МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

К а ф е д р а «Литейные и высокоэффективные технологии»

С.А. РЯЗАНОВ

ТЕОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОТЛИВКИ

Методические указания

Самара

Самарский государственный технический университет

2013

Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ

УДК 621.740

Р

Рязанов С.А.

Р Теория формирования отливки:методические указания по выполнению курсовой работы / СоставительС.А. Рязанов. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2013. – 37 с.

В методических указаниях .

Предназначено для студентов металлургических и машиностроительных вузов специальностей 150104 и 150204. Может быть полезно для магистров, аспирантов и инженерно-технических работников металлургической промышленности.

Рецензентканд. техн. наук

УДК 621.740

Р

© С.А. Рязанов, 2013 © Самарский государственный технический университет, 2013

Введение

«Теория формирования отливки» является одной из ключевых специальных дисциплин, изучаемых студентами-литейщиками. Литейное производство немыслимо без развития теоретических основ литейной науки, основой которой и является дисциплина «Теория формирования отливки» (далее – ТФО).

Дисциплина ТФО имеет большое значение при подготовке инженеров по специаль­ностям 150204 «Машины и технология литейного производства». Без прочных и глубоких зна­ний процессов формирования структуры и свойств отливок невозможно обеспечить высокое качество по всему технологическому циклу ли­тейного производства от подготовки исходных материалов до термической обра­ботки готовых отливок.

Для успешного изучения дисциплины студент должен знать: основы таких наук, как гидродинамика, гидростатика, физическая химия, термодинамика, теплофизика; основы технологии литейных процессов; во­просы тепло- и массопереноса.

Составной частью дисциплины ТФО является курсовая работа, которая выполняется одновременно с изучением основных разделов дисциплины. Выполнение курсо­вой работы является самостоятельной работой студентов, включающей работу со справочными изданиями и периодической литературой по литейному произ­водству, информацией, размещенной в Интернете.

Сочетание лекций и лабора­торных занятий с выполнением самостоятельной работы способствует формиро­ванию прочных и глубоких знаний, необходимых в последующем для изучения специальных дисциплин, таких как «Технология литейного производства», «Обо­рудование литейных цехов», «Литейные сплавы и плавка», «Цветные сплавы» и др., успешной сдачи квалификационного государственного экзамена, выполнения и защиты выпускной квалификационной работы.

1. Организация курсовой работы

1.1. Цель и задачи курсовой работы

Курсовая работа является обязательным компонентом и заключающим эта­пом при изучении дисциплины «Теория формирования отливки» для студентов специально­сти 15.02.04 «Машины и технология литейного производства».

Целью курсовой работы является закрепление, углубление и систематиза­ция знаний, приобретенных студентами при изучении дисциплины «Теория формирования отливки» (далее – ТФО), и практиче­скому их применению при решении задач расчета, модернизации и конструирова­ния отливок. Выполнение курсовой работы развивает навыки самостоятельной деятельности, позволяет студентам углубить свои профессиональные знания, выявить подготовленность к выполнению эксплуатационных, расчетных и конструктор­ских работ на производстве.

Основными задачами курсовой работы являются – научить студен­тов технически обоснованному выбору оптимальных вариантов технологических, конструктивных и других решений, обеспечивающих высокое качество отливок, а также практическому применению систем автоматизированного моделирования литейных процессов (САМ ЛП) и математического аппарата дисциплины ТФО при проведении технологических расчетов и оформлении конструкторской документации.

Выполнение курсовой работы является подготовкой студентов к выполне­нию выпускной квалификационной работы. Защита курсовой работы показывает степень усвоения дисциплины ТФО и умение подойти к вопросам расчета и конструирова­ния отливок.

1.2. Примерная тематика разделов курсовой работы

Одной из ключевых компетенций для инженера-литейщика является умение пользоваться системами автоматического моделирования литейного производства. Поэтому курсовая работа по ТФО основана на использовании моделирующих компьютерных программ, разработанных для литейного производства. Разделы курсовой работы связаны с основными темами курса. В результате выполнения курсовой работы в полном объёме студент должен показать возможности САМ ЛП.

1. Компьютерное моделирование гидродинамических процессов заполнения литейной формы расплавом.

2. Компьютерное моделирование распределения давления при заполнении литейной формы расплавом.

3. Компьютерное моделирование распределения скоростей заполнения литейной формы расплавом.

4. Компьютерное моделирование движения неметаллических частиц при заполнении литейной формы расплавом.

5. Компьютерное моделирование процессов теплообмена при заполнении литейной формы расплавом.

6. Компьютерное моделирование процессов теплообмена при кристаллизации расплава в литейной форме.

7. Компьютерное моделирование процессов формирования усадочных дефектов при кристаллизации расплава в литейной форме.

8. Компьютерное моделирование процессов формирования усадочных напряжений при кристаллизации расплава в литейной форме.

9. Расчет времени кристаллизации расплава в литейной форме.

10. Расчет времени охлаждения отливки в форме до выбивки.

11. Оптимизация литниковой системы на основе данных, полученных при компьютерном моделировании гидродинамических процессов заполнения формы.

12. Оптимизация питающей системы на основе данных, полученных при компьютерном моделировании процессов формирования усадочных дефектов.

Темы курсовых работ (сопровождаются вариантами заданий), выдаются руководителем работы индивидуально каждому студенту.