345-0332/03 – Postupy údržby I - technologie tváření, slévání a svařování (PÚ I)
| Garantující katedra | Katedra mechanické technologie | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Radek Čada, CSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Radek Čada, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2004/2005 | Rok zrušení | 2010/2011 |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Studenti budou umět:
• vysvětlit základní pojmy, týkající se technologií tváření, slévání a svařování,
• objasnit vliv tváření na vlastnosti a strukturu materiálu,
• vysvětlit základní zákony plastické deformace,
• popsat základní nástroje, stroje a principy technologií objemového tváření zatepla, objemového tváření zastudena, dělení materiálu, tažení plechu, ohýbání, slévání, nekonvenčních způsobů tváření, zpracování plastů, základní technologie svařování, značení a výpočty svarových spojů a konstrukcí, hodnocení svařitelností materiálů a technologie dělení materiálu.
Získají:
• přehled o principech a odborném názvosloví hlavních výrobních metod – technologiích tváření, slévání a svařování,
• přehled o základních technologických postupech výroby, používaných ve strojírenské výrobě, který je potřebný pro pochopení moderních výrobních technologií.
Budou schopni:
• volit vhodné materiály a ovládat metodiku tvorby technologických postupů výroby jednoduchých součástí včetně základních výpočtů.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
Základní předmět, ve kterém se studenti seznámí s principy hlavních výrobních metod – technologiemi tváření, slévání a svařování 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 a strukturu materiálu, základními zákony plastické deformace, technologiemi objemového tváření zatepla a zastudena, technologiemi plošného stříhání, přesného stříhání, objemového stříhání, stříhání tenkostěnných profilů a trubek, lámání, technologiemi tažení plechu, postupovým tažením v pásu, tažením se ztenčením stěny, technologiemi ohýbání, slévání, se slévárenskými formovacími směsmi, nekonvenčními technologiemi tváření, plasty a jejich zpracováním, základními technologiemi svařování, značením a výpočty svarových spojů a konstrukcí, hodnocením svařitelností materiálů a technologiemi dělení materiálu.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Cvičení: Program č. 1 max. 7 bodů
Program č. 2 max. 7 bodů
Program č. 3 max. 7 bodů
Test č. 1 max. 5 bodů
Program č. 4 max. 7 bodů
Program č. 5 max. 7 bodů
Test č. 2 max. 5 bodů
Celkem ze cvičení max. 45 bodů
Pro udělení zápočtu je nutno min. 15 bodů
Zkouška: Kombinovaná, tj. písemná a ústní.
Písemná část (2 zkušební otázky, každá 0 až 15 bodů) max. 30 bodů
Ústní část (2 zkušební otázky, jedna 12, druhá 13 bodů) max. 25 bodů
Celkem ze zkoušky max. 55 bodů
Ze cvičení a zkoušky dohromady max. 100 bodů
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Program přednášek:
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 zatepla (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 zatepla).
3 P4 - Objemové tváření zastudena (výhody technologie, základní způsoby objemového tváření zastudena, 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 (zastudena a zatepla), 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 zatepla, 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 zatepla“.
2 Vysvětlení postupu řešení programu č. 1 „Objemové tváření zatepla“ (návrh technologického postupu výroby zadané součásti kováním zatepla)
3 Práce na programu č. 1 „Objemové tváření zatepla“ (návrh technologického postupu výroby zadané součásti kováním zatepla). 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 – náhrada odlitku svarkem“.
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 zatepla (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 zatepla.
5 Objemové tváření zastudena (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 (zastudena a zatepla), 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 zatepla, 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).
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.