Теоретичні основи ливарного виробництва
Спеціальність: Комп'ютерно-інтегровані технології художнього та ювелірного литва
Код дисципліни: 6.136.03.O.026
Кількість кредитів: 4.50
Кафедра: Матеріалознавство та інженерія матеріалів
Лектор: Д-р. техн. наук, Кулик Володимир Володимирович
Семестр: 5 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Формування фахових компетентностей:
? ФК 1 - здатність застосовувати системний підхід до вирішення проблем металургії.
? ФК 2 - критичне осмислення наукових фактів, концепцій, теорій, принципів і методів, необхідне для професійної діяльності в сфері металургії.
? ФК 5 - здатність застосовувати наукові і інженерні методи, а також комп’ютерне програмне забезпечення для вирішення типових та комплексних завдань ливарного виробництва, у тому числі в умовах невизначеності.
? ФК 6 - здатність визначити та дослідити проблему у сфері комп'ютерного моделювання й розроблення технологій художнього та ювелірного литва, а також ідентифікувати обмеження, зокрема ті, що пов’язані з питаннями сталого розвитку, охорони природи, здоров’я і безпеки та з оцінками ризиків.
? ФК 9 - здатність виявляти, класифікувати і описувати ефективність систем, компонентів і процесів в металургії на основі використання аналітичних методів і методів моделювання.
? ФК 11 - здатність реалізовувати концепції ощадливого виробництва та загальні принципи зниження виробничих витрат у металургії, а також впроваджувати ресурсозберігаючі технології, які дозволяють акумулювати ресурси, спрямовані на досягнення цілей в усіх напрямках діяльності металургійних і ливарних підприємств.
? ФК 12 - усвідомлення вимог до діяльності в сфері ливарного виробництва, зумовлених необхідністю забезпечення сталого розвитку.
? ФК 13 - здатність вирішувати типові інженерні завдання ливарного виробництва, зокрема із застосуванням сучасних засобів комп’ютерного моделювання.
? ФК 14 - усвідомлення характеристик специфічних матеріалів, обладнання, процесів та продуктів ливарного виробництва.
? ФК 15 - здатність застосовувати кращі світові практики, стандарти діяльності у металургії за спеціалізацією комп'ютерно-інтегрованих технологій художнього та ювелірного литва.
? ФК 16 - здатність управляти комплексними діями або проектами у ливарному виробництві для забезпечення досягнення поставленої мети з урахуванням всіх аспектів вирішуваної проблеми, у тому числі пов’язаних із виробництвом, експлуатацією, технічним обслуговуванням та утилізацією.
? ФКС 1.1 - здатність раціонально обирати матеріали, типові технологічні процеси, устаткування та оснащення для виготовлення металопродукції, в тому числі з використанням сучасних CAD/CAM/CAE систем, з метою забезпечення заданих властивостей, необхідних показників якості, мінімальної собівартості та впливу на оточуюче середовище при високих техніко-економічних показниках виробництва.
? ФКС 1.2 - усвідомлення основних етапів проектування технології ливарної форми, властивостей матеріалів для виготовлення модельних пристосувань, властивостей формувальних та стержневих матеріалів, здатність здійснювати розрахунки ливникових систем для виготовлення виливків з різних сплавів, розробляти необхідну технологічну документацію з урахуванням типу виробництва.
? ФКС 1.5 – здатність розрахувати кількість ливарного устаткування та його компоновки на виробничих площах ливарного цеху, визначити режими роботи ливарного цеху, його системи вентилювання та освітлення, розрахувати кількість ливарного матеріалу згідно технології виготовлення заданої кількості виливок, запропонувати основні заходи щодо пожежної безпеки та охорони праці.
? ФКС 2.6 - здатність застосовувати відповідні кількісні математичні, наукові і технічні методи та комп’ютерне програмне забезпечення для вирішення типових інженерних завдань в галузі ливарного виробництва, на основі системного підходу розв’язувати якісні та кількісні завдання в умовах реального виробництва.
? ФКС 2.7 - здатність використовуючи відомості щодо технології виробництва матеріалу та виробу, за допомогою певних положень та науково-технічної літератури готувати вихідні дані для вибору й обґрунтування науково-технічних і організаційних рішень в галузі ливарного виробництва.
Результати навчання: ЗН 2 - знання і розуміння інженерних наук, які лежать в основі спеціалізації, на рівні, необхідному для досягнення інших результатів програми, у тому числі достатня обізнаність в їх останніх досягненнях.
ЗН 3 - передові знання в галузі металургії й, зокрема, комп'ютерно-інтегрованих технологій художнього та ювелірного литва.
ЗН 5 - розуміння особливостей матеріалів, які застосовуються, обладнання та інструментів, інженерних технологій і процесів, а також їх обмежень у ливарному виробництві.
ЗН 8 - розуміння кращих світових практик і стандартів діяльності та навички застосовувати їх у металургійній галузі України.
УМ 1 - вміння виявляти, формулювати і вирішувати типові та складні й непередбачувані інженерні завдання і проблеми ливарного ви-робництва, що включає збирання та інтерпретацію інформації (даних), вибір і використання відповідних обладнання, інструментів та методів, застосування інноваційних підходів та спеціалізованого програмного забезпечення.
УМ 4 - вміння розробляти, проектувати та моделювати ливарні процеси і системи, які задовольняють встановлені вимоги, передбачаючи обізнаність про нетехнічні (суспільство, здоров'я і безпека, навколишнє середовище, економіка) аспекти, обирати і застосовувати адекватні методології проектування, у тому числі інструментами автоматизованого проектування.
УМ 5 - вміння обирати і використовувати системи управління і організації ливарного виробництва в сфері художнього та ювелірного литва.
УМ 15 - вміння застосовувати концепції бережливого виробництва та загальні принципи зниження виробничих витрат у металургії.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Вища математика
Фізика
Нарисна геометрія, інженерна та комп'ютерна графіка
Матеріалознавство та технологія конструкційних матеріалів
Теорія тепло- та масоперенесення
Теоретичні основи формоутворення
Технологія ливарної форми
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна вивчає основні фізико-хімічні закономірності кристалізації, формування структури і властивостей металів та сплавів; ливарні властивості сплавів та методи їх визначення; обладнання, що використовується для виплавлення ливарних сплавів; призначення і область застосування різних методів отримання литих заготовок залежно від ливарних властивостей сплавів; вимоги до технологічності литих деталей; причини появи різних видів браку при литті та способи їх усунення;
Дисципліна вчить проводити вибір технологічних процесів отримання виливків з врахуванням властивостей матеріалу заготовки; розробляти оптимальні технологічні процеси виготовлення литих заготовок без ливарних дефектів із заданою структурою і комплексом властивостей; керувати структурою при затвердінні і охолодженні для отримання заданих властивостей ливарних сплавів; обґрунтовано вибирати ливарні сплави, технології лиття та наступної обробки виливок, щоб забезпечити низьку матеріалоємність, надійну та тривалу роботу деталей машин в умовах експлуатації.
Опис: Ливарне виробництва в машинобудуванні. Розвиток ливарного виробництва в Україні.
Класифікація виливків і вимоги до них. Конструктивні елементи виливка та ливниково-живильної системи.
Класифікація та властивості ливарних сплавів
Класифікація способів виготовлення виливків (лиття в одноразові та напівсталі форми, виготовлення виливків у металевих формах, литтям під тиском, за допомогою виплавлюваних та випалюваних моделей, в оболонкових формах, штампуванням рідкого металу, електрошлаковим литтям; відцентрове лиття заготовок, лиття наморожуванням, безперервне та напівбезперервне лиття)
Склад і властивості шихтових матеріалів
Плавлення і випаровування металів.
Ливарні властивості сплавів (рідкотекучість, заповнюваність ливарної форми, взаємодія з газами, неметалеві включення).
Оброблення сплавів в рідкому стані (рафінування, флюсування, легування, модифікування).
Елементи ливникових систем. Типи ливникових систем. Особливості заповнення ливникових каналів. Регулювання роботи надливів (живлення виливків при усадці, розрахунок надливів).
Основні вимоги до формових та стрижневих сумішей. Загальне поняття про формувальні та стрижневі матеріали. Формувальні та стрижневі суміші
Основні властивості матеріалів. Атомно–кристалічна будова металів і сплавів. Дефекти кристалічної будови металів. Термодинамічні основи фазових перетворень металів. Кристалізація і будова металевого зливка. Регулювання кристалізаційних процесів та типи кристалічних структур в виливках
Процеси формування структури в виливках. Кристалізація сплавів, що утворюють твердий розчин (Дендритна кристалізація сплавів, Формування рівноосних кристалів, Евтектична кристалізація сплавів). Нерівноважна кристалізація і розвиток ліквації. Типи ліквації.
Усадкові процеси при твердінні виливків. Розвиток напружень і тріщин в виливках Дефекти виливків і причинно-наслідкові зв'язки з ливарними процесами. (Класифікація дефектів. Пригар. Поверхневий натяг форми і ужимина. Ситовидна пористість.)
Теорія сплавів. Діаграми стану сплавів. Фізичні та механічні властивості сплавів у рівноважному стані. Зв’язок між типом діаграми стану, складом і властивостями сплавів. Діаграма стану залізо-цементит.
Методи та критерії оцінювання: 1. Опитування та допуск до виконання практичних робіт.
2. Захист практичних робіт, в тому числі виконаних за індивідуальними завданнями.
3. Екзаменаційний контроль з письмовою та усною компонентами.
Критерії оцінювання результатів навчання: - письмові звіти з практичних робіт, усне опитування (40%);
- підсумковий контроль (60 %, екзамен): письмово-усна форма.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зра
Рекомендована література: Базова
1. Могилатенко В. Г. Теоретичні основи ливарного виробництва: навч. посіб. для студ. спец. "Обладнання ливарного виробництва" і "Ливарне виробництво чорних та кольорових металів" / В. Г. Могилатенко [та ін.] ; Нац. техн. ун-т "Харк. політехн. ін-т". – Х. : НТУ "ХПІ", 2011. – 287 с.
2. Лисенко Т. В. Теоретичні основи формування виливків : навч. посіб. для студентів вищ. техн. навч. закл., які навчаються за спец. "Ливарне виробництво чорних та кольорових металів і сплавів" та "Обладнання та технології ливарного виробництва" / Т. В. Лисенко [та ін.]; Нац. техн. ун-т "Харків. політехн. ін-т". – Харків : НТУ "ХПІ", 2014. – 191 с.
3. Дан Л. О. Ливарне виробництво: навчальний посібник для студентів металургійних спеціальностей / Л. О. Дан, Л. О. Трофімова ; М-во освіти і науки України, ПДТУ. Каф. технології і комп`ютерізації ливарного виробництва. – Маріуполь : ПДТУ, 2013. – 207 с.
4. Дусанюк Ж. П. Проектування та виробництво заготовок деталей машин. Литі заготовки: навчальний посібник / Ж. П. Дусанюк, О. П. Шиліна, С. В. Репінський, С. В. Дусанюк. – Вінниця: ВНТУ, 2009. – 199 с.
Допоміжна
1. Sahoo M. Principles of Metal Casting / M. Sahoo, S. Sahu. – Third Edition 3rd Edition, MsGraw-Hill Education, 2014. –795 p.
2. Srinivasan M. Science and Technology of Casting Processes / M. Srinivasan; InTech, 2012. – 350 p.
3. Campbell F.C. Elements metallurgy and engineering alloys / F.C. Campbell. – ASM International, 2008. – 645 р.
4. Chakrabarti A.K. Сasting technology and cast alloys / A.K. Chakrabarti. – PHI Learning Pvt. Ltd., 2005. – 288p.
5. Campbell J. Complete Casting Handbook. 2nd Edition: Metal Casting Processes, Metallurgy, Techniques and Design. Elsevier / J. Campbell: Butterworth-Heinemann, 2015. – 1054p.
Інформаційні ресурси
1. http://www.sciencedirect.com/science/book/9780750642842
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).