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 Машиностроения профессор |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ТЕХНОЛОГИя КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»
Направление подготовки:151000 Технологические машины и оборудование
Профиль подготовки: «Металлургические машины и оборудование»;
«Оборудование нефтегазопереработки»;
«Технологические машины и оборудование для
разработки торфяных месторождений»;
«Технологические процессы в машиностроении»
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Составитель: доцент
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
Целью дисциплины, изучающей современные технологические процессы при производстве и обработке материалов в заготовки для деталей машин, является получение будущими специалистами инженерных знаний в области производства цветных металлов и сплавов, чугуна и стали, а также литейного производства, обработки металлов давлением, сварочного производства, пайки конструкционных материалов, обработки металлов резанием и электрофизических методов обработки, получения деталей из порошковых и композиционных материалов.
Поставленная цель достигается решением соответствующих задач в рамках теоретического изучения курса, выполнения студентами лабораторных работ, а также самостоятельной работы студентов с использованием методических разработок и контроля выполнения работ преподавателем.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Технология конструкционных материалов» относится к базовой части профессионального цикла основной образовательной программы. Для успешного усвоения дисциплины, приобретения необходимых знаний, умений и компетенций к началу изучения данной дисциплины студент должен соответствовать требованиям к абитуриенту, т. е. иметь документ государственного образца о среднем (полном) общем образовании или среднем профессиональном образовании.
Технология конструкционных материалов является предшествующей для следующих дисциплин: «Материаловедение», «Метрология, стандартизация и сертификация», «Основы технологии машиностроения», «Технология ремонта металлургических машин и оборудования», «Технология монтажа и ремонта оборудования нефтепереработки», «Технология ремонта машин и оборудования по добыче и переработке торфа», «Техническая механика», «Эксплуатация и обслуживание металлургических машин и оборудования».
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способен на научной основе организовывать свой труд, оценивать с большой степенью самостоятельности результаты своей деятельности, владеть навыками самостоятельной работы (ОК-6); способен самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля, выстраивание и реализация перспективных линий интеллектуального, культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования, способность с помощью коллег критически оценить свои достоинства и недостатки с необходимыми выводами (ОК-8); осознает социальную значимость своей будущей профессии, наличием высокой мотивации к выполнению профессиональной деятельности (ОК-11); способен обеспечивать технологичность изделий и процессов их изготовления, умеет контролировать соблюдение технологической дисциплины при изготовлении изделий (ПК-1); умеет выбирать основные и вспомогательные материалы и способы реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении изделий машиностроения (ПК-6); умеет применять методы стандартных испытаний по определению физико-механических свойств и технологических показателей используемых материалов и готовых изделий (ПК-7) способен к систематическому изучению научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по соответствующему профилю подготовки (ПК-17); способен участвовать в работе над инновационными проектами, используя базовые методы исследовательской деятельности (ПК-20); способен принимать участие в работах по расчету и проектированию деталей и узлов машиностроительных конструкций в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации проектирования (ПК-22); умеет применять методы контроля качества изделий и объектов в сфере профессиональной деятельности, проводить анализ причин нарушений технологических процессов в машиностроении и разрабатывать мероприятия по их предупреждению (ПК-26) понимает основные тенденции развития соответственно – металлургических машин и оборудования, оборудования нефтегазопереработки и торфяных машин и оборудования (ПКД-1); владеет методами конструктивных решений при проектировании соответственно – металлургических машин и оборудования, оборудования нефтегазопереработки и торфяных машин и комплексов с учетом условий эксплуатации (ПКД-2); владеет способами определения физико-механических и прочностных характеристик конструкционных материалов и изделий, вопросами смазки, трения и изнашивания (ПКД-10).
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: Технологические процессы получения и обработки деталей; принципы работы и конструктивные особенности основного технологического оборудования; принципы машиностроительного производства; применяемое оборудование и оснастку; конструкционные материалы и основные требования, предъявляемые к ним.
Уметь: Разрабатывать технологию и проводить расчет технологических процессов изготовления деталей; осуществлять выбор оборудования и технологической оснастки для реализации производственных процессов.
Владеть: Методиками разработки технологических процессов литейного производства, обработки металлов давлением, сварки, обработки металлов резанием.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
1 | 2 | ||||
Аудиторные занятия (всего) | 105 | 51 | 54 | ||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Лекции | 35 | 17 | 18 | ||
Практические занятия (ПЗ) | |||||
Семинары (С) | |||||
Лабораторные работы (ЛР) | 70 | 34 | 36 | ||
Самостоятельная работа (всего) | 111 | 55 | 56 | ||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Курсовой проект (работа) | |||||
Расчетно-графические работы | |||||
Реферат | 18 | 9 | 9 | ||
Другие виды самостоятельной работы | 93 | 46 | 47 | ||
Подготовка к лабораторным работам | 23 | 11 | 12 | ||
Домашние задания | 70 | 35 | 35 | ||
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | зач. | зач. | |||
Общая трудоемкость час зач. ед. | 216 | 106 | 110 | ||
6 | 3 | 3 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1. | Технологические процессы в металлургическом производстве | Вводная часть. Роль технологии в обеспечении качества продукции и экономической эффективности в машиностроении. Материалы, применяемые в машиностроении и приборостроении. Общее представление о производстве металлов. Доменный процесс. Производство стали в мартеновских печах, кислородных конверторах, электродуговых и индукционных печах. Производство меди и алюминия. |
2. | Технология литейного производства | Литейное производство. Изготовление отливок в песчаных формах. Сущность способа. Модельный комплект. Формовочные и стержневые смеси. Литниковые системы. Технология ручной и машинной формовки. Сборка форм и заливка их металлом. Специальные способы литья: литье по выплавляемым моделям, литье в оболочковые формы, кокильное литье, литье под давлением, центробежное литье. |
3. | Технология обработки металлов давлением | Общая характеристика формообразования заготовок пластическим деформированием. Классификация видов обработки металлов давлением. Физические основы процесса пластической деформации металла. Нагрев заготовок перед обработкой давлением. Сущность процессов прокатки, волочения и прессования, оборудование и схемы обработки. Сущность процессов ковки и штамповки, оборудование и инструмент, основные, вспомогательные и отделочные операции, особенности процессов. |
4. | Технологические процессы получения неразъемных соединений | Общая характеристика сварочного производства как технологического процесса получения неразъемных соединений. Физико-химические основы получения сварного соединения. Ручная электродуговая сварка: сущность процесса, электрические и тепловые свойства дуги, электроды, режимы сварки. Сварка под слоем флюса и в среде защитных газов. Газовая сварка и резка металла: сущность, особенности, применяемое оборудование. Специальные виды сварки: электроконтактная, электрошлаковая, газопрессовая, дугопрессовая, термитная, трением, взрывом, холодная, диффузионная, кузнечно-горновая, лазером, ультразвуковая, электронно-лучевая – краткая характеристика и назначение. Пайка конструкционных материалов. |
5. | Технологические процессы обработки металлов резанием | Физические основы формообразования резанием. Силы резания. Режущий инструмент: классификация и геометрия. Металлорежущие станки: классификация, назначение, основные узлы и механизмы, классификация движений. Понятие о режимах резания. Технологические процессы при точении, сверлении, фрезеровании, строгании, долблении, протягивании: назначение, область применения, особенности, типовые детали, режимы резания, инструмент, оборудование, станочные приспособления. Технологические процессы при шлифовании: назначение, физическая сущность процесса, абразивные материалы и инструменты, схемы шлифования, особенности, оборудование, режимы резания. Отделочные операции: полирование, притирка, хонингование, суперфиниширование. |
6. | Технологические процессы электрофизической обработки конструкционных материалов | Электроискровая, электроимпульсная, анодно-механическая, электроконтактная и ультразвуковая обработка поверхностей заготовок. Физическая сущность процессов, назначение, область применения, оборудование, режимы обработки. |
7. | Технологические процессы порошковой металлургии и композиционные материалы | Основы порошковой металлургии: исходные порошковые материалы, формование изделий, спекание, отделочная обработка. Классификация и физикотехнологические основы получения композиционных материалов. Изготовление полуфабрикатов и изделий из композиционных материалов. |
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 | ||
1. | Материаловедение | + | + | + | + | + | - | + |
2. | Метрология, стандартизация и сертификация | + | + | + | + | + | + | + |
3. | Основы технологии машиностроения | + | + | + | + | + | + | + |
4. | Технология ремонта металлургических машин и оборудования | + | + | + | + | + | + | + |
5. | Технология монтажа и ремонта оборудования нефтепереработки. | + | + | + | + | + | + | + |
6. | Технология ремонта машин и оборудования по добыче и переработке торфа | + | + | + | + | + | + | + |
7. | Техническая механика | - | + | + | + | + | - | - |
8. | Эксплуатация и обслуживание металлургических машин и оборудования | + | + | + | + | + | + | + |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин | СРС | Все-го час. |
1. | Технологические процессы в металлургическом производстве. | - | - | - | - | 26 | 26 |
2. | Технология литейного производства. | 8 | - | 14 | - | 16 | 38 |
3. | Технология обработки металлов давлением. | 9 | - | 20 | - | 16 | 45 |
4. | Технологические процессы получения неразъемных соединений. | 8 | - | 8 | - | 12 | 28 |
5. | Технологические процессы обработки металлов резанием. | 8 | - | 28 | - | 15 | 51 |
6. | Технологические процессы электрофизической обработки конструкционных материалов. | 2 | - | - | - | 12 | 14 |
7. | Технологические процессы порошковой металлургии и композиционные материалы. | - | - | - | - | 14 | 14 |
Итого | 35 | - | 70 | - | 111 | 216 |
6. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость (час.) |
1. | 2 | Разработка технологического процесса изготовления отливки в песчаной форме. | 14 |
2. | 3 | Разработка технологического процесса изготовления поковки свободной ковкой | 10 |
3. | 3 | Разработка технологического процесса изготовления поковки горячей объемной штамповкой | 10 |
4. | 4 | Разработка технологического процесса изготовления сварной конструкции | 8 |
5. | 5 | Геометрия режущего инструмента | 4 |
6. | 5 | Токарные станки, их кинематика и виды выполняемых работ | 6 |
7. | 5 | Технология механической обработки ступенчатого вала. | 6 |
8. | 5 | Сверлильные станки, их кинематика и виды выполняемых работ | 4 |
9. | 5 | Фрезерные станки, их кинематика и виды выполняемых работ | 4 |
10. | 5 | Шлифовальные станки, их кинематика и виды выполняемых работ | 4 |
Итого | 70 |
7. Практические занятия – не предусмотрены.
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) – не предусмотрены.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. ., , Технология конструкционных материалов: учеб. пособие ; С.-Петер. гос. горн. ин-т им. (техн. ун-т). – СПб. : Изд-во СПГГИ(ТУ), 2009
2. Технология конструкционных материалов. Заготовительное производство: метод. указания к лаб. работам / Сост.: , , ; С.-Петер. гос. горн. ин-т им. (техн. ун-т). – СПб. : Изд-во СПГГИ(ТУ), 2006
3. Технология конструкционных материалов. Изготовление соединений методами сварки и пайки: метод. указания к лаб. работам / Сост.: , , ; С.-Петер. гос. горн. ин-т им. (техн. ун-т). – СПб. : Изд-во СПГГИ(ТУ), 2006
4. Технология конструкционных материалов. Обработка металлов резанием: метод. указания к лаб. работам / Сост.: , , ; С.-Петер. гос. горн. ин-т им. (техн. ун-т). – СПб. : Изд-во СПГГИ(ТУ), 2009
б) дополнительная литература
1. , , Технология конструкционных материалов: учеб. пособие ; С.-Петер. гос. горн. ин-т им. (техн. ун-т). – СПб. : Изд-во СПГГИ(ТУ), 2005
2. Материаловедение и технология конструкционных материалов. М.: МИСИС, 2000
3. и др. Технология конструкционных материалов. М.: Машиностроение, 1985
Microsoft Windows XP, Microsoft Office.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
- Библиотека стандартов ГОСТ Р [сайт] URL: http://www.gost.ru (дата обращения 09.10.2012)
- Библиотека изобретений, патентов, товарных знаков РФ[сайт] URL: http://www.fips.ru (дата обращения 09.10.2012)
- Полнотекстовые базы данных, библиотека СПГГИ, URL: http://kodeks.spmi.edu.ru:3000 (дата обращения 09.10.2012)
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Лаборатория Металловедения – ауд. 5508, общая площадь 40,8 м2. В лаборатории установлены приборы для измерения твердости материалов, учебные муфельные печи. Имеются наглядные пособия, комплекты для изучения процессов литья, технологическая оснастка для металлорежущих станков – инструмент и приспособления. В лаборатории временно установлены учебные стенды для проведения лабораторных работ по оценке потерь в подшипниках качения и скольжения, определения сил трения в резьбе. В лаборатории могут одновременно заниматься 16 человек.
Лаборатория Технологии металлов – ауд. 5509, общая площадь 43,8 м2. В лаборатории установлены учебные металлорежущие станки, стенды для оценки износостойкости и усталостной прочности образцов, стенды с замкнутым контуром для испытаний зубчатых передач. В лаборатории могут одновременно заниматься до 10 человек.
Компьютерный класс – ауд. 7215, общая площадь 46,7 м2. В компьютерном классе установлены 6 компьютеров Р4-2400, 8 компьютеров Celeron1700, лазерный принтер и сканер. На стенах вывешены наглядные пособия с основными программами по специальным дисциплинам. В классе проводятся занятия в соответствии с расписанием, а также выполняются курсовые и дипломные проекты. В классе одновременно могут заниматься до 20 человек, в том числе 13 человек непосредственно за компьютерами.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Преподавание технологии конструкционных материалов заключается в чтении лекций, на основании которых студенты получают базовые знания, дающие им возможность ориентироваться в изучаемых вопросах и продолжать их изучение самостоятельно, а также в проведении лабораторных работ, составлению и защите студентами отчетов по этим работам.
Каждый студент получает 2 индивидуальных задания (по одному в каждом семестре), на основании которых готовит реферат. Материал реферата либо докладывается студентом в аудитории, либо защищается преподавателю индивидуально.
Выполненные и успешно защищенные лабораторные работы и реферат являются основанием для допуска студента к дифференцированному зачету.
Тематика домашних заданий связана с углубленным изучением материала, рассматриваемого на лекциях и в ходе выполнения лабораторных работ и органично с ним связана.
Промежуточные аттестации осуществляются на основании контроля преподавателем своевременного выполнения студентом всех видов работ за отчетный период, а также контроля посещаемости всех видов аудиторных занятий.
Таким образом, формируется единая система контроля и стимулирования студента в приобретении им соответствующих компетенций, т. е. его способности применять знания, умения и личные качества в соответствии с задачами профессиональной деятельности.
Разработчик:
Кафедра машиностроения доцент
