345-0329/01 – Production Technologies (VT)
| Gurantor department | Department of Mechanical Technology | Credits | 5 |
| Subject guarantor | prof. Ing. Radek Čada, CSc. | Subject version guarantor | prof. Ing. Radek Čada, CSc. |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Compulsory |
| Year | 1 | Semester | summer |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 2002/2003 | Year of cancellation | 2003/2004 |
| Intended for the faculties | FS | Intended for study types | Bachelor |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
.
Teaching methods
Lectures
Tutorials
Project work
Summary
Základní předmět, ve kterém se studenti seznámí s principy hlavních výrobních
metod – technologiemi tváření, slévání, svařování a obrábění a s příslušným
odborným názvoslovím. Obsahem předmětu jsou základní nástroje, stroje, volba
materiálů a metodika tvorby technologických postupů výroby jednoduchých
součástí včetně základních výpočtů.V předmětu budou studenti seznámeni s vlivem
tváření na vlastnosti materiálu, technologiemi plošného a objemového tváření,
nekonvenčními technologiemi tváření, základy slévárenství, nekonvenčními
metodami slévání, základy zpracování plastů, základními technologiemi
svařování, značením a výpočty svarových spojů a konstrukcí, hodnocením
svařitelností materiálů, technologiemi dělení materiálu, základy měření
strojních součástí, technologiemi jednotlivých operací třískového obrábění,
jakož i se zásadami a tvorbou technologických postupů.
Compulsory literature:
Recommended literature:
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
Program přednášek:
P1 Úvod do předmětu (seznámení s programem přednášek a cvičení, literaturou,
bodováním). Vliv tváření na vlastnosti a strukturu materiálu (definice a
význam tváření, základní mechanismy plastické deformace, kritické smykové
napětí, zpevnění materiálu, křivky zpevnění, základní faktory ovlivňující
plastickou deformaci - vliv struktury, teploty, tření, napjatosti a
rychlosti deformace). Základní zákony plastické deformace (zákon stálosti
objemu, zákon nejmenšího odporu, zákon závislosti deformace na napěťovém
stavu, zákon stálosti potenciální energie na změnu tvaru, zákon smykových
napětí, zákon pružného odlehčení, zákon zpevnění, zákon tření, zákon
přídavných napětí, zákon podobnosti).
P2 Objemové tváření za tepla (volné a zápustkové kování, základní operace
volného kování, návrh technologického postupu výroby výkovku, hlavní typy
tvářecích strojů pro kování, výkres výkovku, zásady pro volbu dělicí roviny
u výkovků, konstrukce průřezového obrazce a ideálního předkovku, předkovací
a dokončovací dutiny, funkce a varianty provedení výronkové drážky,
několikadutinové zápustky, konstrukce tvářecího nástroje, vložkování
zápustek, ohřev materiálu, předehřátí a mazání zápustek, ostřihování,
děrování a kalibrování výkovků, konečné úpravy výkovků, způsoby válcování
za tepla).
P3 Objemové tváření za studena (výhody technologie, základní způsoby
objemového tváření za studena, výpočet poměrných a logaritmických
deformací, křivky zpevnění, návrh technologického postupu výroby protlačku,
volba materiálu, stanovení tvaru a rozměrů polotovaru, přípravné před
tvářením, stanovení počtu tvářecích operací, technologické zásady pro návrh
protlačků a nástrojů, tvářecí síla a práce, dokončování výlisků).
P4 Plošné stříhání (základní operace plošného stříhání, střižná plocha,
velikost střižné mezery, střižná plocha, síla a práce, střih skloněnými
noži, zařízení ke stříhání - nůžky a lisy, rozdělení střihadel,
vystřihování součástí z tenkých plechů gumou, nástřihové plány,
hospodárnost nástřihového plánu). Přesné stříhání (přistřihování, stříhání
se zaoblenou střižnou hranou, stříhání se zkoseným přidržovačem, stříhání s
nátlačnou hranou, reverzní stříhání), objemové stříhání (za studena a za
tepla), stříhání tenkostěnných profilů a trubek (na profilových nůžkách, v
nástroji s odpadem a bez odpadu, kotoučovými noži), rozdělení lámání.
P5 Tažení plechu (rozdělení tažení, tažení bez ztenčení stěny, technologické
parametry tažení - tvar a velikost přístřihu, počet tažných operací a
jejich odstupňování, použití přidržovače, velikost tažné mezery, tvar
tažníku a tažnice, tažná síla, rychlost tažení, drsnost plechu a funkčních
částí nástroje, mazání), tažení nerotačních výtažků (tažení čtyřhranných,
stupňovitých, kuželových, sférických výtažků, tažení výtažků nepravidelných
tvarů, použití brzdicích žeber a lišt), technologičnost tažení výtažků.
Postupové tažení v pásu (bez nástřihu, s nástřihem, s natrháváním pásu),
tažení se ztenčením stěny, ohýbání (rozdělení ohýbání, ohyb úzkých a
širokých tyčí, zpevnění materiálu při ohýbání, technologické parametry
ohýbání - poloměr ohybu, ztenčení stěny v místě ohybu, odpružení po
ohýbání, zbytková pnutí, geometrie činných částí nástroje, výchozí délka
materiálu, technologičnost konstrukce ohýbaných součástí, technologické
metody ohýbání - ohýbání na ohýbacích strojích, na ohýbačkách, ohraňovacích
lisech, ohýbání válcováním, zakružování, rovnání).
P6 Slévání, slévárenské formovací směsi (základní složky, rozdělení
formovacích směsí, zkoušení formovacích směsí, úprava formovacích
materiálů, pomocné formovací látky), rovnovážné soustavy železa s uhlíkem,
materiály používané na odlitky, technologický proces výroby odlitků,
rozdělení a výroba slévárenských forem, způsoby odlévání do kokil
(gravitační, tlakové, odstředivé a plynulé lití), zvláštní způsoby výroby
odlitků (odlévání do forem z CT směsí, skořepinových a keramických forem),
základní druhy pecí podle způsobu ohřevu, vytloukání odlitků, čištění a
oprava chyb, kontrola odlitků). Výrobní dokumentace odlitku (slévárenský
postupový výkres, volba polohy odlitku ve formě, zásady pro stanovení
dělicí plochy, smrštění odlévaných slitin, přídavky na obrábění a přídavky
technologické, slévárenské úkosy, druhy modelů a jader, výkres odlitku),
vtoková soustava, navržení výfuku, nálitkování odlitků, vztlaková síla
působící na vršek formy, tepelné zpracování odlitků, vady odlitků,
konstrukční zásady pro navrhování odlitků.
P7 Nekonvenční způsoby tváření, tváření vysokými tlaky a energiemi (tažení s
pružnou tažnicí, tažení s pružným tažníkem, termální tažení, tažení
superplastických materiálů, tažení expanzním tažníkem, kovotlačení, tváření
elektohydraulické, elektromagnetické, hydromechanické, frekvenční a
ultrazvukové tváření, tváření výbuchem, tváření expanzí plynů. Plasty a
jejich zpracování (charakteristika plastů, rozdělení plastů podle vzhledu
makromolekul a podle chování za tepla, stavy plastů, vlastnosti plastů,
úprava plastů před zpracováním, pomocné látky, kompozitní materiály,
zpracování plastů v tekutém stavu - odlévání, lití, máčení natírání,
zpěňování, zpracování plastů v plastickém stavu - vstřikování, lisování,
přetlačování, tvarování, vytlačování, vyfukování, válcování, zpracování
plastů v tuhém stavu, technologičnost součástí z plastů).
P8 Charakteristika svarového a pájeného spoje (druhy svarových spojů, polohy
svařování, označování svarů., typy svařovaných konstrukcí). Rozdělení a
návrh svarových spojů s ohledem na zatížení (volba základního a přídavného
materiálu). Svařitelnost materiálů (základní pojmy).
P9 Rozdělení technologií svařování. Technologie svařování plamenem (princip,
typy plamenů a jejich nastavení, přídavné materiály, způsoby svařování,
parametry svařování, zařízení, použití).
P10 Základy termického dělení materiálů. Technologie svařování elektrickým
obloukem obalenou elektrodou (princip, přenos kovu v oblouku, typy obalů
elektrod, způsoby vedení elektrody, parametry svařování, zařízení, použití).
P11 Technologie svařování GTAW, GMAW (princip, přenos kovu v oblouku,
ochranné plyny, přídavné materiály, parametry svařování, zařízení,
použití). Svařování automatem pod tavidlem (princip, svařovací parametry,
přídavné materiály, zařízení, použití). Svařování elektrickým odporem
(princip, rozdělení).
P12 Svařování elektrickým odporem (typy spojů, svařovací parametry, zařízení,
použití). Technologie tvrdého a měkkého pájení materiálu (pájky, tavidla,
typy spojů , zařízení, použití).
P13 Význam technologie třískového obrábění, základní pojmy. Základy dílenské
metrologie. Uložení a vůle. Jednotlivé druhy uložení a vůlí, soustava
jednotné díry, jednotného hřídele a jejich význam v technologii obrábění.
P14 Nářadí (základní rozdělení a jeho údržba). Funkce a použití přesného
měřicího vybavení. Rozdělení a použití dílenských materiálů.
P15 Fyzikální základy procesu řezání. Definování základních pojmů v třískovém
obrábění. Geometrie břitu řezného nástroje a jeho význam při třískovém
obrábění.
P16 Volba vhodných řezných podmínek a parametrů. Technická a organizační
omezení. Základy tvorby technologických postupů.
P17 Výrobní výkresy, symboly, tolerance. Technologický význam kótování.
Technologičnost konstrukce, technologie montáže.
P18 Základní operace třískového obrábění s definovatelnou řeznou geometrií -
soustružení (jednotlivé druhy), frézování (způsoby a rozdělení).
P19 Vrtání a vyvrtávání, obrážení, hoblování, broušení, honování, lapování,
superfinišování, zaškrabávání, vroubkování a rýhování, ruční zabrušování.
P20 Nekonvenční metody obrábění. Nové směry v progresivním obrábění.
P21 Problematika přechodu na vysokorychlostní a vysokoobjemové obrábění.
Program cvičení:
1. Seznámení s programem cvičení, bezpečnost práce. Zadání programu
č. 1 „Objemové tváření za tepla“ (návrh technologického postupu výroby
zadané součásti kováním za tepla).
2. Konzultace a práce na programu č. 1, zadání programu č. 2 „Technologie
zpracování plechu“ (návrh nástřihového plánu a technologického postupu
výroby zadaného válcového výtažku tažením z plechu na více operací).
3. Práce na programu č. 2 „Technologie zpracování plechu“ (návrh nástřihového
plánu a technologického postupu výroby zadaného válcového výtažku tažením z
plechu na více operací).
4. Zadání programu č. 3 „Slévárenský postupový výkres“ (nakreslení výrobního
výkresu zadané součásti vyrobené z odlitku, návrh materiálu).
5. Práce na programu č. 3 „Slévárenský postupový výkres“ (výpočet vtokové
soustavy, výfuků, nálitků, nakreslení slévárenského postupového výkresu pro
zadanou součást), otázky testu č. 1.
6. Test č. 1, konzultace programů.
7. Bezpečnostní školení. Svařované konstrukce. Návrh svařence. Program č.
4 „Návrh svařence - náhrada odlitku svarkem“. Volba svařovacích parametrů
pro obloukové technologie svařování. Teplotní režim svařování. Volba
základního a přídavného materiálu. Označování svarů na výkresech. Základní
principy a použití technologií svařování.
8. Technologický postup svařování.- program č. 5 „Návrh svařence -
technologický postup“. Základní principy technologií svařování - ukázky v
laboratořích (GTAW, GMAW, MMAW, svařování plamenem APT, svařování
elektrickým odporem, tepelné dělení). Ukázky svarových spojů (různé
technologie a materiály).
9. Konzultace programů. Test č. 2.
10. Úvodní cvičení- program cvičení, podmínky pro udělení zápočtu. Základy
dílenské kontroly – práce se základními měřidly.
11. Základy dílenské kontroly (kontrola vnějšího závitu, kontrola ozubených
kol, kontrola plochého kalibru). Program č. 6 „Protokol měření“.
12. Geometrie břitu řezného nástroje.
13. Seminář k vypracování výrobního postupu (ukázky výrobních postupů) – zadání
programu č. 7. „Technologický postup“
14. Základní metody strojního opracování kovů (základní pojmy, nástroje). Práce
na programu č. 7. „Technologický postup“. Test č. 3.
15. Závěrečné zhodnocení cvičení a udělování zápočtů.
Seznam otázek:
1. Vliv tváření na vlastnosti a strukturu materiálu (definice a význam
tváření, základní mechanismy plastické deformace, kritické smykové napětí,
zpevnění materiálu, křivky zpevnění, základní faktory ovlivňující
plastickou deformaci - vliv struktury, teploty, tření, napjatosti a
rychlosti deformace).
2. Základní zákony plastické deformace (zákon stálosti objemu, zákon
nejmenšího odporu, zákon závislosti deformace na napěťovém stavu, zákon
stálosti potenciální energie na změnu tvaru, zákon smykových napětí, zákon
pružného odlehčení, zákon zpevnění, zákon tření, zákon přídavných napětí,
zákon podobnosti).
3. Objemové tváření za tepla (volné a zápustkové kování, základní operace
volného kování, výkres výkovku, zásady pro volbu dělicí roviny u výkovků,
konstrukce průřezového obrazce a ideálního předkovku, funkce a varianty
provedení výronkové drážky, konstrukce tvářecího nástroje, vložkování
zápustek, ohřev materiálu, předehřátí a mazání zápustek, ostřihování,
děrování a kalibrování výkovků, konečné úpravy výkovků). Návrh
technologického postupu výroby výkovku (konstrukce ideálního předkovku - na
jednoduchém příkladu vysvětlit, předkovací a dokončovací dutiny,
několikadutinové zápustky, hlavní typy tvářecích strojů pro kování),
způsoby válcování za tepla.
4. Objemové tváření za studena (pěchování, protlačování, výpočet poměrných a
logaritmických deformací, zpevnění, křivky zpevnění, návrh technologického
postupu výroby protlačku, fosfátování polotovarů).
5. Plošné stříhání (základní operace plošného stříhání, střižná plocha,
velikost střižné mezery, střižná plocha, síla a práce, střih skloněnými
noži, zařízení ke stříhání - nůžky a lisy, rozdělení střihadel,
vystřihování součástí z tenkých plechů gumou, nástřihové plány,
hospodárnost nástřihového plánu). Přesné stříhání (přistřihování, stříhání
se zaoblenou střižnou hranou, stříhání se zkoseným přidržovačem, stříhání s
nátlačnou hranou, reverzní stříhání). Objemové stříhání (za studena a za
tepla), stříhání tenkostěnných profilů a trubek (na profilových nůžkách, v
nástroji s odpadem a bez odpadu, kotoučovými noži), rozdělení lámání.
6. Tažení plechu (rozdělení tažení, tažení bez ztenčení stěny, technologické
parametry tažení - tvar a velikost přístřihu, počet tažných operací a
jejich odstupňování, použití přidržovače, velikost tažné mezery, tvar
tažníku a tažnice, tažná síla, rychlost tažení, drsnost plechu a funkčních
částí nástroje, mazání), technologičnost tažení výtažků. Tažení nerotačních
výtažků (tažení čtyřhranných, stupňovitých, kuželových, sférických výtažků,
tažení výtažků nepravidelných tvarů, použití brzdicích žeber a lišt),
postupové tažení v pásu (bez nástřihu, s nástřihem, s natrháváním pásu),
tažení se ztenčením stěny.
7. Ohýbání (rozdělení ohýbání, ohyb úzkých a širokých tyčí, zpevnění materiálu
při ohýbání, technologické parametry ohýbání - poloměr ohybu, ztenčení
stěny v místě ohybu, odpružení po ohýbání, zbytková pnutí, geometrie
činných částí nástroje). Výchozí délka materiálu při ohýbání,
technologičnost konstrukce ohýbaných součástí, technologické metody ohýbání
(ohýbání na ohýbacích strojích, na ohýbačkách, ohraňovacích lisech, ohýbání
válcováním, zakružování, rovnání).
8. Slévání, slévárenské formovací směsi (základní složky, rozdělení
formovacích směsí, zkoušení formovacích směsí, úprava formovacích
materiálů, pomocné formovací látky), rovnovážné soustavy železa s uhlíkem,
materiály používané na odlitky. Technologický proces výroby odlitků,
rozdělení a výroba slévárenských forem (ruční a strojní formování, postup
výroby netrvalé syrové formy pro odlévání, druhy a způsoby výroby jader).
Výrobní dokumentace odlitku (slévárenský postupový výkres - na jednoduchém
příkladu vysvětlit, volba polohy odlitku ve formě, zásady pro stanovení
dělicí plochy, smrštění odlévaných slitin, přídavky na obrábění a přídavky
technologické, slévárenské úkosy, druhy modelů a jader, výkres odlitku).
Vtoková soustava, navržení výfuku, nálitkování odlitků, vztlaková síla
působící na vršek formy, tepelné zpracování odlitků, vady odlitků,
konstrukční zásady pro navrhování odlitků. Rozdíly mezi odléváním ze šedé
litiny a z oceli na odlitky (tvar vtokové jamky, tvary kanálů, nálitkování,
smrštění, vhodnost použití), způsoby odlévání do kokil (gravitační,
tlakové, odstředivé a plynulé lití), zvláštní způsoby výroby odlitků
(odlévání do forem z CT směsí, skořepinových a keramických forem), základní
druhy pecí podle způsobu ohřevu, vytloukání odlitků, čištění a oprava chyb,
kontrola odlitků).
9. Nekonvenční způsoby tváření, tváření vysokými tlaky a energiemi (tažení s
pružnou tažnicí, tažení s pružným tažníkem, termální tažení, tažení
superplastických materiálů, tažení expanzním tažníkem, kovotlačení, tváření
elektrohydraulické, elektromagnetické, hydromechanické, frekvenční a
ultrazvukové tváření, tváření výbuchem, tváření expanzí plynů).
10. Plasty (charakteristika plastů, rozdělení plastů podle vzhledu makromolekul
a podle chování za tepla, stavy plastů, vlastnosti plastů, úprava plastů
před zpracováním, pomocné látky, kompozitní materiály). Zpracování plastů
(zpracování plastů v tekutém stavu - odlévání, lití, máčení natírání,
zpěňování, zpracování plastů v plastickém stavu - vstřikování, lisování,
přetlačování, tvarování, vytlačování, vyfukování, válcování, zpracování
plastů v tuhém stavu, technologičnost součástí z plastů).
11. Základní pojmy oboru svařování (typy svarových spojů; druhy svařovaných
konstrukcí, označování svarů na výkresech, základní technologie svařování,
polohy svařování, zdroje tepla při svařování). Rozdělení svařování
(základní skupiny svařování, hlavní zdroje energie při svařování, základní
metody svařování elektrickým obloukem, základní metody svařování
elektrickým odporem, metody svařování s koncentrovaným zdrojem tepla,
metody tepelného dělení).
12. Výpočet svarových spojů (rozdíl mezi statickým a únavovým namáháním, typy
zatížení, nosný průřez, převodový součinitel, výpočet a podmínky pevnosti
tupých svarových spojů, výpočet a podmínky pevnosti koutových svarových
spojů).
13. Teplotní cyklus svařování (teplotní cyklus, stanovení teplotního cyklu,
důsledky teplotních cyklů, tepelně ovlivněná zóna, pásma tepelně ovlivněné
oblasti, rozmezí teplot, průběh teplotního cyklu pro ROS, APT, ESS).
14. Svařitelnost materiálů (definice svařitelnosti, ukazatele svařitelnosti,
horké a lamelární trhliny a příčiny jejich vzniku, studené a žíhavé trhliny
a příčiny jejich vzniku, teplota předehřevu, hodnocení svařitelnosti podle
norem). Vady svarových spojů, zkoušení svarových spojů (příčiny vzniku vad,
vnější vady, vnitřní vady, kapilární a magnetická zkouška, zkouška
ultrazvukem, zkouška RTG).
15. Svařování plamenem (topné plyny pro svařování, druhy plamenů při svařování,
přídavné materiály pro svařování, technika svařování, použití svařování,
zařízení pro svařování). Dělení materiálu (definice zápalné teploty,
definice tepelného dělení kovů, podmínky řezatelnosti, řezání kovů
kyslíkem, materiály řezatelné kyslíkem, jiné způsoby dělení materiálu).
16. Ruční obloukové svařování obalenou elektrodou (oblasti elektrického
oblouku, parametry při svařování, funkce elektrod, typy obalů, zdroje
svařovacího proudu, použití svařování, označování elektrod podle ČSN EN).
17. Svařování v ochranných atmosférách (metoda WIG, metoda MIG, metoda MAG,
přídavné materiály pro jednotlivé metody, použití jednotlivých metod,
parametry svařování pro jednotlivé metody). Svařování elektrickým odporem
(princip vzniku spoje, bodové svařování, svařovací parametry, švové a
výstupkové svařování, stykové svařování, použití jednotlivých metod).
18. Třískové obrábění a jeho význam v současné strojírenské výrobě. Základní
pojmy.
19. Základy dílenské metrologie, základní pojmy. Rozdělení měřidel a jejich
používání. Měření délek, průměrů a úhlů.
20. Kontrola kalibrů, závitů a ozubených kol.
21. Soustava jednotné díry. Soustava jednotného hřídele. Význam jednotných
soustav pro technologii obrábění.
22. Rozdělení, zásady konstrukce a použití obráběcích strojů a obráběcích
nástrojů.
23. Geometrie břitu řezného nástroje a její vliv na optimalizaci řezných
podmínek.
24. Rozdělení, struktura a vlastnosti řezných materiálů. Řezivost, trvanlivost
a životnost obráběcích nástrojů.
25. Obrobitelnost obráběných materiálů. Třídy a indexy obrobitelnosti.
26. Rozdělení strojů a nástrojů pro soustružení. Druhy soustružnických prací a
řezné podmínky. Síla soustružení a její složky.
27. Rozdělení strojů a nástrojů pro frézování. Druhy frézařských prací a řezné
podmínky pro frézování. Základní kinematika frézování.
28. Technologie broušení, druhy a význam. Brousicí stroje a brusné nástroje.
29. Zásady pro zpracování technologických postupů. Výrobní výkres. Operační
listy.
30. Nekonvenční metody obrábění, význam, druhy a princip. Vysokorychlostní a
vysokoobjemové obrábění.
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.