Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Липецкий государственный технический университет»

«УТВЕРЖДАЮ»

Директор МИ ЛГТУ

_ Чупров В. Б.

«» _2012 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Направление подготовки 150400.62 «Металлургия»

«Технология литейных процессов»

Профиль подготовки

БАКАЛАВР

Квалификация (степень) выпускника очная Форма обучения г. Липецк – 2012 г.

1. Цели освоения дисциплины (модуля) Основной целью освоения дисциплины «Технология литейного производства»

является формирование у учащихся теоретических основ и практических навыков в области их будущей профессиональной деятельности, включающей процессы получения изделий (отливок) из металлов и сплавов требуемого качества.

Для достижения поставленной цели учащимся необходимо изучение: теоретических основ формирования свойств исходных формовочных материалов, смесей и форм, методов их определения и регулирования; основных технологических процессов изготовления песчаных форм и стержней; модельной, опочной и другой технологической оснастки; ресурсосберегающих и безотходных технологий получения высококачественных и точных отливок.

Основная задача курса – привить учащимся знания, умения и навыки технолога, а также конструктора и частично исследователя.

Технико-экономический анализ применяемых и разрабатываемых технологических процессов, оснастки и материалов, приводимый в процессе обучения, дает учащимся элементы экономических и экологических знаний.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Учебная дисциплина «Технология литейного производства» входит в вариативную часть профессионального цикла образовательной программы подготовки бакалавров по направлению 150400 «Металлургия» и занимает ведущее место в подготовке учащихся по этому направлению.

Изучение дисциплины базируется на знаниях ранее изученных дисциплин математического и естественнонаучного и профессионального циклов: математики, химии, физики, физической химии, компьютерной графики, теплофизики, материаловедения и теории литейных процессов.

Курс состоит из следующих основных разделов (модулей):

1. Теория литейной формы.

2. Формовочные материалы и смеси.

3. Основы проектирования технологических процессов изготовления отливок, литейных форм и стержней.

4. Технологии изготовления разовых литейных форм и стержней.

Освоение данной дисциплины необходимо как предшествующее перед изучением учащимися дисциплины «Специальные виды литья», а также перед прохождением производственной и преддипломной практик.

3. Компетенции студента, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля) Знать:

• проблемы развития литейного производства и пути их решения с учетом современных достижений науки и техники (ОК-1, ПК-3);

• особенности взаимодействия формы с отливкой на всех этапах ее изготовления и способы его регулирования;

• составы и свойства исходных формовочных материалов, формовочных и стержневых смесей; методики контроля свойств формовочных материалов, смесей, форм и стержней;

• принципы проектирования литейных форм, модельной, опочной и другой литейной оснастки;

• перспективы развития и совершенствования теории и технологий литейного производства.

Уметь:

• применить профессиональные знания для реализации ресурсосберегающих и безотходных технологий получения высококачественных и точных отливок (ПК-1, ПКПК-5, ПК-13, ПК-20, ПК-22, ПК-23);

• Выполнять чертежи отливок и элементов литейной технологии (ПК-4, ПК-23);

• Рассчитывать материальные балансы технологических процессов изготовления отливок (ПК-20);

• Прогнозировать на основе информационного поиска конкурентоспособность материалов и технологий в литейном производстве (ПК-4, ПК-11, ПК-12);

• Применять методы анализа и обработки экспериментальных данных, систематизации научно-технической информации (ПК-20, ПК-22);

• Применять программное обеспечение для решения типовых задач при проектировании и производстве отливок;

• Принимать технологические решения, позволяющие использовать в литейном производстве безотходные и ресурсосберегающие технологии (ПК-1, ПК-4, ПК-11, ПКПК-20).

• навыками технолога, конструктора и частично исследователя (ПК-1, ПК-4, ПК-5, ПКнавыками работы с современными программными средствами подготовки конструкторско-технологической документации;

• методами анализа технологических процессов литейного производства и их влияния на • мотивациями и способностями для самостоятельного повышения уровня • способностями для аргументированного обоснования своих решений (ОК-6, ОК-13, 4. Структура и содержание дисциплины (модуля) Общая трудоемкость дисциплины составляет 10 зачетных единиц, 360 часов.

Курс Цели и задачи курса. Краткий обзор истории развития технологии литейного производства. Роль русских и советских ученых в развитии литейного производства.

Совершенствование и перспективы развития технологии литейного производства.

Повышение качества отливок, снижение их себестоимости и улучшения санитарногигиенических условий труда в литейных цехах.

Раздел (модуль) 1. Теория литейной формы (31 час аудиторных лекционных занятий) Тема 1.1. Современные представления о литейной форме (6 часов) Общая технологическая схема производства отливок в разовых песчаных формах.

Требования к литейной форме. Классификация литейных форм по служебным свойствам, методам формообразования, конструкции.

Тема 1.2. Силовые взаимодействия отливки с формой (6 часов) Виды и этапы взаимодействия. Необходимая прочность формы для различных этапов получения отливки. Изменения прочности формы в процессе взаимодействия ее с отливкой. Разупрочнение формы и дефекты отливки.

Тема 1.3. Тепловое взаимодействие отливки с формой (6 часов) Температуропроводность, аккумулирующая способность формы. Влияние свойств формы на заполняемость, скорость затвердевания и охлаждения отливок. Изменение свойств формы при взаимодействии с металлом отливки.

Тема 1.4. Газовые процессы в литейной форме (6 часов) Образование газов в форме и их проникновение в металл. Пористость, газопроницаемость, газотворность. Источники газов. Направленный газовый поток в негазотворной и газотворной формах и его регулирование.

Тема 1.5. Физико-химическое взаимодействие отливки с формой (7 часов) Влияние химического и минералогического составов формы на образование пригара.

Чистота поверхности и механизм образования пригара на отливках. Изменение состава металла отливки.

Раздел (модуль) 2. Формовочные материалы и смеси (20 часов аудиторных лекционных занятий) Тема 2.1. Классификация формовочных материалов (4 часа) Основные требования, предъявляемые к к формовочным материалам. Формовочные пески и глины, их происхождение, минералогическая. Химическая и гранулометрическая характеристики. Классификация песков и глин и их маркировка. Влияние примесей песка и глины на качество отливок.

Тема 2.2. Связующие материалы (4 часа) Классификация связующих, характеристика и область применения. Механизм упрочняющего действия различных связующих. Сульфитно-дрожжевая бражка, синтетические смолы, жидкое стекло, этилсиликаты, эмульсионные (комплексные) связующие.

Тема 2.3. Формовочные смеси и их свойства (4 часа) Классификация формовочных смесей. Подготовка исходных материалов и приготовление смесей. Изменение составляющих смесей при заливке металла и повторном использовании. Регенерация смесей. Физико-механические и технологические свойства формовочных и стержневых смесей, их определение и регулирование. Прочность во влажном, высушенном, напряженном и охлажденном состоянии. Поверхностная прочность. Пластичность. Газопроницаемость. Прилипаемость.

Текучесть. Живучесть, уплотняемость, долговечность, податливость, огнеупорность, пригораемость.

Тема 2.4. Стержневые смеси (4 часа) Классификация стержней и выбор смесей для различных классов и способов изготовления стержней. Стержневые смеси на органических связующих и синтетических смолах. Стержневые смеси на неорганических связующих.

Тема 2.5. Типовые составы формовочных и стержневых смесей (2 часа) Тема 2.6. Противопригарные пасты и краски (2 часа) Противопригарные добавки, припылы, краски, пасты и натирки. Высокоогнеупорные и химически нейтральные материалы для формовочных смесей и противопригарных красок. Основные свойства красок и их регулирование. Составы, приготовление и применение противопригарных паст и красок.

Раздел (модуль) 3. Основы проектирования технологических процессов изготовления отливок, литейных форм и стержней (31 часа аудиторных лекционных занятий) Тема 3.1. Конструирование технологичных отливок (4 часа).

Основные требования к технологической конструкции литой детали и отдельным ее частым. Конструирование отливок одновременного и направленного затвердевания.

Изменение конструкций литых деталей с целью улучшения их технологичности:

исключение стержней, отъемных частей, жеребеек, облегчение выбивки стержней, уменьшение веса при сохранении максимальной прочности, с минимальными напряжениями, без коробления и трещин.

Тема 3.2. Расчет и конструирование литниково-питающих систем (6 часов) Назначение литниковой системы. Требования к литниковым системам. Элементы литниковой системы. Типы литниковых систем. Основные принципы подвода металла в форму. Задержание шлака и неметаллических включений в литниковой система. Выпор, его назначение и выбор места установки. Методы расчета литниковых систем для различных отливок и различных видов производства.

Тема 3.3. Конструирование прибылей для отливок и методика их расчета (4 часа) Питание отливок. Усадка металла. Направленное и одновременное затвердевание.

Прибыли, их назначение, виды и расположение на отливках. Улучшение работы прибылей. Теплоизоляция и обогрев прибылей. Методики расчета.

Тема 3.4. Холодильники и методика их расчета (2 часа) Холодильники. Их назначение и виды. Методика расчета.

Тема 3.5. Основы проектирования отливок (4 часа) Разработка литейной технологии и составление технической документации на ее.

Основные правила выбора положения отливки в форме и рационального разъема модели, формы и стержней. Виды разъема. Определение припусков на механическую обработку и усадку. Конструктивные и формовочные уклоны. Галтели. Допуски. Выбор способа изготовления отливки, оборудования, оснастки и инструмента.

Тема 3.6. Правила выполнения чертежей отливок (4 часа) Тема 3.7. Основы проектирования литейных форм и стержней (12 часов) Конструкции форм, опок, газоотводные канаты. Определение границ, конструкций и размеров стержней и их знаков. Зазоры. Фиксаторы. Основы проектирования и конструирования стержневых ящиков. Правила выполнения чертежей элементов литейной формы и стержней. Чертеж формы в сборе.

Раздел (модуль) 4. Технология изготовления разовых форм и стержней (20 часов аудиторных лекционных занятий) Тема 4.1. Способы изготовления форм из песчано-глинистых смесей (4 часа) Классификация способов формовки. Ручная формовка в почве в почве по мягкой и жесткой постели, формовка в кессонах, жакетах, по шаблону, скелетная формовка, в стержнях.

Ручная формовка в опоках: с подрезкой, с отъемными частями, с фальшивой опокой, с перекидным болваном и др.

Тема 4.2. Способы машинной формовки песчано-глинистых смесей (4 часа) Способы уплотнения формовочной смеси прессованием. Уплотнение на машинах с верхним и нижним прессованием. Прессование диафрагмой. Вибропрессование, прессование под высоким удельным давлением, уплотнение встряхиванием, пескодувнопрессования формовка, импульсная формовка, безопочная формовка, вакуумная формовка, пескометная, формовка замораживанием и магнитная.

Тема 4.3. Способы изготовления стержней (4 часа) Способы уплотнения стержней. Армирование и вентиляция стержней. Контроль, сборка и склейка стержней. Изготовление стержней в ящиках и по шаблону. Специальные способы изготовления стержней. Изготовление стержней в нагретой и холодной оснастке.

Тема 4.4. Сборка и шлифовка форм, охлаждение, выбивка, обрубка и очистка литья ( часов) Сборка форм. Установка и фиксация стержней в форме. Жеребейки. Контроль сборки.

Расчет давления металла на верхнюю полуформу. Скрепление и нагрузка форм. Основные правила заливки форм. Охлаждение металла в форме. Ускорение охлаждения металла в форме. Способы выбивки Форм. Способы выбивки стержней из отливок. Удаление литников и прибылей. Обрубка и заточка отливок. Способы очистки поверхности отливок.

Виды брака отливок по вине формы, Контроль и исправление брака.

Практические работы отнесены к 1 и 2 разделам (модулям) - Теория литейной формы и Формовочные материалы и смеси.

Практические занятия являются формой индивидуально-групповой аудиторной учебной работы, основной целью которых является формирование навыков и умений в решении расчетных и практико-ориентированных задач в области литейного производства. В начале занятия преподаватель в соответствии с тематикой занятия разбирает типовые способы решения расчетных и практико-ориентированных задач, после чего учащиеся под руководством и при консультировании преподавателя выполняют индивидуальные задания. Преподаватель при проведении занятий выполняет функцию консультанта, который лишь направляет работу студентов на принятие правильных решений. Занятия осуществляются в диалоговом режиме, основными субъектами которого являются учащиеся.

Практические работы отнесены к 3 разделу (модулю) - Основы проектирования технологических процессов изготовления отливок, литейных форм и стержней.

Работа № 1. Выбор и определение основных размеров литниковой системы отливки ( часа) Работа № 2. Выбор и определение геометрических размеров прибылей отливки ( часа).

Работа № 3. Определение размеров внутренних холодильников отливки (4 часа).

Работа № 4. Разработка чертежей отливки и элементов литейной формы (4 часа).

Работа № 5. Проектирование модельного компонента (4 часа).

Работа № 6. Выбор размеров опок и проектирование модельных плит (4 часа).

Работа № 7. Проектирование формы в сборе и расчет массы груза для формы (4 ч).

Работа № 8. Проектирование технологии конкретной отливки (4 ч).

Лабораторные работы относятся ко 2 разделу (модулю) – Формовочные материалы и смеси и предполагают комплексные исследования составов и свойств, как исходных формовочных материалов, так и формовочных и стержневых смесей.

Лабораторные занятия являются формой групповой аудиторной работы в небольших группах. Основной целью лабораторных занятий является приобретение инструментальных компетенций и практических навыков в области литейного производства, знакомство с основным приборным и аппаратным обеспечением, способами контроля и измерения основных физических, технологических и механических свойств формовочных и стержневых смесей.

Лабораторная работа № 1. Определение марки формовочного песка (8 часов).

Лабораторная работа № 2. Определение свойств формовочных и стержневых смесей во влажном состоянии (8 часов).

Лабораторная работа № 3. Определение свойств формовочных и стержневых смесей в сухом состоянии (8 часов).

Лабораторная работа № 4. Определение марки формовочной глины (8 часов).

Лабораторные работы относятся к 4 разделу (модулю) – Технология изготовления разовых литейных форм и стержней и предполагают закрепление практических навыков изготовления разовых литейных форм и стержней различными способами.

Самостоятельная работа направлена на формирование способностей к самостоятельному познанию и обучению, поиску литературы, обобщению, оформлению и представлению полученных результатов (ОК-1, ОК-4), их критическому анализу, поиску новых и неординарных решений, аргументированному отстаиванию своих предложений, умений подготовки выступлений и ведения дискуссий (ОК-2). Включает также в себя изучение рекомендованной литературы и лекций, оформление отчетов по лабораторным и практическим занятиям (ОК-10).

В соответствии с требованиями ФГОС ВПО при изучении дисциплины «Теория литейных процессов» предусматривается использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий в виде демонстрации учебных видеофильмов, презентаций, электронных лекций. Все студенты обеспечиваются учебными пособиями и литературой в электронном виде. При проведении лабораторных работ и в самостоятельной работе студентов используются семинары в диалоговом режиме, деловые игры.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Вопросы к экзамену 1. Цели и задачи дисциплины.

2. Краткий обзор истории развития технологии формообразования.

3. Схема технологического процесса (ТП) получения отливок с использованием песчаноглинистых смесей (ПГС).

4. Элементы литейной формы. Понятия и определения.

5. Классификация отливок по назначению.

6. Группы качества отливок.

7. Эксплуатационные свойства отливок.

8. Точность отливок. Нормирование точности.

9. Конструкционные и технологические требования к литой детали.

10. Оценка литейной технологичности.

11. Особенности изготовления литых деталей. Параметры, определяющие качество отливки.

12. Технические и технологические принципы выбора способа литья.

13. Возможности и области применения основных способов литья.

14. Преимущества и область применения литья в ПГС.

15. Классификационные признаки способов изготовления литья.

16. Принципы выбора положения отливки в форме, назначение линии разъема формы.

17. Технологические припуски, напуски.

18. Формовочные уклоны.

19. Литейные стержни, их конструкция.

20. Прибыли, их классификация, исполнение.

21. Определение мест установки прибылей, расчет объема прибылей.

22. Расчеты геометрических размеров прибылей.

23. Холодильники литейные, их классификация, места установки.

24. Расчеты холодильников.

25. Литниковые системы (ЛС), определение, требования предъявляемые к ЛС.

26. Основные элементы ЛС.

27. Типы ЛС.

28. Выбор места подвода металла в полость формы.

29. Расчет ЛС.

30. Состав технологической документации на изготовление отливки.

31. Сущность процесса формовки.

32. Классификация формовочных процессов (способы уплотнения).

33. Уплотнение смеси прессованием.

34. Уплотнение смеси встряхиванием.

35. Уплотнение смеси пескометом.

36. Уплотнение смеси пескодувным и пескострельным способом.

37. Опочная машинная формовка.

38. Технология безопочной формовки.

39. Вакуумно-пленочная формовка.

40. Способы извлечения моделей из полуформ.

41. Формовка с использованием жидкостекольных смесей, отверждаемых продувкой СО2.

42. Формовка с использованием холодно-твердеющих смесей (ХТС).

43. Формовка с использованием горяче-твердеющих смесей.

44. Литейная оснастка, назначение, способы применения.

45. Материалы модельной оснастки, особенности применения.

46. Опоки, классификация опок, конструктивные элементы.

47. Сборка и крепление форм.

48. Заливка литейных форм, параметры заливки.

49. Способы выбивки отливок.

50. Виды брака по вине литейной формы.

51. Финишные операции при производстве отливок.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) а) основная литература:

1. Литейное производство / Под ред. А.М.Михайлова. - М.: Машиностроение, 2007.

2. Технология литейного производства. Литье в песчаные формы: учебник для вузов/ А.П.

Трухов, Ю.А. Сорокин, М.Ю. Ершов и др.; под ред. А.П. Трухова.-М., 2005.

3. Жуковский С.С. Холоднотвердеющие связующие и смеси для литейных стержней и форм: справочник.- М., 2010.

б) дополнительная литература:

1. Гуляев Б.Б. Теория литейных процессов. - М.: Машиностроение, 1984.

2. Балабин В.В. Модельное производство. - М.: Машиностроение, 1970.

3. Степанов Ю.А., Семенов В.И. Формовочные материалы. - М.: Машиностроение, 1969.

4. Лабораторные работы по технологии литейного производства / Под ред. А.В.

Курдюмова. - М.: Машиностроение, 1990.

5. Справочнике по чугунному литью / Под ред. Н.Гиршовича, Л.: Машиностроение, 1978.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы 1. http://www.ruscastings.ru/ 2. http://www.rsl.npp.ru/ 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) Для успешного проведения занятий по дисциплине «Теория литейных процессов»

кафедра располагает необходимой материально-технической базой, обеспечивающей проведение всех видов занятий, предусмотренных данной программой, и соответствующей действующим санитарным и противопожарным правилам и нормам:

специализированными лабораториями для проведения лабораторных работ;

аудиторией, оборудованной интерактивной доской;

специализированным компьютерным классом для проведения практических занятий и семинаров с использованием прикладных программ;

выходом в Интернет;

научно-технической, справочной и методической литературой.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению 150400.62 «Металлургия» (квалификация (степень) «бакалавр»), профиль подготовки «Технология литейных процессов».

Автор: к.т.н., доцент Суслов А. А.

Программа одобрена на заседании кафедры литейного производства «23» декабря 2011 г., протокол №