Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Машиностроительный институт

Кафедра сварочного производства и методики профессионального обучения

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по образовательной политике _______________В.Я.Шевченко

«____»_________________201 г.

Учебно-методический комплекс дисциплины «основы заготовительного производства» для студентов всех форм обучения

направления подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям)

профиля подготовки «Машиностроение и материалообработка»

профилизации «Технологии и технологический менеджмент в сварочном производстве»

Екатеринбург

РГППУ

2013

Учебно-методический комплекс дисциплины «Основы заготовительного производства». Екатеринбург, ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2013. 32 с.

Авторы: канд.пед.наук., доц. М.А.Федулова;

ст.преподаватель Д.Х.Билалов;

преподаватель О.В.Кислинская

Рецензент: канд. хим.наук, доц. Р.И.Ишметова

Одобрен на заседании кафедры сварочного производства и методики профессионального обучения. Протокол от « 7 » марта 2013 г. № 7.

Заведующая кафедрой М.А.Федулова

Рекомендован к печати методической комиссией Машиностроительного института РГППУ. Протокол от « 13 » марта 2013 г. № 7.

Председатель методической

комиссии МаИ РГППУ А.В.Песков

СОГЛАСОВАНО:

Зав. сектором инспектирования ИМО УМУ С.В.Пеннер

Директор МаИ А.А.Жученко

© ФГАОУ ВПО «Российский

государственный профессионально-

педагогический университет», 2013

Подписано в печать _________. Формат 60´84/16. Бумага для множ. аппаратов.

Печать плоская. Усл. печ. л. ___. Уч.-изд. л.____. Тираж ____ экз. Заказ № ____.

ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет». Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.

Ризограф ФГАОУ ВПО РГППУ. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью изучения курса «Основы заготовительного производства» является формирование у студентов системы знаний о современных технологических процессах получения металлических и неметаллических материалов, а также технологиях получения машиностроительных заготовок, на основе которых будущий бакалавр сумеет самостоятельно овладевать новыми знаниями в условиях постоянного развития науки и производства.

Для формирования системы знаний, необходимой для будущей профессиональной деятельности, изучение дисциплины «Основы заготовительного производства» преследует решение следующих задач:

1) обучение физико-химическим основам и технологии процессов производства конструкционных материалов машиностроения, их наиболее характерным свойствам и классификации.

2) овладение основными методами получения заготовок и изделий из конструкционных материалов.

3) формирование умений по выбору вида заготовки или полуфабриката, рационального способа их получения, исходя из формы конечного изделия, его назначения и условий эксплуатации.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина «Основы заготовительного производства» относится к дисциплинам вариативной части Математического и естественнонаучного цикла.

Для изучения данной учебной дисциплины необходимы следующие знания, умения и навыки, формируемые предшествующими дисциплинами:

- Материаловедение

Знания: строение твердых тел, строение железоуглеродистых сплавов, их структура в зависимости от температурного воздействия и содержания углерода, маркировка сталей.

Умения: оценивать влияние различных факторов на механические и технологические свойства сплава

Владения: расшифровка сталей, выбор вида термообработки для придания необходимых свойств сплавам.

- Химия

Знания: строение веществ, основы химической термодинамики, основы теории растворов, окислительно-восстановительные реакции, химическое равновесие, его характеристика.

Умения: расчет термодинамических величин, уравнения ОВР.

Владения: расчет электронных балансов окислительно-восстановительных реакций, определение валентности элементов, расчет тепловых балансов химических реакций, расчет констант равновесия химических реакций.

- Физика

Знания: Законы механики, законы электростатики и электромагнетизма, законы термодинамики, диффузия, основы молекулярно-кинетической теории, способов теплопередачи.

Умения: расчеты электрической цепи

Владения: определение физических констант, расчеты тепловых балансов, термодинамических потенциалов.

-Высшая математика

Знания: интегральное и дифференциальное исчисление

Умения: производить расчеты, построение векторов

Владения: определение и расчет интегралов и дифференциалов.

Перечень последующих учебных дисциплин, для которых необходимы знания, умения и владения, формируемые данной учебной дисциплиной:

• «Практическое (производственное) обучение»;

• «Технология и оборудование электродуговой сварки»;

• «Производство сварных конструкций»;

• «Газопламенная обработка металлов»;

• «Технология и оборудование контактной сварки».

3. КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Процесс изучения дисциплины «Основы заготовительного производства» направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению подготовки.

Общекультурные компетенции (ОК):

ОК-16 Способен выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессионально-педагогической деятельности;

ОК-17 Готов использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессионально-педагогической деятельности.

Профессиональные компетенции (ПК):

ПК-28 Готов к конструированию, эксплуатации и техническому обслуживанию учебно-технологической среды для практической подготовки рабочих Готов к конструированию содержанию учебного материала по общепрофессиональной и специальной подготовке рабочих;

ПК-31 Способен использовать передовые отраслевые технологии в процессе обучения рабочей профессии (специальности)

Профильно-специализированные компетенции (ПСК):

ПСК-2 Готов участвовать в осуществлении проектирования и модернизации сварочных учебно-производственных мастерских в процессе обучения рабочего (специалиста) соответствующего квалификационного уровня (ПСК-3)

ПСК-3 Готов участвовать в осуществлении проектирования и модернизации сварочных учебно-производственных мастерских в процессе обучения рабочего (специалиста) соответствующего квалификационного уровня.

По окончании изучения курса студент должен:

Знать:

• Основные виды машиностроительных материалов;

• Принципы использования природных ресурсов, энергии и материалов;

• Сущность процессов и физико-химических явлений лежащих в основе производства конструкционных материалов;

• Сущность и технологические возможности методов формообразования заготовок различными способами;

• принципы получения неразъемных соединений методами пайки и сварки;

Уметь:

• Выбирать технологические схемы получения и формообразования заготовок для изготовления изделий и деталей машин с требуемыми свойствами;

• Выбирать материалы и технологические процессы для решения задач профессиональной деятельности;

• Применять типовые подходы по обеспечению безопасности жизнедеятельности и экологической безопасности.

Владеть / быть в состоянии продемонстрировать:

• Осуществлением выбора методов получения заготовок для деталей сварных конструкций.

4. СТРУКТУРА ДИСЦИПЛИНЫ

   1. Объем дисциплины и виды учебной работы

Таблица 1

Вид и объем учебной работы	Форма обучения
	Очная	Заочная с полным сроком	Заочная с сокращенным сроком
Общая трудоемкость дисциплины, ч (зач. ед.)	108 (3)	108 (3)	108 (3)
Аудиторные занятия	40	10	8
лекции	20	4	4
практические занятия	20	6	4
семинарские занятия
лабораторные работы
другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа	68	98	100
изучение теоретического курса	30	60	80
реферат
домашние задания	30	30	12
подготовка к экзамену
подготовка к зачету	8	8	8
Вид промежуточного контроля (семестр)	Зачет (4-й семестр)	Зачет (4-й семестр)	Зачет (3-й семестр)

2. Содержание и тематическое планирование дисциплины

Таблица 2

№ п/п	Разделы учебной дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной деятельности и трудоемкость (в часах)					Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
				Лекции	Практические занятия	Лабораторные работы	СРС	Консультации
	Введение. Основы металлургического производства Физико-химические основы металлургического производства Производство чугуна Производство стали Производство цветных металлов Безотходные и ресурсосберегающие технологии в металлургическом производстве	4	1-5 1 2,3 3	6 1 2 2,5 0,5	8 2 2 4	-	20	Еженед.	Собесед. – 2; Участие в практ. занятии – 3, 5. Тестовый контроль – 3.
	Основы получения металлических заготовок Общие сведения о формообразовании заготовок Основы технологии литейного производства Основы технологии обработки металлов давлением.	4	6-8 6 7 8	6 2 2 2	6 4 2	-	20	Еженед.	Собесед. – 8, 11; Участие в практ. занятии –7, 13. Тестовый контроль –10.

Окончание табл. 2

	Основные операции заготовительного отделения сварочного производства: Подготовка металлопроката к запуску в производство; Разметка и наметка деталей; Раскрой листов и резка металла; Очистка поверхности вырезанных заготовок; Правка листовых конструкций; Маркировка заготовок; Контроль качества в заготовительном отделении сварочного производства	4	9-15 11 12 13-14 15 15 15 15	8 1 1 2 1 1 1 1	6 4 2	-	28	Еженед.	Собесед. – 15; Участие в практ. работе – 14.
	Подготовка к зачету						4
Всего за курс				20	20	-	68		Зачет
				108

3. Содержание дисциплины

Таблица 3

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела
1	2	3
1.	Введение. Основы металлургического производства	Цели изучения дисциплины «Основы заготовительного производства». Классификация железоуглеродистых сталей. Области применения железоуглеродистых сталей.
1.1	Физико-химические основы металлургического производства	Понятия о рудах различных металлов. Принципы получения металла из руд восстановлением, электролизом и металлотермией. Флюсы, топливо, огнеупорные материалы в металлургическом производстве.

Продолжение табл. 3

1.2	Производство чугуна	Устройство доменной печи. Физико-химические процессы, протекающие в доменной печи: горение топлива, восстановление железа и сопутствующих элементов, науглероживание железа, шлакообразование, реакции очистки металлического расплава от фосфора и серы. Продукты доменного производства: переделанный чугун, ферросплавы, доменные шлак и газы. Технико-экономические показатели производства чугуна. Мероприятия по оценке и увеличению производства доменной печи. Классификация и правила маркировки чугунов.
1.3	Производство стали	Основные физико-химические процессы при получении стали. Кислородно-конверторный способ производства стали. Мартеновский способ производства стали. Производство стали в дуговых и индукционных электропечах. Качественные характеристики электростали. Традиционные способы разливки стали в изложницы: разливка верху и сифонная. Строение стального слитка. Принципы устройства вертикальной и радиальной установок непрерывной разливки стали. Сравнительная оценка способов разливки стали и качества получаемых слитков. Дополнительные способы повышения качества стали. Разливка стали в инертной атмосфере. Обработка расплава синтетическим шлаком. Вакуумная дегазация расплава. Переплавы: электрошлаковый, вакуумно-дуговой, электронно-лучевой и плазменно-дуговой. Прогрессивные способы получения стали. Сталеплавильные агрегаты непрерывного действия (САНД). Внедоменные способы получения стали (железа): восстановление в кипящем слое, получение губчатого железа в тиглях, металлизация окатышей. Классификация и правила маркировки сталей.
1.4	Производство цветных металлов	Производство меди, алюминия, титана и их сплавов. Распространенные руды, необходимые флюсы и огнеупорные материалы. Физико-химические процессы получения цветных металлов. Способы рафинирования цветных металлов и сплавов.
1.5	Безотходные и ресурсосберегающие технологии в металлургическом производстве	Комплексное использование металлических руд. Использование материалов попутной добычи, вторичного сырья и отходов горнодобывающих, коксохимических и металлургических производств в народном хозяйстве России. Создание безотходных технологий и замкнутых циклов в черной и цветной металлургии.
2.	Основы получения металлических заготовок
2.1	Общие сведения о формообразовании заготовок	Понятия о машиностроительных заготовках и их качестве. Основные физические, механические и химические свойства материалов, используемые при формообразовании.

Окончание табл. 3

2.2	Основы технологии литейного производства	Общие сведения о литейном производстве. Современное состояние и значение литейного производства в машиностроении. Классификация способов изготовления отливок. Общая технологическая схема изготовления отливок. Литейные свойства сплавов: жидкотекучесть, линейная и сплавов: жидкотекучесть, линейная и объемная усадка, газопоглощение, склонность к ликвации. Дефекты в отливках и способы их устранения. Изготовление отливок в песчанно-глинистых формах. Литейная технологическая оснастка. Формовочные и стержневые смеси, их состав и свойства. Ручная формовка: в двух опоках, безопочная, в кессонах. Заливка форм. Выбивка и очистка отливок. Специальные способы литья: по выплавляемым моделям в оболочковые формы, в металлические формы, под давлением, центробежное, полунепрерывное, выжимание, вакуумным всасыванием, намораживанием.
2.3	Основы технологии обработки металлов давлением	Общие сведения об обработке металлов давлением (ОМД). Значение ОМД для получения заготовок в машиностроении и перспективы их развития. Пластическая и упругая деформация металлов. Классификация видов обработки металлов давлением. Прокатка. Сущность процесса прокатки, способы прокатки, инструмент и оборудование прокатки. Продукция прокатного производства. Прессование. Сущность процесса. Прессование прямое, обратное. Инструмент, оборудование и технология процесса. Волочение. Сущность процесса и технология процесса. Инструмент, оборудование. Свободная ковка. Сущность процесса. Инструмент, оборудование и технология ковки. Горячая объемная штамповка. Сущность процесса горячей объемной штамповки, применяемые заготовки. Штамповка в открытых и закрытых штампах. Холодная штамповка. Холодная объемная штамповка. Схема и сущность холодного вдавливания и высадки. Листовая штамповка. Характерные дефекты кованых заготовок и методы контроля качества.
3	Основные операции заготовительного отделения сварочного производства	Приемка и хранение металлопроката. Подготовка металлопроката к запуску в производство. Разметка и наметка деталей. Раскрой листов и резка металла. Раскрой листов. Механическая резка. Общие положения разделительной газотермической резки. Плазменная резка. Лазерная резка. Резка узкоструйной плазмой. Сравнительная оценка газотермических способов резки. Гидроабразивная резка. Очистка поверхности вырезанных заготовок. Правка листовых конструкций. Гибочные операции на листовых деталях. Снятие фасок под сварку механическим путем. Сверлильные операции. Оборудование для высечки мелких деталей. Холодная штамповка. Оборудование и технологии вырезки деталей из профильного проката. Операция зиговки. Маркировка заготовок. Механическая лезвийная обработка деталей. Анодно–механическая резка труднообрабатываемых деталей. Контроль качества в заготовительном отделении сварочного производства. Транспорт заготовительного производства.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В преподавании курса «Основы заготовительного производства» используются следующие формы:

● лекции; практические занятия, в рамках которых решаются задачи, обсуждаются вопросы лекций и домашних заданий; контрольные работы;

● самостоятельная работа студентов, включающая усвоение теоретического материала, выполнение домашних заданий, выполнение и подготовка к защите практических работ; подготовка к текущему контролю знаний и к промежуточным аттестациям;

● рейтинговая технология контроля учебной деятельности студентов для обеспечения их ритмичной работы в течение семестра

● консультирование студентов по вопросам учебного материала, решения задач.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

   1. ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Основные требования к содержанию контрольной работы

Контрольная работа должна быть оформлена на листах формата А4 рукописно или с использованием компьютера (что приветствуется при оформлении контрольной работы).

Контрольная работа должна содержать:

• титульный лист (образец титульного листа имеется в Приложении А);

• задание на контрольную работу;

• ответы на поставленные в задании вопросы;

• список использованной литературы, оформленный в соответствии с ГОСТ.

Каждый вариант задания к выполнению контрольной работы состоит из двух вопросов, которые требуют изложения теоретического материала по ос­новным разделам курса. Номера вариантов заданий к контрольной работе при­ведены в таблице 1. Номер первого и второго вопроса контрольной работы определяется по первой букве фамилии студента и последней цифре зачетной книжки, номер второго вопроса. Напри­мер, студент Иванов (номер зачетной книжки 955457) выбирает номер первого и второго вопроса – 7 и 16; студент Сидоров (номер зачетной книжки 965733) номера первого и второго вопросов 2 и 13; студент Фадеев (номер зачетной книжки 957189) номе­ра первого и второго вопросов 1 и 18.

Номера вариантов первого и второго вопроса контрольной работы

Таблица 4

Первая буква фамилии студента	Последняя цифра зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И	1, 39	2, 34	3, 38	4, 36	5, 29	6, 40	7, 33	8, 31	9, 30	10, 35
К, Л, М, Н, О, П, Р, С, Т, У	11, 31	12, 32	13, 33	14, 34	15, 40	16, 39	17, 38	18, 37	19, 36	20, 35
Ф, Х, Ц, Ч, Ш, Щ, Э, Ю, Я	21 10	22 11	23 12	24 13	25 14	26 15	27 16	28 17	29 18	30, 19

Варианты вопросов контрольной работы

1. Основные положения к выбору оптимального способа получения заготовки.

2. Факторы, влияющие на себестоимость производства в машиностроении.

3. Технико-экономический сравнительный анализ выбора заготовки.

4. Выбор материала заготовок

5. Технологичность конструкции заготовок

6. Основные способы получения отливок.

7. Требования, предъявляемые к литейным сплавам.

8. Особенности применения отливок из серого чугуна.

9. Особенности применения отливок из конструкционных нелегированных сталей.

10. Особенности применения отливок из высоколегированных сталей.

11. Характеристики литейных сплавов: физико-механические (плотность, прочность, пластичность, температура плавления и др.); химический состав; литейные свойства сплавов (жидкотекучесть, усадка, ликвация).

12. Получение отливок литьем в песчано-глинистые формы.

13. Получение отливок литьем в оболочковые формы.

14. Получение отливок литьем по выплавляемым моделям.

15. Получение отливок литьем в металлические формы.

16. Получение отливок литьем под давлением.

17. Получение отливок центробежным литьем.

18. Получение отливок штамповкой жидкого металла.

19. Основные положения к выбору способа литья.

20. Назначение припусков на механическую обработку и допусков на размеры отливок.

21. Производство заготовок пластическим деформированием

22. Получение заготовок из проката

23. Материалы, применяемые для обработки металлов давлением.

24. Способы получения заготовок прокаткой.

25. Получение заготовок ковкой.

26. Получение заготовок горячей объемной штамповкой.

27. Приемка и хранение металлопроката.

28. Подготовка металлопроката к запуску в производство.

29. Разметка и наметка деталей.

30. Раскрой листов.

31. Механическая резка.

32. Общие положения разделительной газотермической резки.

33. Плазменная резка.

34. Лазерная резка.

35. Резка узкоструйной плазмой.

36. Сравнительная оценка газотермических способов резки.

37. Гидроабразивная резка.

38. Очистка поверхности вырезанных заготовок.

39. Правка листовых конструкций.

40. Гибочные операции на листовых деталях.

2. ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАЧЕТУ