МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ЭНЕРГОМАШИНОСТРЕНИЯ И МЕХАНИКИ (ЭнМИ) ___________________________________________________________________________________________________________
Направление подготовки: 141100 Энергетическое машиностроение
Профиль подготовки: «Производство энергетического оборудования»
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
"Обработка металлов давлением"
Цикл: | профессиональный | |
Часть цикла: | ||
№ дисциплины по учебному плану: | ЭнМИ; Б3.В | |
Часов (всего) по учебному плану: | 216 | |
Трудоемкость в зачетных единицах: | 6 | 7 семестр – 6 |
Лекции | 72 часов | 7 семестр |
Практические занятия | 18 часов | 7 семестр |
Лабораторные работы | - | - |
Расчетные задания, рефераты | Расчетное задание (20 часов самостоятельной работы) | 7 семестр |
Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего) | 126 | 7 семестр |
Зачет | 7 семестр | |
Экзамен | 7 семестр |
Москва - 2010
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является изучение процессов обработки металлов давлением для получения заготовок и готовых изделий, выбор оптимальной схемы и режимов процессов, для дальнейшего применения этих знаний при проектировании и использовании объектов энергомашиностроения в профессиональной деятельности.
По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
- к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
- демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовностью использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
- анализировать научно техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);
- принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании обьектов энергетического машиностроения (ПК-10);
- к освоению новых технологических процессов и новых видов технологического оборудования (ПК-17).
Задачами дисциплины являются
· познакомить обучающихся с теоретическими и практическими основами обработки металлов давлением;
· дать информацию об особенностях методов обработки металлов и сплавов применяемых при проектировании оборудования энергомашиностроения;
· научить проводить расчеты, выбирать оптимальные схемы процесса в соответствие с ГОСТами и ТУ.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3.В основной образовательной программы подготовки бакалавров всех профилей подготовки модуля «Производство энергетического оборудования » по направлению 141100 «Энергетическое машиностроение».
Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Физика», «Химия», «Материаловедение»
Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении курсовых работ и выпускной работы с целью обоснования выбора методов обработки для несущих конструкций, узлов и деталей промышленного оборудования.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:
Знать:
· основные методы обработки металлов давлением применяемые при получении производственного оборудования;
· основные расчеты для выбора оптимальных режимов;
· ГОСТы и ТУ, применяемые при изготовлении конструкций и деталей машин в энергомашиностроении;
· физические процессы, протекающие в конструкционных материалах при различных видах обработки;
· технологию изготовления различных видов конструкций и узлов.;
Уметь:
· самостоятельно и индивидуально работать, принимать решения в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
· базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
Владеть:
· способностью анализировать научно техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);
· способностью принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании обьектов энергетического машиностроения (ПК-10);
· способностью к освоению новых технологических процессов и новых видов технологического оборудования (ПК-17).
· способностью и готовностью осваивать техническую документацию и осуществлять проектно-конструкторскую деятельность в соответствии с техническим заданием в области профессиональной деятельности (ПК-13);
· способностью и готовностью к освоению новых типов оборудования (ПК-20);
· терминологией в области обработки металлов давлением;
· информацией о выборе режимов при изготовлении требуемой детали;
· навыками применения полученной информации при проектировании приборов и устройств для целей энергомашиностроения.
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1 Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единицы, 216 часов.
№ п/п | Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации | Всего часов на раздел | Семестр | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и | Формы текущего контроля успеваемости (по разделам) | |||
лк | пр | лаб | сам. | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
1 | Элементы теории обработки металлов давлением | 45 | 7 | 20 | 5 | 20 | Выборочный опрос | |
2 | Технология и оборудование различных процессов ОМД | 45 | 7 | 20 | 5 | 20 | Контрольная работа | |
3 | Изготовление отдельных видов заготовок и изделий для энергомашиностроения оборудования АЭС | 40 | 7 | 20 | 5 | 15 | Контрольная работа | |
4 | Пути совершенствования существующих технологий и оборудования | 20 | 7 | 12 | 3 | 5 | Выборочный опрос | |
Расчетное задание | 20 | 7 | -- | -- | -- | 20 | Расчетное задание | |
Зачет | 10 | 7 | -- | -- | -- | 10 | Письменный зачет | |
Экзамен | 36 | 7 | -- | -- | -- | 36 | Экзамен | |
Итого: | 216 | 7 | 72 | 18 | 126 |
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения
4.2.1. Лекции
7 семестр
1. Элементы теории обработки металлов давлением
Значение обработки металлов давлением (ОМД) в развитии энергомашиностроения. Задачи ОМД в условиях рыночной экономики.
Различные способы образования формы тела и их связь с изменением массы в процессе формообразования.
Процессы ОМД – технические системы. Классификация стационарных процессов по признакам затрат энергии на формообразование.
Закон постоянства массы и условия постоянства объема при пластической деформации. Коэффициенты, характеризующие изменения размеров деформируемой заготовки (высоты-толщины, ширины и длины). Смещенный объем, удельный смещенный объем, удельный секундный смещенный объем. Скорости деформации и деформирования.
Виды деформации в зависимости от температуры. Влияние термомеханических условий на пластичность и сопротивление деформаций. Температурные условия формоизменения. Феноменологическая теория деформируемости без разрушения. Внешнее трение при ОМД. Влияние внешнего трения и формы инструмента на показатели процесса. Природа и виды пониженной пластичности и пути осуществления деформации материалов с пониженной пластичностью. Совместное влияние различных видов пониженной пластичности. Влияние среднего напряжения.
Силовое взаимодействие рабочего инструмента и деформируемого тела. Напряженно-деформированное состояние. Условие пластичности и его анализ.
2. Технология и оборудование различных процессов ОМД
Технология и оборудование различных процессов ОМД. Прокатка металлов. Очаг деформации и его параметры. Условия захвата и установившегося процесса. Давление металла на валки, крутящий момент и работа прокатки. Продольная, поперечная и винтовая прокатка.
Прокатные профили и сортамент проката. Понятия о калибровке и профилировке валков. Основное оборудование прокатных цехов. Общие технологические схемы производства. Методика расчета режима обжатия при прокатке в прокатных цехах.
Производство горячекатаных листов: удаление окалины; формирование заданной ширины; распределение обжатий по клетям. Особенности получения холоднокатаных листов.
Производство горячедеформированных труб: получение полой гильзы, формирование толщины стенки и диаметра.
Производство холоднодеформированных труб для энергомашинотроения. Волочение и прессование: характеристика процессов и сортамент изделий; основное оборудование и технологические операции. Получение труб с использованием волочения.
Свободная ковка: основное оборудование; исходные материалы, применяемый инструмент; построение технологического процесса.
Проектирование поковок: припуски и допуски; масса и размеры исходных заготовок; количество промежуточных подогревов и требуемая мощность оборудования.
Листовая штамповка: основные операции и оборудование; построение технологического процесса.
Проектирование штамповок: расчет припусков и допусков; определение размеров плоской заготовки и выбор оборудования для ее получения.
Специальные виды ОМД. Раскатка колец, гибка труб, получение биметаллических изделий, вальцовка.
3. Изготовление отдельных видов заготовок и изделий для энергомашиностроения оборудования АЭС
Исходные заготовки и форма изделий. Режимы нагрева крупных слитков. Пути интенсификации нагрева крупных слитков, уменьшение угара и снижения скорости охлаждения деформируемых заготовок.
Получение обечаек для корпусов реакторов и парогенераторов. Проектирование поковки и расчет припусков и допусков. Определение массы и размеров исходных слитков. Расчет количества промежуточных подогревов и требуемой мощности оборудования. Особенности изготовления обечаек патрубковой зоны.
Изготовление днищ и крышек. Получение крупногабаритных заготовок для изготовления цельноштампованных днищ. Проектирования штамповок и расчет припусков и допусков. Определение размеров плоской заготовки и выбор оборудования для ее получения. Расчет массы и размеров исходной заготовки. Особенности изготовления поковок типа валов и дисков турбин АЭС. Трубчатые заготовки и изделия из них. Получение изделий для активной зоны реактора.
4. Пути совершенствования существующих технологий и оборудования
Применение ЭВМ для оптимизации технологии и экономии металла. Использование полых, удлиненных, лепестковых и высоконусных укороченных слитков для изготовление обечаек, днищ, валов и дисков. Повышение технологической пластичности.
Новые гидравлические прессы и прокатные станы для получения крупногабаритных заготовок. Советские, российские и зарубежные изобретения для повышения эффективности технологических процессов ОМД.
Техника безопасности и охрана труда в прокатных и кузнечнопрессовых цехах: снижение уровня шума; особенности высокотемпературной технологии; транспортные и монтажные операции.
4.2.2. Практические занятия
7 семестр
№1. Закон сохранения массы и условия постоянства объема при ОМД. Коэффициенты деформации (обжатие, уширение, вытяжка).
№2. Коэффициенты деформации при прошивке заготовок и раскатке (волочении) труб. Коэффициенты вытяжки для особых случаев ОМД.
№3. Скорости деформирования и деформации.
№4. Условие пластичности. Частные случаи условия пластичности. Численное определение условий упругого и пластического состояния.
№5. Условия захвата и установившегося процесса при прокатке. Очаг деформации и его параметры. Соотношение между углом захвата, диаметром валков и обжатием.
№6. Давление металла на валки, крутящий момент и работа прокатки.
№7. Методика расчета режима обжатий при прокатке.
№8. Проектирование технологического процесса при свободной ковке. Составление чертежа поковки с использованием ГОСТа 7062-79.
№9. Проектирование технологического процесса листовой штамповки. Определение размеров плоской заготовки для изготовления днищ с использованием ГОСта 6533-78.
4.3. Лабораторные работы чебным планом не предусмотрены
4.4. Расчетные задания учебным планом не предусмотрены
7 семестр
№1-3. Определение коэффициентов деформации при осадке, волочении труб и прокатке широких листов.
№4. Определение скорости деформации при различных известных параметрах.
№5-6. Расчет напряжения текучести материала и условий пластического и упругого состояния.
№7. Расчет угла захвата, обжатия, давления металла на валки, крутящего момента и работы прокатки.
№8. Составление чертежей поковок типа цилиндр с отверстием и раскатанное кольцо.
№9. Определение размеров плоской заготовки при штамповке эллиптических отбортованных стальных днищ.
4.5. Курсовые проекты и курсовые работы учебным планом не предусмотрены
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Лекции
Используется кинофильм по производству бесшовных труб с применением компьютерной анимации, слайды «получение сварных труб, их контроль, отделка и транспортировка».
Практические занятия
Используется методические материалы с примерами решений задач и сведениями из ГОСТов «прессовые поковки», «днища эллиптические и отбортованные».
Расчетное задание
Используется ГОСТы 7062-79 и 6533-78, ПО Mathcad для проведения расчетов.
Самостоятельная работа включает подготовку по методическим пособия, и выполнение расчетного задания, подготовку к зачету и экзамену.
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, выборочный опрос.
Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.
Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка за экзамен.
В приложение к диплому вносится оценка за 7 семестр.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Литература:
а) основная литература:
1. Голубчик теории обработки металлов давлением. – М.: Моск. энерг. ин-т, 1979. – 85 с.
2. Голубчик расчеты в обработке металлов давлением. – М.: Моск. энерг. ин-т, 1984. – 80 с.
3. , , Чепурин металлов давлением. Методические указания по курсу «Технологические процессы в машиностроении». – М.: Моск. энерг. ин-т (техн. ун-т), 200с.
б) дополнительная литература:
1. Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовляемые ковкой на прессах. Припуски и допуски. ГОСТ 7062-79
2. Днища эллиптические отбортованные стальные для сосудов, аппаратов и котлов. Основные размеры. ГОСТ 6533-78.
7.2. Электронные образовательные ресурсы: а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
www.ozon.ru; www. window. *****.
б) другие:
Наборы слайдов по темам: Элементы теории обработки металлов давлением; Технология и оборудование различных процессов ОМД; Изготовление отдельных видов заготовок и изделий для энергомашиностроения; Изготовление отдельных видов заготовок и изделий для энергомашиностроения оборудования АЭС; Пути совершенствования существующих технологий и оборудования. Фильм по теме «Производство бесшовных горячекатаных труб».
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 141100 Энергетическое машиностроение.
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:
д. т.н., профессор
"УТВЕРЖДАЮ":
Зав. кафедрой Технология металлов
д. т.н., профессор
