4.6. Разработка плана проведения эксперимента 62 4.7. Организационно-методические мероприятия при проведении экспериментальных исследований 64 4.8. Обработка результатов экспериментального исследования 66 4.9. Формулирование выводов и заключения 67 4.10. Особенности выполнения научных исследований в области технологии машиностроения 67 5. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МАШИНОСТРОЕНИИ 72 5.1. Производительность и её определение 72 5.2. Точность изготовления изделия 73 5.3. Показатели качества обработанных поверхностей деталей машин 77 5.3.1. Исследование шероховатости обработанной поверхности детали 77 5.3.2. Методы исследования структуры и свойств поверхностного слоя деталей 81 5.3.2.1. Макроструктурный анализ 82 5.3.2.2. Микроструктурный анализ 82 5.3.2.3. Методика исследования теплофизических свойств при механической обработке деталей 84 5.3.2.4. Электронно-микроскопические, спектрографические и атомно-силовые исследования поверхностного слоя деталей 88 5.3.2.5. Рентгеновские исследования поверхностного слоя деталей 93 5.3.2.6. Определение микротвёрдости материала поверхностного слоя детали 95 5.3.2.7. Методы определения технологических остаточных напряжений в материале поверхностного слоя деталей 98 5.3.2.8. Определение толщины поверхностного слоя с изменёнными физико-механическими свойствами 102 5.3.2.9. Методика исследования энергетического состояния материала поверхностного слоя детали 105 6. МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ 110 6.1. Испытания металлорежущих инструментов и деталей на износостойкость 110 6.2. Испытания материалов деталей на разрыв и усталостную прочность 119 6.3. Методики исследования коррозионной стойкости материала поверхностного слоя деталей 122 6.4. Динамические испытания изделий машиностроения на виброустойчивость 124 6.5. Параметрическая надёжность технологической системы и её исследование 130 7. ОСНОВЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА В ИССЛЕДОВАНИЯХ В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ 135 7.1. Общие подходы к процессу планирования эксперимента 135 7.2. Однофакторный эксперимент и план его проведения 137 7.3. Двухфакторный эксперимент и план его проведения 138 7.4. Трёхфакторный эксперимент и план его проведения 139 7.5. Дробный факторный эксперимент 141 7.6. Математическая обработка экспериментальных данных 142 7.6.1. Статистическая проверка закона нормального распределения экспериментальных данных 142 7.6.2. Определение достаточного количества испытаний в выборке 143 7.6.3. Определение доверительного интервала исследуемого параметра 144 7.6.4. Статистическая обработка экспериментальных данных по уравнению регрессии 145 7.7. Специальные методы планирования эксперимента 147 7.7.1. Разработка планов второго порядка 147 7.7.2. Симплекс планирование экспериментов 148 7.7.3. Разработка симплекс решётчатых планов типа «состав-свойства» 149 7.7.4. Дисперсионный анализ в практике проведения экспериментальных исследований 151 8. ПОДГОТОВКА НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ВЫПОЛНЕННОГО НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 153 8.1. Формы отчётности по результатам выполненных научных исследований 153 8.2. Общие сведения о научных публикациях и их подготовке 154 8.3. Подготовка структурных частей научной публикации 155 8.4. Язык и стиль научной публикации 157 8.5. Технология подготовки научной публикации 158 8.6. Рекомендации по представлению в статье таблиц, формул и иллюстрационного материала 160 8.7. Редактирование и «вылеживание» подготовленной научной статьи 161 9. ПОДГОТОВКА НАУЧНО-КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ВЫПОЛНЕННЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 164 9.1. Общая характеристика научно-квалификационной работы 164 9.2. Подготовка к выполнению научно-квалификационной работы 165 9.3. Организация выполнения научно-квалификационной работы 166 9.4. Особенности структурных частей научно-квалификационной работы 167 9.5. Язык и стиль написания научно-квалификационной работы и её оформление 170 10. ПОДГОТОВКА НАУЧНОГО ДОКЛАДА ОБ ОСНОВНЫХ РЕЗУЛЬТАТАХ ВЫПОЛНЕННОЙ НАУЧНО-КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ 173 11. ПРАКТИКУМ ПО МЕТОДОЛОГИИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ 178 11.1. Задания для самостоятельного изучения теоретического материала 178 11.2. Темы практических занятий по методологии научных исследований в технологии машиностроения 182 11.3. Методические указания к выполнению индивидуальной научно-исследовательской работы по разработке методики экспериментальных исследований в области технологии машиностроения 191 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 196 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 198