ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано | Утверждаю | |
Руководитель ООП по направлению 151000 профессор | Заведующий кафедрой Машиностроение профессор |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ПРОЦЕССЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТ»
Направление подготовки: 151000 - Технологические машины и оборудование
Профиль подготовки: Технологические процессы в машиностроении
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Составитель: доц.
Санкт-Петербург
2012
1. Цель и задачи дисциплины.
Цель преподавания дисциплины – приобретение студентами знаний о ознакомление с основными закономерностями, имеющими место в процессе взаимодействия формообразующего инструмента с обрабатываемым материалом, и возможностями направленного воздействия на эти процессы с целью их оптимизации, повышения качества и производительности технологических систем обработки.
Задачи дисциплины – рассмотрение
усвоение основных положений современной теории резания, связанных с оптимизацией процесса резания и режущего инструмента, обеспечением надежности процесса резания и режущего инструмента, управлением процессом резания.
2. Место дисциплины в структуре ООП.
Дисциплина «Процессы формообразования и инструмент» входит в вариативную часть математического и естественнонаучного цикла (Б.3.В.2) по направлению подготовки «Технологические машины и оборудование», и изучается во 5 и 6 семестре после прохождения курсов «Материаловедение», «Технологические процессы в машиностроении» и создает информационную базу для освоения «Технология машиностроения», «Режущий инструмент».
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ПК-3. Способность участвовать в работах по доводке и освоению технологических процессов в ходе подготовки производства новой продукции, проверять качество монтажа и наладки при испытаниях и сдаче в эксплуатацию новых образцов изделий, узлов и деталей выпускаемой продукции.
ПК-6. Умение выбирать основные и вспомогательные материалы и способы реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении изделий машиностроения.
ПК-23. Способность разрабатывать рабочую проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы с проверкой соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Иметь представление: о металлообработке как о преобладающем способе изготовления деталей высокоточных машин и механизмов; о расчете элементов режима резания и путях обеспечения высокопроизводительной обработки на металлорежущих станках.
Знать: основы физических явлений, сопровождающих процесс резания; технологические возможности основных типов металлорежущего оборудования по обработке элементарных поверхностей (плоских, цилиндрических, конических); основы эксплуатации режущих инструментов, применяемые инструментальные материалы.
Уметь: ориентироваться в типаже и геометрии стандартного режущего инструмента, используемого при точении, сверлении, зенкеровании, развертывании, фрезеровании, шлифовании и других видах обработки; экономически обосновать выбор метода обработки.
Владеть методами решения конкретных инженерных задач, возникающих при обработке материалов: выбора инструментальных материалов, геометрических параметров инструмента, режимов обработки, состава СОТС; расчета усилий при обработке, расчета температуры контакта, стойкости и расхода инструмента.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 6 зачётные единицы.
Вид учебной работы | Всего часов | ||
Форма обучения | |||
очная | очно-заочная | заочная | |
Общая трудоемкость дисциплины | 216 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 52/48 | 28/36 | 4/4 |
В том числе: | |||
Лекции | 16/16 | 10/12 | 4/4 |
Практические занятия (ПЗ) | 24/20 | 10/16 | 2/4 |
Семинары (С) | – | – | – |
Лабораторные работы (ЛР) | 12/12 | 8/8 | 4/4 |
Самостоятельная работа (всего) | 116 | 152 | 194 |
В том числе: | |||
Курсовой проект (работа) | – | – | – |
Расчётно-графические работы | – | – | – |
Контрольная работа | 2/2 | 2/2 | 2/2 |
Другие виды самостоятельной работы: | – | – | – |
Работа с литературой | – | – | – |
|
(зачёт, экзамен) | Зач/Экз | Зач/Экз | Зач/Экз |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1 | Основные сведения о резании материалов | Место и значение обработки резанием среди других методов размерного формообразования деталей. Методы формообразования поверхностей деталей машин. Системы координат и координатные плоскости на примере точения. Движения при точении. Основные элементы и геометрические параметры токарного резца. Элементы режима резания и срезаемого слоя при точении. Свободное и несвободное резание. Краткие сведения об инструментальных материалах. |
2 | Явления, сопровождающие процесс резания | Стружкообразование и контактные процессы. Типы стружек. Усадка стружки. Наростообразование, положительное и отрицательное значение в процессе резания. Деформации и наклеп материала детали. Тепловые процессы при резании. Образование теплоты и ее распределение в контактной зоны. Температура резания, методы измерения температуры резания. Влияние температуры в зоне резания на износ режущего инструмента и качество обработанной поверхности. |
3 | Динамика процесса резания | Система сил, действующих на инструмент и обрабатываемую деталь в процессе резания. Влияние различных факторов на силы резания при точении. Методы экспериментального исследования сил резания. Мощность при точении. |
4 | Формирование свойств обрабатываемой детали в процессе резания | Понятие о качестве поверхностного слоя, обработанного резанием. Формирование шероховатости обрабатываемых поверхностей, ее влияние на эксплуатационные свойства деталей. Влияние условий резания на тонкую структуру, наклеп, остаточные напряжения, фазовые превращения. Понятие о глубине и степени наклепа, остаточных напряжениях, методах их определения. |
5 | Стойкость и износ режущих инструментов | Прочность режущих инструментов. Физическая природа износа инструментов. Изменение формы клина режущего инструмента при износе. Стойкость режущих инструментов и допускаемая ими скорость резания. Общий характер зависимости стойкости от скорости резания. Влияние на скорость резания свойств материала детали. Обрабатываемость металлов резанием. Классификация металлов по обрабатываемости. |
6 | Смазочно-охлаждающие технологические среды | Применение СОТС, ее смазочное, охлаждающее и моющее воздействия, действие поверхностно-активных веществ. Способы подачи СОЖ в зону резания. Влияние СОТС на стойкость инструмента и шероховатость обработанной поверхности. |
7 | Расчет режимов резания | Режимы резания при точении. Зависимость производительности станка и стоимости обработки от периода стойкости инструмента. Последовательность назначения режимов резания при точении. Исходные данные расчета режимов резания для обработки многолезвийным инструментом. Особенности расчета режимов резания для многоинструментальной обработки. |
8 | Точение | Характеристика метода точения. Обработка на токарных, токарно-револьверных станках и токарных автоматах. Инструменты для токарных работ. Классификация резцов: по виду обработки, по характеру обработки, по установке, по виду конструкции, по сечению корпуса, по материалу рабочей части инструмента. Конструктивные элементы и геометрия резца. Резцы из быстрорежущей стали: цельные и составные. Конструктивные особенности расточных и отрезных резцов. Твердосплавные резцы. Методы завивания и стружколомания. Инструменты для автоматизированного производства. |
9 | Строгание и долбление | Особенности строгания и долбления. Строгальные и долбежные резцы. Сила и скорость резания при строгании. |
10 | Методы образования отверстий | Особенности сверления. Элементы режима резания и срезаемого слоя. Конструктивные элементы и геометрия спирального сверла Износ и стойкость сверл. Типы сверл Зенкерование и развертывание. Типы, конструктивные элементы и геометрические параметры зенкеров и разверток. Протягивание. Конструктивные особенности протяжек и прошивок. |
11 | Фрезерование | Особенности фрезерования. Элементы режима резания и срезаемого слоя. Назначение режимов резания при фрезеровании. Износ и стойкость фрез. Конструкция и геометрия фрез. Фрезы с затылованными зубьями. |
12 | Резьбонарезание и зубонарезание | Особенности резьбонарезания. Нарезание резьбы резцами, гребенками и круглыми плашками, метчиками. Конструкции и геометрические особенности метчиков. Конструкции и геометрические особенности плашек. Зуборезные инструменты. |
13 | Шлифование и отделочные виды обработки | Особенности процесса резания при шлифовании. Методы шлифования. Краткие сведения о современных абразивных материалах. Абразивный круг, его состав и строение, маркировка. Особенности процесса резания абразивными зернами. Силы и мощность резания при шлифовании. Потеря режущей способности абразивного инструмента и ее восстановление (правка). Стойкость кругов. Режимы резания. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | ||
2 | Технологии машиностроения | – | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
Очная форма обучения
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекции | Прак. зан. | Лаб. зан. | СРС | Всего час. |
1 | Основные сведения о резании материалов | 2 | 4 | – | 16 | 22 |
2 | Явления, сопровождающие процесс резания | 4 | 4 | 4 | 8 | 20 |
3 | Динамика процесса резания | 2 | 4 | 4 | 8 | 18 |
4 | Формирование свойств обрабатываемой детали в процессе резания | 2 | 2 | 4 | 10 | 18 |
5 | Стойкость и износ режущих инструментов | 2 | 4 | – | 10 | 16 |
6 | Смазочно-охлаждающие технологические среды | 2 | 2 | – | 10 | 14 |
7 | Расчет режимов резания | 2 | 4 | – | 12 | 18 |
8 | Точение | 2 | 4 | 2 | 10 | 18 |
9 | Строгание и долбление | 2 | 2 | 2 | 14 | 20 |
10 | Методы образования отверстий | 4 | 4 | 4 | 8 | 20 |
11 | Фрезерование | 3 | 4 | – | 9 | 16 |
12 | Резьбонарезание и зубонарезание | 2 | 2 | – | 6 | 10 |
13 | Шлифование и отделочные виды обработки | 3 | 4 | 4 | 5 | 6 |
Очно-заочная форма обучения
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекции | Прак. зан. | Лаб. зан. | СРС | Всего час. |
1 | Основные сведения о резании материалов | 2 | 1 | 2 | 16 | 22 |
2 | Явления, сопровождающие процесс резания | 2 | 1 | 2 | 15 | 20 |
3 | Динамика процесса резания | 1 | 2 | 2 | 13 | 18 |
4 | Формирование свойств обрабатываемой детали в процессе резания | 1 | 1 | 2 | 14 | 18 |
5 | Стойкость и износ режущих инструментов | 1 | 2 | – | 13 | 16 |
6 | Смазочно-охлаждающие технологические среды | 1 | 1 | – | 12 | 14 |
7 | Расчет режимов резания | 2 | 2 | – | 14 | 18 |
8 | Точение | 2 | 4 | 2 | 10 | 18 |
9 | Строгание и долбление | 2 | 2 | 2 | 14 | 20 |
10 | Методы образования отверстий | 3 | 4 | 2 | 11 | 20 |
11 | Фрезерование | 2 | 4 | – | 10 | 16 |
12 | Резьбонарезание и зубонарезание | 1 | – | – | 5 | 6 |
13 | Шлифование и отделочные виды обработки | 2 | 2 | 2 | 4 | 10 |
Заочная форма обучения
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекции | Прак. зан. | Лаб. зан. | СРС | Всего час. |
1 | Основные сведения о резании материалов | 2 | 1 | 1 | 18 | 22 |
2 | Явления, сопровождающие процесс резания | 2 | 1 | 1 | 16 | 20 |
3 | Динамика процесса резания | 4 | – | 1 | 13 | 18 |
4 | Формирование свойств обрабатываемой детали в процессе резания | – | – | 1 | 18 | |
5 | Стойкость и износ режущих инструментов | – | – | – | 16 | |
6 | Смазочно-охлаждающие технологические среды | – | – | – | 14 | |
7 | Расчет режимов резания | 2 | – | – | 16 | 18 |
8 | Точение | 2 | 1 | 1 | 14 | 18 |
9 | Строгание и долбление | – | – | – | 18 | 18 |
10 | Методы образования отверстий | 4 | – | 1 | 15 | 20 |
11 | Фрезерование | 2 | 1 | 1 | 12 | 16 |
12 | Резьбонарезание и зубонарезание | – | – | – | 8 | 8 |
13 | Шлифование и отделочные виды обработки | 2 | 2 | 1 | 5 | 10 |
6. Лабораторный практикум:
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудоемкость (час) | ||
Очн. ф. о. | Очно-заочная ф. о. | Заоч. ф. о. | |||
1 | 1 | Изучение геометрии токарных резцов | 4 | 2 | 1 |
2 | 2 | Определение усадки стружки при точении | 2 | 2 | 1 |
3 | 3 | Исследование влияния элементов режима резания на силу резания | 3 | 2 | 1 |
4 | 4 | Исследование влияния элементов режима точения на температуру резания | 3 | 2 | 1 |
5 | 8 | Изучение геометрических элементов токарного резца с многогранной неперетачиваемой режущей пластинкой | 2 | 2 | 1 |
6 | 10 | Изучение геометрии спирального (винтового) сверла | 2 | 2 | 1 |
7 | 11 | Изучение геометрии фрез | 4 | 2 | 1 |
8 | 13 | Изучение формы, типоразмеров и характеристик абразивных кругов | 4 | 2 | 1 |
7. Практические занятия:
№ п/п | № раздела дисциплины | Тематика практических работ | Трудоемкость (час) | ||
Очн. ф. о. | Очно-заочная ф. о. | Заоч. ф. о. | |||
1 | Изучение геометрических параметров режущих инструментов | 4 | 2 | 1 | |
1 | 1 | Расчет режимов резания при точении | 6 | 2 | 1 |
2 | 7 | Расчет режимов резания при сверлении (рассверливании, зенкеровании) | 6 | 2 | – |
3 | 7 | Расчет режимов резания при фрезеровании | 4 | 2 | – |
4 | 7 | Расчет режимов резания при шлифовании | 4 | 2 | – |
5 | 8 | Проектный расчет токарного резца с пластиной из твердого сплава | 4 | 4 | 1 |
6 | 8 | Проверочный расчет державки резца | 4 | 4 | 1 |
7 | 10 | Проектный расчет сверла | 6 | 4 | 1 |
8 | 13 | Изучение формы, типоразмеров и характеристик абразивных кругов | 6 | 4 | 1 |
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрена
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. Вейц, материалов: учеб. пособие / , , . – СПб.: Изд-во СЗТУ, 2002. – 232 с.
2. Кожевников, материалов: учебник для вузов / , ; под ред. . – М.: Машиностроение, 2007. – 303 с.
3. Кожевников, инструмент: учебник для вузов / [и др.]. – М.: Машиностроение, 2005. – 528 с.
4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т.2 / под ред. [и др.]. – 5-е изд. – М.: Машиностроение-1, 2001. – 944 с.
б) дополнительная литература
4. Резание металлов и режущие инструменты: Учеб. пособие/ , А.А. Рыжкин. – М.:ИНФРА –М,2011. – М.:416 с.
5. ГОСТ . Виды обработки резанием. – М.: ГОСИНТИ, 1983. –24 с.
6. ГОСТ . Обработка резанием. – М.: ГОСИНТИ, 1983. – 48 с.
7. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. – М.: Машиностроение, 1974. – 350 с.
в) программное обеспечение: Microsoft Office.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: ресурсы Интернет.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Специализированные аудитории, оснащённые стендовым материалом, проектором для мультимедийных лекций.
_____________________________________________________________________________
Разработчики:
кафедра машиностроения
