345-0332/01 – Conservation Procedures I - Technologies of Forming, Casting and Welding (PÚ I)
| Gurantor department | Department of Mechanical Technology | Credits | 3 |
| 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 | winter |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 1999/2000 | Year of cancellation | 2008/2009 |
| Intended for the faculties | FS | Intended for study types | Bachelor |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Students will be able:
• to explain basic ideas concerned technologies of forming, casting and welding,
• to illustrate the influence of forming upon properties and structure of materials,
• to explain basic laws of plastic deformation,
• to describe basic tools, machines and principles of technologies of volume hot forming, volume cold forming, material blanking, sheet-metal drawing, bending, casting, non-conventional forming technologies, polymers and its processing, basic welding technologies, marking and coputation of welded joints and constructions, evaluation of materials weldability and material cutting technologies.
They gain:
• knowledge of principles and technical terms of principal production methods – technologies of forming, casting and welding,
• knowledge of basic technologic production processes used in mechanical engineering production, which is necessary for understanding of modern production technologies.
They will be able:
• to choose suitable materials and master of creation method of technologic production processes of simple parts included basic computations.
Teaching methods
Lectures
Individual consultations
Tutorials
Project work
Summary
Basic subject, in which the students will be acquainted with principles of main production methods – technologies of forming, casting and welding with due order technical terms. Subject contents tools, machines, choice of materials and method of creation of technologic production processes of simple parts included basic computations.
In subject the students will be acquainted with influence of forming upon properties and structure of materials, basic laws of plastic deformation, technologies of volume hot forming and cold forming, technologies of area shearing and blanking, accurate blanking, volume shearing, shearing of thin-walled sections and tubes, breaking, technologies of sheet-metal drawing, progressive drawing in strip, drawing with wall thinning, technologies of bending, casting, with casting sand mixtures, non-conventional forming technologies, polymers and its processing, basic welding technologies, marking and coputation of welded joints and constructions, evaluation of materials weldability and material cutting technologies.
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:
Týden Náplň přednášek
1 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).
P2 - 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).
2 P3 - 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).
3 P4 - 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).
P5 - 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).
4 P6 - 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.
5 P7 - 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.
P8 - 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).
6 P9 - 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).
7 P10 - 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.
P11 - 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.
8 P12 - 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).
9 Charakteristika svarového, pájeného a lepeného spoje. Rozdělení a návrh
svarových spojů s ohledem na zatížení. Svařitelnost materiálů - základní pojmy.
10 Rozdělení technologii svařování. Technologie svařování plamenem.
Základy termického dělení materiálů.
11 Obloukové technologie svařování. Technologie svařování elektrickým
obloukem obalenou elektrodou. Svařování automatem pod tavidlem.
12 Technologie svařování v ochranných plynech. GTAW, GMAW, FCAW.
13 Svařování elektrickým odporem. Technologie tvrdého a měkkého pájení
materiálu. Základy lepení.
14 Vady svarových, pájených a lepených spojů. Základní metody kontroly
svarových, pájených a lepených spojů.
Program cvičení + individuální práce studentů:
Týden Náplň cvičení
1 Seznámení s programem cvičení, bezpečnost práce. Zadání programu č.
1 „Objemové tváření za tepla“.
2 Vysvětlení postupu řešení programu č. 1 „Objemové tváření za tepla“
(návrh technologického postupu výroby zadané součásti kováním za tepla)
3 Práce na programu č. 1 „Objemové tváření za tepla“ (návrh
technologického postupu výroby zadané součásti kováním za tepla). Zadání
programu č. 2 „Technologie zpracování plechu“.
4 Vysvětlení postupu řešení programu č. 2 „Technologie zpracování plechu“
(návrh nástřihového plánu a technologického postupu výroby zadaného válcového
výtažku tažením z plechu na více operací).
5 Práce na programu č. 2 „Technologie zpracování plechu“. Zadání programu
č. 3 „Slévárenský postupový výkres“.
6 Vysvětlení postupu řešení programu č. 3 „Slévárenský postupový výkres“
(nakreslení výrobního výkresu zadané součásti vyrobené z odlitku, návrh
materiálu).
7 Práce na programu č. 3 „Slévárenský postupový výkres“ (výpočet vtokové
soustavy, výfuků, nálitků, nakreslení slévárenského postupového výkresu pro
zadanou součást), otázky testu č. 1.
8 Test č. 1, konzultace programů.
9 Bezpečnostní školení. Svařované konstrukce. Návrh svařence. Program č.
4 „Návrh svařence“.
10 Volba svařovacích parametrů pro obloukové technologie svařování.
Teplotní režim svařování. Volba základního a přídavného materiálu. Označování
svarů na výkresech.
11 Základní principy a použití technologií svařování - ukázky v
laboratořích (GTAW, GMAW, MMAW, svařování plamenem).
12 Technologický postup svařování. Program č. 5 „Návrh svařence -
technologický postup“. Práce na programech č. 4 a 5.
13 Základní principy technologií svařování - ukázky v laboratořích
(svařování elektrickým odporem, tepelné dělení). Ukázky svarových spojů (různé
technologie a materiály).
14 Kontrola svarových a pájených spojů. Test č. 2.
Seznam otázek ke zkoušce:
Č. otázky Znění otázky
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).
4 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.
5 Objemové tváření za studena (pěchování, protlačování, výpočet poměrných
a logaritmických deformací, zpevnění, křivky zpevnění, návrh technologického
postupu výroby protlačku, fosfátování polotovarů).
6 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).
7 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.
8 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.
9 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.
10 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).
11 Výchozí délka materiálu při ohýbání, technologičnost konstrukce
ohýbaných součástí, technologické metody ohýbání (ohýbání na ohýbacích
strojích, na ohýbačkách, ohraňovacích lisech, ohýbání válcováním, zakružování,
rovnání).
12 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.
13 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).
14 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).
15 Vtoková soustava, navržení výfuku, nálitkování odlitků, vztlaková síla
působící na vršek formy, tepelné zpracování odlitků, vady odlitků, konstrukční
zásady pro navrhování odlitků.
16 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).
17 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).
18 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).
19 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).
20 Základní pojmy oboru svařování (typy svarových spojů; druhy svařovaných
konstrukcí, označování svarů na výkresech).
21 Základní technologie svařování, polohy svařování, zdroje tepla při
svařování.
22 Návrh a volba svarových spojů.
23 Teplotní cyklus svařování (teplotní cyklus, důsledky teplotních cyklů,
tepelně ovlivněná zóna, pásma tepelně ovlivněné oblasti, vlastnosti TOO).
24 Svařitelnost materiálů (definice svařitelnosti, ukazatelé
svařitelnosti, praskavost svarových spojů). Předehřev a tepelné zpracování
svarových spojů.
25 Rozdělení svařování (základní skupiny svařování, hlavní zdroje energie
při svařování, základní metody tavného a tlakového svařování).
26 Svařování plamenem (topné plyny pro svařování, druhy plamenů při
svařování, přídavné materiály pro svařování, technika svařování, použití
svařování, zařízení pro svařování).
27 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).
28 Svařování v ochranných atmosférách (metody GMAW, GTAW, FCAW, přídavné
materiály pro jednotlivé metody, použití jednotlivých metod, parametry
svařování pro jednotlivé metody).
29 Svařování elektrickým odporem (princip vzniku spoje, bodové svařování,
svařovací parametry, švové a výstupkové svařování, stykové svařování, použití
jednotlivých metod).
30 Pájení (měkké a tvrdé pájení, , základní vlastnosti pájek, volba
pájeného spoje).
31 Základy lepení (návrh lepeného spoje, vlastnosti lepených spojů).
32 Dělení materiálu (definice zápalné teploty, definice tepelného dělení
kovů, podmínky řezatelnosti, řezání kovů kyslíkem, materiály řezatelné
kyslíkem, jiné způsoby dělení materiálu).
33 Vady svarových spojů, zkoušení svarových spojů (příčiny vzniku vad,
vnější vady, vnitřní vady, kapilární a magnetická zkouška, zkouška ultrazvukem,
zkouška RTG).
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.