Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Липецкий государственный технический университет»

Утверждаю

Директор МИ

_ В.Б.Чупров

«»2011 г.

(Номер внутривузовской регистрации)

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

Теория обработки металлов давлением наименование дисциплины (модуля) Направление подготовки _150400 «Металлургия» Профиль подготовки_«Обработка металлов давлением»

Квалификация (степень) выпускника бакалавр_ (бакалавр, магистр, дипломированный специалист) Форма обучения _очная_ (очная, очно-заочная и др.) г. Липецк – 2011 г.

1. Цели освоения дисциплины (модуля) Целью преподавания дисциплины «Теория обработки металлов давлением» является формирование и закрепление у будущих специалистов основ знаний и закономерностей пластического деформирования металлов с различными процессами ОМД.

Для достижения поставленной цели в рамках дисциплины решаются следующие задачи:

ознакомление с основными технологическими процессами ОМД;

изучение взаимодействия пластически деформируемого тела и инструмента в основных процессах ОМД;

изучение видов пластической деформации;

изучение физической природы пластической деформации и формирования физических и механических свойств металлов;

изучение причин неравномерности деформации и способов предотвращения дефектов;

изучение зависимости коэффициента трения от параметров процесса обработки металла;

изучение законов теории ОМД, определяющих напряженнодеформированное состояние и силовые характеристики процессов ОМД;

развитие навыков расчета и анализа напряженно-деформированного состояния и силовых характеристик процессов ОМД.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Дисциплина «Теория обработки металлов давлением» в перечень дисциплин профессионального цикла, обеспечивающей обязательный минимум знаний для профессиональной деятельности в качестве бакалавра по специальности «Обработка металлов давлением» в соответствии требованиями государственного стандарта высшего профессионального образования.

Данная дисциплина базируется на знаниях, полученных в курсах «Математика», «Физика», «Механика сплошных сред», «Материаловедение», «Механика деформируемого твердого тела» и развивает навыки практического применения знаний для решения технологических задач.

3. Компетенции студента, формируемые в результате освоения дисциплины «Теория обработки металлов давлением»

По результатам изучения дисциплины студент должен знать:

физическую природу пластической деформации;

схемы деформации, схемы напряженного состояния и особенности технологических процессов ОМД;

основные закономерности и явления в очаге деформации различных процессов ОМД;

связь между напряжениями и деформациями;

условия пластического состояния деформируемого материала и его разрушения;

основные законы трения в очаге деформации;

условия формоизменения различных процессов ОМД и их влияние на физические и механические свойства металлов и сплавов;

причины неравномерности деформации при ОМД;

зависимость коэффициента трения от технологических факторов;

аналитические методы определения деформирующих усилий;

экспериментальные методы определения усилий деформаций.

По результатам изучения дисциплины студент должен уметь:

выбирать способ обработки давлением для получения требуемого продукта;

составлять математическое описание для расчета деформаций, напряжений и силовых параметров для различных процессов ОМД;

правильно использовать гипотезы и допущения при составлении математического описания процесса пластической деформации;

применять методы аналитического определения усилия деформации при решении практических задач.

По результатам изучения дисциплины студент должен владеть:

методами анализа напряженного и деформированного состояний в процессах ОМД;

методами анализа технологических процессов ОМД и их влияния на качество продукции.

4. Структура и содержание дисциплины «Теория обработки металлов давлением»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, часов (в том числе промежуточный контроль – 22 часа) Модуль 1. Физические основы пластической деформации металлов. Дислокации. Механизмы монокристаллов и поликристаллов.

Модуль 2. Основные законы теории Связь между напряжениями и деформациями. Схемы главных напряжений. Механические схемы металлов и сплавов деформации.

Роль и значение энергосиловых технологических процессов ОМД.

Модуль 3.Виды деформаций в свойств металла при холодной пластичность и сопротивление деформации Модуль 4. Формоизменение в процессах ОМД.

Формоизменение – основная цель обработки давлением. Параметры, определяющие изменение формы и размеров тела при пластической деформации; связь между ними.

скорости в обработке металлов давлением. Скорость деформации.

параметров процесса обработки.

давлением.

Неравномерность деформации при обработке давлением. Причины, вызывающие неравномерность деформации: влияние сил трения на несоответствие формы инструмента и формы деформируемого тела, неоднородность механических параметров процесса обработки.

Модуль 6. Аналитические методы параметров процессов обработки давлением.

Усилие и работа деформации.

определения деформирующих усилий и деформаций. Совместное уравнений равновесия и уравнения пластичности.

Модуль 7. Краткая характеристика основных технологических процессов ОМД.

прошивки. Объемная штамповка.

Операции листовой штамповки.

Прокатка: продольная, поперечная, поперечно-винтовая. Прессование:

прямое, обратное. Волочение.

напряженно-деформированного состояния.

Лабораторные работы, проводимые по курсу 1. Экспериментальная проверка формулы Зибеля для осадки.

2. Исследование зависимости давления от условий трения при осадке.

3. Определение работы деформации и внешних сопротивлений.

4. Влияние наклепа на сопротивление деформации.

5. Неравномерность деформации при прокатке.

6. Влияние скорости деформации на работу деформации.

7. Закон наименьшего сопротивления в процессах ОМД.

Перечень практических работ, выполняемых по курсу 1. Схемы напряженного и деформированного состояний для основных технологических процессов.

2. Определение сопротивления пластической деформации при холодной 3. Расчет усилия деформирования при осадке.

4. Влияние трения на вид эпюры нормальных напряжений при осадке прямоугольной полосы неограниченной длины.

5. Расчет накопления повреждений в процессе деформации.

Самостоятельная работа студентов 1. Изучение лекционного материала.

2. Подготовка к выполнению и защите лабораторных работ.

3. Подготовка к практическим занятиям и тестовому контролю.

4. Выполнение курсового задания Тема задания: подготовка реферата по самостоятельному изучению одной из технологических операций (процессов) обработки металлов давлением.

Например: назначение, краткая характеристика и технологический процесс волочения проволоки.

5. Образовательные технологии При изучении дисциплины «Теория обработки металлов давлением»

помимо лабораторных и практических занятий проводятся семинары, на которых обсуждаются наиболее важные в практическом применении вопросы; после выполнения контрольных работ производится разбор основных ошибок, допущенных студентами.

Подготовленные сообщения по курсовому заданию докладываются на практических и семинарских занятиях.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебнометодическое обеспечение самостоятельной работы студентов 1. Текущий контроль осуществляется согласно календарному графику изучения дисциплины и промежуточным тестовым заданиям.

2. Защита лабораторных работ.

3. Итоговым контролем является экзамен. Экзамен проводится в устной форме по ниже представленным вопросам.

1. Кристаллическое строение металлов. Дефекты кристаллической решетки.

2. Механизмы образования и размножения дислокаций.

3. Пластическая деформация монокристаллов.

4. Физическая природа пластической деформации поликристалла.

5. Изменения в металле, связанные с пластической деформацией.

6. Холодная и горячая деформации.

7. Диаграммы рекристаллизации.

8. Формирование физических и механических свойств металлов и сплавов в процессах ОМД. Анизотропия свойств.

9. Возможные схемы деформаций и напряженного состояния.

10.Влияние среднего напряжения на схему деформации.

11.Условие пластического деформирования материалов.

12.Определение предела текучести при холодной деформации.

13.Метод термомеханических коэффициентов для определения сопротивления деформации.

14.Роль трения при обработке металлов давлением.

15.Влияние трения на условия напряженно-деформированного состояния.

16.Способы определения коэффициента трения.

17.Технологические смазки для холодной и горячей деформации.

18.Влияние формы инструмента на напряженно-деформированное состояние обрабатываемого тела.

19.Причины, вызывающие неравномерность деформации.

20.Влияние неравномерности деформации на напряженнодеформированное состояние обрабатываемого тела и качество продукта обработки.

21.Механизмы образования микротрещин. Условия распространения трещин.

22.Граничные условия пластического состояния материала.

23.Влияние механической схемы деформации на усилие деформирования и пластичность.

24.Модель разрушения металла в процессе пластической деформации.

Хрупкое и вязкое разрушение.

25.Вероятностная модель разрушения.

26.Операции процессов ковки, объемной и листовой штамповки. Схемы деформации и напряженного состояния.

27.Производство листовой стали: оборудование и технологии. Схемы деформации и напряженного состояния.

28.Сортовая прокатка: оборудование и технология, схемы деформации и напряженного состояния.

29.Поперечно-винтовая прокатка: схемы деформации и напряженного состояния.

30.Процессы прессования и волочения: схемы деформации и напряженного состояния.

31.Параметры, определяющие изменение формы и размеров тела при пластической деформации.

32.. Правило наименьшего периметра и закон наименьшего сопротивления.

33.Усилие и работа деформации.

34.Решение задачи осадки полосы неограниченной длины инженерным 35.Анализ эпюр нормальных и касательных напряжений при различных условиях трения при осадке.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Теория обработки металлов давлением»

а) основная литература:

1. Шевакин, Ю.Ф. Обработка металлов давлением [Текст]/ Ю.Ф.

Шевакин, В.Н. Чернышев, Р.Л. Шевакин, Н.А. Мочалов. М.: Интермет инжиниринг. 2005.– 496 с.

2. Громов Н.П. Теория обработки металлов давлением. – М.:Металлургия, 3. Ефимов, В.Н. Сопротивление деформации в процессах прокатки.

[Текст]/ В.Н.Ефимов, М.Я. Бровман. М.: Металлургия.– 1996.–254 с.

4. Полухин, П.И. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. Справочник // П.И.Полухин, Г.Я. Гун, А.М. Галкин. – М.:Металлургия, 1983. – 352 с..

5. Целиков А.И. Теория прокатки. Справочник // А.И.Целиков, А.Д.Томленов, В.И.Зюзин, А.В.Третьяков, Г.С.Никитин. – М.:Металлургия, 1982. – 335 с.

б) дополнительная литература:

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Теория обработки металлов давлением»

Для проведения лабораторных занятий по дисциплине «Теория обработки металлов давлением» в лаборатории кафедры ОМД имеются прокатный стан 240, разрывная машина усилием 200 кН, маятниковый копёр.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению «Металлургия» и по профилю подготовки «Обработка металлов давлением»

Программа одобрена на заседании кафедры « 26» октября 2011 г., протокол