Апробация учебной рабочей программы подготовки бакалавров по направлению 150400.62 "Металлургия" по дисциплине "Листовая штамповка"
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Педагогика высшей школы
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Автор:
Жаров Максим Владимирович
Год издания: 2015
Кол-во страниц: 11
Дополнительно
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Раздел 4. Проблемы экономики и управления на предприятиях отрасли 241 УДК 621.983 DOI 10.12737/8163 АПРОБАЦИЯ УЧЕБНОЙ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ПОДГОТОВКИ БАКАЛАВРОВ ПО НАПРАВЛЕНИЮ 150400.62 "МЕТАЛЛУРГИЯ" ПО ДИСЦИПЛИНЕ "ЛИСТОВАЯ ШТАМПОВКА" Жаров Максим Владимирович доцент, к.т.н. ФГБОУ ВПО "МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского" 121552, г. Москва, Оршанская ул., д.3, тел. (499) 141-94-53. Е-mail: tomd@mati.ru Рассматривается разработанная учебная програма по подготовке бакалавров по направлению 150400.62 "Металлургия" профиль подготовки "Обработка металлов и сплавов давлением" по одной из наиболее важных дисциплин "Листовая штамповка". 1. Цели и задачи освоения дисциплины Основной целью освоения дисциплины «Листовая штамповка» явля ется приобретение студентами, специализирующимися в области обработ ки металлов давлением, знаний, умений и навыков в разработке техноло гических процессов холодной штамповки листовых материалов и констру ировании рациональной штамповой оснастки, обосновании выбора и оцен ки свойств используемых материалов, направленных на обеспечение про фессиональной деятельности на уровне квалификации бакалавра. Задачами изучения курса являются обеспечение подготовки студен тов для решения профессиональных задач, возникающих при разработке технологических процессов холодной штамповки листовых материалов, умение обосновать принимаемые решения и прогнозировать конечные результаты с учетом взаимопреемственности с другими специальными курсами подготовки по направлению150400 «Металлургия» и профиля «Обработка металлов и сплавов давлением» и предшествующими дисци плинами.
Сборник статей "Современные технологии обработки металлов и сплавов" 242 2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Дисциплина реализуется на профессиональном этапе обучения, на третьем и четвертом курсе. Дисциплина относится к вариативной части профессионального блока дисциплин. Для освоения курса, полного понимания всех особенностей курса необходимы базовые знания, полученные на уровнях предшествующей подготовки, а также на курсах общеинженерной и специализированной направленности, таких как «Начертательная геометрия и компьютерная графика», «Основы конструирования и детали машин», «Материаловеде ние», «Теория обработки металлов давлением» и т.д. 3. Требования к результатам освоения дисциплины: Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций (в соответствии с Федеральным государственным образова тельным стандартом высшего профессионального образования по направ лению подготовки 150400 «Металлургия» (квалификация (степень) «бака лавр»): • владеть культурой мышления, обобщать и анализировать информа цию, поставить цель и выбрать пути ее достижения (ОК-1); • уметь использовать фундаментальные общеинженерные знания (ПК-1); • уметь сочетать теорию и практику для решения инженерных задач (ПК-4); • уметь осуществлять и корректировать технологические процессы в металлургии и материалообработке (ПК-10); • уметь выявлять объекты для улучшения в технике и технологии (ПК-11); • уметь применять методы технико-экономического анализа (ПК-14); • уметь использовать физико-математический аппарат для решения задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-20);
Раздел 4. Проблемы экономики и управления на предприятиях отрасли 243 • уметь выполнять элементы проектов (ПК-23); • уметь обосновывать выбор оборудования для осуществления техно логических процессов (ПК-25). В результате освоения дисциплины обучающийся должен: 3.1. Знать: • теоретические основы листовой штамповки; • особенности расчета энергосиловых параметров деформационных операций при проектировании процессов листовой штамповки; • основные принципы выбора технологического оборудования при реализации процессов листовой штамповки; • принципы основных технологических процессов производства и обработки черных и цветных металлов, устройства и оборудова ние для их осуществления; 3.2. Уметь: • разрабатывать новые и модернизировать старые технологические процессы производства деталей методами листовой штамповки; • производить основные технологические расчеты при разработке технологических процессов методами листовой штамповки: • выполнять чертежи деталей и элементов конструкций; • выполнять расчеты на прочность и жесткость рабочих деталей штампов холодной штамповки; • принимать технологические решения, позволяющие использовать безотходные и ресурсосберегающие технологии в металлургии и материалообработке. 3.3. Владеть: • методами анализа напряженного и деформированного состоя ний материалов, принципами выбора материалов для элементов конструкций и оборудования;
Сборник статей "Современные технологии обработки металлов и сплавов" 244 • методами анализа технологических процессов и их влияния на качество получаемых изделий; • навыками разработки технологических процессов получения изделий листовой штамповкой. Структура курса представлена в таблице 1. Таблица 1 Вид учебной работы Всего Курс/семестр З.е. Часы 3 4 5 6 7 8 Аудиторные занятия (АЗ) (всего), в том числе: 4,5 162 1,5 3,0 Лекции (ЛК) 1,5 54 0,5 1,0 % лекционных часов 33% 33 % 33% 33% Лабораторные работы Практические занятия 2,5 90 0,75 1,75 Семинарские занятия Текущий контроль 0,5 18 0,25 0,25 % интерактивных форм обучения 67% 67 % 67% 67% Самостоятельная работа (СР) всего), в том числе: 4,5 162 1,5 3,0 Курсовая работа: (КР) Курсовой проект: (КП) 2,0 72 2,0 Расчетно-графические работы (РГР) 1,5 54 1,5 Научноисследовательская работа (НИР) Другие виды самостоятельной работы 1,0 36 1,0 Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен): Зачет Экзаме н Зачет Экзаме н Зачет Экзамен Общая трудоемкость дисциплины и трудоемкость по семестрам: 9 324 3 6
Раздел 4. Проблемы экономики и управления на предприятиях отрасли
245
4.
Структура и содержание дисциплины (модуля)
4.1. Содержание разделов дисциплины:
Таблица 2
№ п/п
Наименование
раздела дисци
плины
Содержание раздела
Трудоемкость,
з.е./часы
1
Введение. Классификация операций листовой
штамповки.
Сущность процесса штамповки. Краткая ис
торическая справка о развитии штамповки из
листовых материалов. Классификация процессов и операций холодной штамповки, технологическая оснастка. Содержание технологического процесса изготовления полуфабрикатов и деталей. Роль российских ученых в развитии
теории и технологии листовой штамповки.
0,5/18
2
Материаловедческие аспекты
листовой штамповки.
Связь между структурой и свойствами мате
риалов и возможностью использовать их при
штамповке. Требования, предъявляемые к материалам, используемых для изготовления полуфабрикатов и деталей с помощью листовой
штамповки. Основные методы оценки штампуемости материалов и сплавов, механические испытания, металлографические исследования,
технологические пробы. Материалы для штамповки. Сортамент. Марки материалов, их
назначение, требования и условия приемки.
0,5/18
3
Разъединительные операции
листовой штамповки.
Классификация разъединительных операций.
Резка листов на ножницах различной конструкции. Усилие резки, расчет потребных усилий и
выбор оборудования. Конструктивные параметры режущего инструмента.
Вырубка и пробивка. Схемы операций,
напряженно-деформированного состояния металла в очаге деформации. Факторы, влияющие
на качество поверхности среза. Расчет потребных усилий и их зависимость от геометрии рабочих элементов штампов.
Зачистка деталей в штампах. Способы зачистки. Припуск на зачистку и его распределение по
периметру детали. Зазоры между очистными пуансонами и матрицами. Потребные усилия.
Способы чистовой вырубки и пробивки.
Влияние способа вырубки и пробивки на точность размеров детали и качество поверхности
среза. Потребное усилие. Методы определения
размеров заготовок при получении деталей вырубкой. Способы раскладки деталей на плоскости исходной заготовки. Технологические перемычки и зависимость их величин от основных
факторов. Коэффициент использования материалов, пути его повышения.
1,0/36
Сборник статей "Современные технологии обработки металлов и сплавов"
246
Продолжение таблицы 2
4
Формоизменяющие
операции. Гибка.
Гибка. Напряженно-деформированное состоя
ние материала при гибке. Радиусы и углы гибки.
Пружинение и методы борьбы с ним. Расчет потребных усилий. Геометрия и параметры элементов гибочных ручьев. Методы определения размеров заготовок при получении деталей гибкой.
1,0/36
5
Формоизменяющие
операции. Вытяжка.
Вытяжка. Способы вытяжки. Механизм вы
тяжки без утонения и с прижимом и без прижима
заготовки. Понятие о коэффициентах вытяжки.
Расчет усилий и выбор типа оборудования при
штамповке-вытяжке без утонения. Зазоры, радиусы скругления и на пуансонах и матрицах.
Вытяжка
с
утонением.
Напряженнодеформированное состояние металла в очаге деформации. Контактное трение при вытяжке с
утонением и его влияние на величину потребного
усилия. Расчет усилия вытяжки.
Основные показатели деформации. Геометрия рабочих элементов вытяжных штампов. Особые случаи вытяжки.
Методы определения размеров и формы
плоских заготовок при получении деталей вытяжкой без утонения и с утонением.
1,0/36
6
Формоизменяющие
операции. Формовочные операции.
Формовочные операции: обжим, раздача, от
бортовка, рельефная штамповка. Схемы операций, показатели операций и их определение, потребные усилия, расчет заготовок, конструктивные параметры рабочих элементов штампов.
0,5/18
7
Различные способы
штамповки листовых материалов.
Штамповка на гидравлических прессах.
Штамповка на молотах. Высокоскоростные методы штамповки листовых материалов. Штамповка
с использованием эластичных рабочих элементов
штампов.
Токарно-давильные работы. Особенности
процесса штамповки с предварительным нагревом заготовок.
0,5/18
8
Технологическая
оснастка для холодной штамповки.
Классификация штампов для холодной штам
повки. Типовые детали и узлы штампов: рабочие
элементы, направляющие плиты, прижимы, плиты, хвостовики, колонки, втулки, державки,
упоры, фиксаторы, трафареты, ловители, направляющие линейки, блоки, буферные устройства,
привод, подвижные фиксирующие элементы.
Точность изготовления и чистота обработки
деталей штампа. Материалы деталей штампов.
Примеры типовых конструкций штампов. Порядок проектирования штампов. Определение центра давления. Расчеты рабочих элементов. Проверочные расчеты плит и колонок.
1,0/36
Раздел 4. Проблемы экономики и управления на предприятиях отрасли 247 Продолжение таблицы 2 9 Проектирование технологических процессов листовой штамповки. Анализ технологичности формы детали и вы бор способа производства. Установление характера и последовательности штамповочных операций. Расчет и определение размеров исходной заготовки. Определение количества переходов и установление оптимальной геометрии рабочих элементов штампов. Выбор смазки и мест ее нанесения на рабочие элементы штампа. Вспомогательные операции - термическая обработка, отделочные операции. Точность штампованных деталей. Расчет усилий и выбор деформирующих машин - орудий. Выбор конструкций штампа. Расчет экономической эффективности технологического процесса. 1,0/36 10 ИТОГО 7,0/252 4.2. Разделы дисциплины и виды занятий. Таблица 3 № п/п Наименование раздела дисциплины ЛК ЛР ПЗ СЗ ТК СР 1 Введение. Классификация операций листовой штамповки. + + + 2 Материаловедческие аспекты листовой штамповки. + + + + 3 Разъединительные операции листовой штамповки. + + + + 4 Формоизменяющие операции. Гибка. + + + + 5 Формоизменяющие операции. Вытяжка. + + + + 6 Формоизменяющие операции. Формовочные операции. + + + 7 Различные способы штамповки листовых материалов. + + + 8 Технологическая оснастка для холодной штамповки. + + + + 9 Проектирование технологиских процессов листовой штамповки. + + + +
Сборник статей "Современные технологии обработки металлов и сплавов" 248 Тематика практических занятий. • Стандарты на листовые полуфабрикаты. Ознакомление с ос новными методами оценки штампуемости листовых материалов. Экспе риментальная оценка штампуемости некоторых алюминиевых сплавов. • Основные типы раскроя. Определение оптимального варианта раскроя в зависимости от конфигурации и размеров вырезаемого контура и исходной заготовки с учетом предполагаемого способа штамповки. Рас чет КИМ. Расчет усилия штамповки. • Расчет размеров заготовок при изготовлении плоских дета лей с использованием различных видов разделительных операций. • Расчет и построение разверток гнутых деталей. Пружинение и его учет при конструировании штамповой оснастки. Раскладка разверток на поле заготовки. • Расчет размеров плоских заготовок с использованием раз личных методов: расчетно-графических, графических. • Решение задач по определению количества операций при изго товлении вытяжкой деталей различной конструкции. Расчет усилия штам повки. • Технологические расчеты формовочных операций. Изменение толщины заготовки в деформируемой зоне. • Конструктивные схемы штампов листовой штамповки. Ос новные узлы и детали. Исполнительные размеры рабочих элементов штампов и их геометрия. Зазоры между пуансонами и матрицами, опреде ление центров давления одиночного пуансона произвольной формы и мно гопуансонной системы. Прочностные расчеты деталей штампов и оптими зация их конструкций. • Обоснование и выбор схемы технологического процесса из готовления изделия. Варианты последовательности выполнения штам повочных операций в зависимости от конструкции изделия и серийности
Раздел 4. Проблемы экономики и управления на предприятиях отрасли 249 его производства. Расчет элементов технологического процесса. Оптими зация типажа оборудования и штамповой оснастки. 5. Примерная тематика курсовых проектов (работ) Целью курсового проектирования является разработка технологиче ского процесса изготовления заданной детали методами листовой штам повки в условиях заданной серийности производства. Курсовой проект является самостоятельной инженерной работой и требует от студента знаний теории операций, основных методик расчета элементов технологического процесса, типовых конструкций штампов для листовой штамповки. Кроме того, при выполнении курсового проекта сту дент должен продемонстрировать знание ряда предшествующих дисци плин, таких как «Начертательная геометрия и компьютерная графика», «Основы конструирования и детали машин», «Материаловедение», «Тео рия обработки металлов давлением» и т.д. Курсовой проект по своему содержанию и объему является закон ченной разработкой технологического процесса с описанием заготови тельных, штамповочных, отделочных, термических и вспомогательных операций, оборудования, необходимого для их выполнения, инструмента. Задание на курсовое проектирование (индивидуальное для каждого студента) выдается и выполняется в 7 семестре. Задание включает чертеж детали, подлежащей изготовлению, с указанием материала и программы выпуска изделий в год. Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки (объем записки не более 40-50 машинописных листов) и графической части (3-х листов формата А1). В графической части представляется чертеж изделия, сборочные чертежи штампа на заключительных формоизменяющих или разделительных операциях технологического процесса, чертежи рабочих деталей штампов, технологическую схему процесса, компоновочные схе мы расположения оборудования.
Сборник статей "Современные технологии обработки металлов и сплавов" 250 Примеры задания на курсовой проект: • Разработать технологический процесс изготовления детали типа "скоба" из малоуглеродистой стали 10 с годовой программой выпус ка 100 000 штук в год. Чертеж изделия представлен ниже. • Разработать технологический процесс изготовления детали типа "стакан" из алюминиевого сплава АД31 с годовой программой вы пуска 50 000 штук в год. Чертеж изделия представлен ниже. 6. Образовательные технологии Методика преподавания дисциплины «Листовая штамповка» преду сматривает проведение лекционных занятий с активным применением аудиовизуальных средств (презентаций, схем, плакатов, слайдов и т.д.). В целях интенсификации процесса обучения широко используются интерак тивные методы обучения в виде практических занятий по основным темам дисциплины, обсуждение конкретных примеров, самостоятельное выпол нение расчетно-графических работ. 7. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учеб но-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация сту дентов осуществляется с использованием контрольных тестов, экспресс - опросов. Итоговой формой контроля по курсу является зачет и экзамен. Библиографический список 1. Федеральный государственный образовательный стандарт высше го профессионального образования (ФГОС ВПО) по направлению подго товки 150400 Металлургия (Степень - "бакалавр"), утвержденный При казом Министерства образования и науки Российской Федерации от 16 декабря 2009 г. № 734.