ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
Руководитель ООП по
направлению 150700
профессор Максаров В.В.
Зав. кафедрой
машиностроения
профессор Максаров В.В.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ДИНАМИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ»
Направление подготовки: 150700 Машиностроение
Программа подготовки:
«Технология автоматизированного машиностроения»
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Составитель: профессор Максаров В.В.
Санкт-Петербург
2012
1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью изучения дисциплины «Динамика технологических систем механической
обработки» является получение знаний о закономерностях построения технологических
процессов, сведений о последних достижениях науки; системном построении;
моделировании; оптимизации процессов технологических систем, эксплуатации и
комплексной автоматизации производства.
Задачей дисциплины является:
- усвоение вопросов по использованию динамики технологических систем в получении
качества изделий;
- обоснование принимаемых решений при проектировании и управлении процессами
создания и изготовления машин на должном научно-техническом уровне.
В результате изучения дисциплины студент должен овладеть основами знаний по
дисциплине, формируемыми на нескольких уровнях.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Дисциплина «Динамика технологических систем механической обработки»
составляет основу современной базы знаний технологии машиностроения и является
профилирующей и завершающей в системе подготовки магистров.
Дисциплина основывается на знаниях, полученных в предшествующих дисциплинах
«Новые конструкционные материалы», «Математические методы в инженерии»,
«Современные
проблемы
инструментального
обеспечения
машиностроительных
производств», «Новые технологии в машиностроении», «Компьютерные технологии в
машиностроении», «Новые технологии в машиностроении» и взаимосвязана по вопросам
производственных процессов с дисциплинами «Автоматизация расчета и оптимизация
режимов
резания»,
«Современные
проблемы
инструментального
обеспечения
машиностроительных производств», «Геометрическое моделирование объектов в САПР».
3. КОМПЕТЕНЦИИ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Процесс освоения дисциплины направлен на формирование:
Общекультурные компетенции:
ОК1 - Способность совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и
общекультурный уровень;
ОК6 - Способность на научной основе организовывать свой труд, оценивать с большой
степенью самостоятельности результаты своей деятельности, владеть навыками
самостоятельной работы;
ОК7 - Способность приобретения с большой степенью самостоятельности новых
знаний с использованием современных образовательных и информационных технологий;
ОК8 - Способность самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и
самоконтроля, выстраивание и реализация перспективных линий интеллектуального,
культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития и
самосовершенствования, способность с помощью коллег критически оценить свои
достоинства и недостатки с необходимыми выводами.
Профессиональных компетенций:
ПК1 – Способность применять теоретические знания базовых и прикладных наук в
научных исследованиях, при разработке материалов и технологических процессов;
ПК3 – Способность разбираться в вопросах современного производства материалов и
технологий, умеет применять свои знания на практике, умеет разрабатывать и выдвигать
новые концепции и понимает возможности осуществления внедрения новейших
разработанных технологий;
ПК4 – Способность уметь разбираться в работе нового оборудования, методик
исследования,
переключаться
на
другие
направления
исследовательской
и
профессиональной деятельности.
Научно-исследовательская и расчетно-аналитическая деятельность
ПК5 – Способность уметь работать с программами, программными комплексами,
может самостоятельно изучить новые программы или их обновленные версии, умеет искать
информацию в сетях глобальных информационных ресурсов, умеет пользоваться
электронными каталогами, умеет пользоваться расчетными программами для своей
профессиональной деятельности;
ПК-8 – Способность уметь сопоставлять влияние микроструктуры материалов на
механические, физические, поверхностные свойства материалов, знает возможности их
влияния на окружающую среду и человека.
Производственная и проектно-технологическая деятельность
ПК11 – Способность использовать современные приборы и методики проводит
технологические и научно-исследовательские эксперименты, обрабатывает результаты и
анализирует их с учетом экономического подхода и их соответствия всем требованиям
стандартизации и сертификации:
ПК12 – Способность уметь выбирать условия
проведения исследования,
самостоятельно использовать необходимые приборы и оборудование; описывать результаты,
формулировать выводы;
ПК13 – Способность участвовать в
разработках и использовать новые
технологические процессы и оборудования в производстве и модификации неорганических и
органических материалов, в том числе гибридных, композиционных и наноматериалов с
учетом эффективности и экологической безопасности производства.
3.2. В результате освоения дисциплины магистр должен:
знать
- методологию динамических свойств технологической системы;
- состояние проблемы обеспечения виброустойчивости процесса резания при
однолезвийной обработке;
- современные методы динамической стабилизации за счет управления процессом
лезвийной обработки;
- основные принципы создания динамической стабилизации технологических систем
механической обработки.
уметь:
- применять методы для решения задач проектирования современной технологии
машиностроения.
- использовать современные методы управления технологическими процессами.
4. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 кредита или 144 часов.
Вид учебной работы
Очная
Общая трудоемкость дисциплины (ОТД)
В т.ч. аудиторные занятия:
лекции
практические занятия (ПЗ)
лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа студента (СРС)
8
36
–
100
Всего часов
Форма обучения
ОчноЗаочная
заочная
144
6
26
–
112
4
12
–
128
Промежуточный контроль,
в т. ч.: реферат
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)
1
1
Зачет
1
5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
Наименование
п/п
раздела дисциплины
1 Анализ состояния проблемы
обеспечения динамической
стабилизации при лезвийной
обработке
1.1
1.2
1.3
1.4
2.
2.1
2.2
2.3
Содержание раздела
Приводится
анализ
по
обеспечению
прогнозирования динамической стабильности
процесса резания. Анализ существующих
отечественных и зарубежных аналогов, их
достоинства и недостатки на основании опыта
их эксплуатации, исходные данные для
проведения
исследования,
обобщение
результатов анализа научно-информационных
источников
Теоретические исследования
Научно-обоснованные
физические
основы
неравномерности процесса
моделирования стружкообразования в процессе
лезвийной обработки
резания.
Вибрации при обработке резанием
Разрабатывается реологическое представление
при моделировании стружкообразования в
процессе резания
Обеспечение виброустойчивости
Разрабатывается механическая интерпретация
процесса резания при однолезвийной методов реологического представления при
обработке
моделировании стружкообразования в процессе
резания. Проводится физическое обоснование
возможности управления процессом обработки.
Анализ методов обеспечения
Разрабатываются
физические
основы
динамической стабилизации при
моделирования стружкообразования в процессе
лезвийной обработке
резания
Метод динамической стабилизации
Разработываются
технологии
нанесения
при обработке резанием
локальной
метастабильности
на
обрабатываемый материал
Влияние локальной
Разрабатывается
теория
прогнозирования
метастабильности в обрабатываемом динамической стабилизации технологических
материале на управление процессом систем за счет локальной метастабильности при
резания
лезвийной обработке труднообрабатываемых
материалов
Создание локальной
Разрабатывается метод создания локальной
метастабильности в обрабатываемом метастабильности
на
обрабатываемый
материале и ее влияние на
материал.
Проводятся
исследования
кинематику процесса резания
динамических процессов в технологической
системе механической обработки
при
локальной
метастабильности
на
обрабатываемый материал
Математическое моделирование
Приводится
математическая
модель
стружкообразования в процессе
технологической
системы
механической
резания
2.4
3.
3.1
3.2
3.3
3.4
4
Анализ устойчивости процесса
стружкообразования
Динамическое моделирование
технологической системы
механической обработки
Построение упрощенной
динамической модели
технологической системы
Математическая модель
технологической системы
Моделирование условий фазовых
переходов в процессе резания
Решение нелинейных
дифференциальных уравнений при
механической обработке методом
кусочно-линейной аппроксимации
Управление процессом резания
4.1
Влияние локальной
метастабильности в обрабатываемом
материале на кинематику процесса
резания
4.2
Управление реологическими
параметрами процесса резания при
локальной метастабильности в
обрабатываемом материале
4.3
Теоретические и экспериментальные
исследования влияния локальной
метастабильности в обрабатываемом
материале на управление процессом
резания
обработки,
позволяющая
описывать
прогнозирование динамических процессов с
учетом
упругопластических
свойств
и
реологических
особенностей
процесса
стружкообразования
Приводится анализ устойчивости процесса
стружкообразования
Осуществляется динамическое моделирование
технологической
системы
механической
обработки
Производится
построение
упрощенных
динамических моделей технологических систем
Приводится
математическая
модель
технологической системы
Моделирование условий фазовых переходов в
процессе резания
Разрабатывается
математическая
модель
технологической
системы
механической
обработки,
позволяющая
описывать
прогнозирование динамических процессов с
учетом
упругопластических
свойств
и
реологических
особенностей
процесса
стружкообразования
Приводится принципы управления процессами
резания
Разработка
теории
прогнозирования
динамической стабилизации технологических
систем за счет локальной метастабильности при
лезвийной обработке труднообрабатываемых
материалов
Разрабатывается практика прогнозирования
динамической стабилизации технологических
систем за счет локальной метастабильности при
лезвийной обработке труднообрабатываемых
материалов
Разрабатывается
принцип
управление
процессом стружкообразования и обеспечения
прогнозирования динамической стабильности
процесса резания с последующей сегментацией
стружки на отрезки заданной длины
5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
Наименование обеспечиваемых (последующих)
дисциплин
1
2
3
4
Процессы формообразования и инструмент
САПР технологических процессов
Математические методы в инженерии
Современные
проблемы
инструментального
обеспечения машиностроительных производств
Математическое моделирование в машиностроении
Основы научных исследований
Автоматизация производственных процессов в
машиностроении
Организация технической подготовки производства
5
6
7
8
№ разделов данной
дисциплины, необходимых для
изучения обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
1
2
3
4
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
для студентов очной формы обучения
№
1
2
3
4
5
6
Наименование
раздела дисциплины
Анализ состояния
проблемы
обеспечения
динамической
стабилизации при
лезвийной обработке
Анализ методов
обеспечения
динамической
стабилизации при
лезвийной обработке
Метод динамической
стабилизации при
обработке резанием
Анализ устойчивости
процесса
стружкообразования
Динамическое
моделирование
технологической
системы
механической
обработки
Решение нелинейных
дифференциальных
уравнений при
механической
Лекции Практические
занятия
2
4
2
2
Лабораторные
работы
СРС
Всего
15
18
4
15
18
4
15
18
4
15
18
4
10
18
4
10
18
7
8
обработке методом
кусочно-линейной
аппроксимации
Управление
процессом резания
2
Теоретические и
экспериментальные
исследования
влияния локальной
метастабильности в
обрабатываемом
материале на
управление
процессом резания
4
10
18
8
10
18
СРС
Всего
28
37
для студентов очно-заочной формы обучения
№
1
2
3
Наименование
раздела дисциплины
Анализ состояния
проблемы
обеспечения
динамической
стабилизации при
лезвийной обработке
Анализ методов
обеспечения
динамической
стабилизации при
лезвийной обработке
Метод динамической
стабилизации при
обработке резанием
Лекции Практические
занятия
2
10
Лабораторные
работы
2
10
28
38
2
6
28
33
СРС
Всего
18
24.5
18
25
для студентов заочной формы обучения
№
1
2
Наименование
раздела дисциплины
Анализ состояния
проблемы
обеспечения
динамической
стабилизации при
лезвийной обработке
Анализ методов
обеспечения
динамической
стабилизации при
лезвийной обработке
Лекции Практические
занятия
1
4
1,5
4
Лабораторные
работы
3
Метод динамической
стабилизации при
обработке резанием
1.5
4
20
24.5
6. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
В соответствии с учебным планом не предусмотрен.
7. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ (семинары)
для очной формы обучения
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
№ раздела
дисциплины
1
2
3
4
5
6.
6
7.
8.
7
8
Тематика практических занятий
Анализ состояния проблемы обеспечения
динамической стабилизации при лезвийной обработке
Анализ методов обеспечения динамической
стабилизации при лезвийной обработке
Метод динамической стабилизации при обработке
резанием
Анализ устойчивости процесса стружкообразования
Динамическое моделирование технологической
системы механической обработки
Решение нелинейных дифференциальных уравнений
при механической обработке методом кусочнолинейной аппроксимации
Управление процессом резания
Теоретические и экспериментальные исследования
влияния локальной метастабильности в
обрабатываемом материале на управление процессом
резания
Трудоемкость
(час.)
4
4
4
4
4
4
4
8
для очно-заочной формы обучения
№
п/п
1.
2.
3.
№ раздела
дисциплины
1
2
3
Тематика практических занятий
Анализ
состояния
проблемы
обеспечения
динамической стабилизации при лезвийной обработке
Анализ
методов
обеспечения
динамической
стабилизации при лезвийной обработке
Динамическое
моделирование
технологической
системы механической обработки
Трудоемкость
(час.)
8
8
4
для заочной формы обучения
№
п/п
1.
2.
№ раздела
дисциплины
1
2
Тематика практических занятий
Анализ
состояния
проблемы
обеспечения
динамической стабилизации при лезвийной обработке
Анализ
методов
обеспечения
динамической
стабилизации при лезвийной обработке
Трудоемкость
(час.)
6
6
Динамическое
моделирование
технологической
4
системы механической обработки
8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
3.
3
Основная литература:
1. Базров, Б.М. Основы технологии машиностроения: учебник для вузов/ Б.М. Базров. М.: Машиностроение, 2007.
2. Суслов, А.Г. Научные основы технологии машиностроения/ А.Г. Суслов, А.М. Дальский.
– М.: Машиностроение, 2002.
3. Яблочников, Е.И. Автоматизация технологической подготовки производства в
приборостроении: учеб. пособие/ Е.И. Яблочников.– СПб.: СПбГИТМО (ТУ), 2003.
4. Гречишников В.А. Инструментальное обеспечение автоматизированного производства.
(Серия: Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств) / В.
А. Гречишников, А. Р. Маслов, Ю. М. Соломенцев, А. Г. Схиртладзе. – М.: Высш. школа,
2007. – 272 с.
5. Испытания, контроль и диагностика технологических систем: учеб. пособие / В.В.
Юркевич – М.: МГТУ «СТАНКИН», 2005. – 360 с.
6. Мрочек Ж.А. Основы технологии автоматизированного производства в машиностроении:
учеб. пособие / Ж.А. Мрочек, А.А. Жолобов, Л.М. Акулович. - Минск: Техноперспектива,
2008. - 303 с.
7. Обработка деталей на станках с ЧПУ / Е.Э. Фельдштейн, М.А. Корниевич. – Минск.:
Вышэйшая школа, 2006. – 287 с.
Дополнительная литература::
8. Научные основы современного машиностроения: учеб. пособие/В.Л. Вейц [и др.] – СПб.:
Изд-во СЗТУ, 2004. - 201с.
9. Маталин, А.А. Технология машиностроения/ А.А. Маталин. – Л.: Машиностроение, 1985.
10. Решетов, Д.Н. Надежность машин: учеб. пособие / Д.Н. Решетов,
А.С. Иванов,
З.В. Фадеев; под ред. Д.Н. Решетова.- М.: Высш. школа, 1988.
11. Кочергин А.И. Основы надежности металлорежущих станков / А.И. Кочергин. - Минск:
Вышэйшая школа, 1982. – 175 с.
12. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. – М.:
Машиностроение, 1982. – 320 с.
13. Металлорежущие станки: Учебник для машиностроительных втузов / под ред. В.Э.Пуша.
– М.: Машиностроение, 1985. – 571 с.
14. Ящерицын П.И. Основы резания материалов и режущий инструмент / П.И. Ящерицын,
М.Л. Еременко, Н.И. Жигалко. – Минск: Выш. школа, 1981. – 560 с.
9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Кафедра имеет аудитории для проведения занятий, оснащенные соответствующими
учебными материалами, предназначенными для успешного усвоения лекционного
материала; мультимедийным проектором для представления презентационных работ.
10. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
Изучение дисциплины производится в тематической последовательности. Для
студентов очной формы обучения практическому занятию и самостоятельному изучению
материала, как правило, предшествует лекция. На лекции даются указания по организации
самостоятельной работы и срокам сдачи заданий или прохождения тестирования. Студенты
очно-заочной и заочной форм обучения работают в соответствие с временным режимом,
установленным преподавателем. Информация о временном графике работ сообщается
преподавателем на установочной лекции.
Преподавание
дисциплины
базируется
на
компетентностном,
практикоориентированном подходе. Методика преподавания дисциплины направлена на организацию
систематической планомерной работы студента в течение семестра независимо от формы его
обучения. В связи с этим следует обратить внимание на особую значимость организаторской
составляющей профессиональной деятельности преподавателя.
Основная работа со студентами очной формы обучения проводится на аудиторных
лекциях и практических занятиях. Лекционный курс включает установочные, проблемные,
обзорные лекции. Интерактивность лекционного курса обеспечивается оперативным
опросом или тестированием в конце занятия. Широко применяются методы диалога,
собеседований и дискуссий в ходе лекции. Проблемное обучение базируется на примерах из
истории науки. Самостоятельная работа студентов всех форм обучения организуется на
учебном сайте университета.
Освоение программы учебной дисциплины предусматривает достижение
определенных знаний. Это означает, что каждая тема программы должна быть освоена на
уровне практических умений. Освоение теоретического материала дисциплины
предусматривает работу с учебниками и учебными пособиями, а также использование
современных информационных технологий.
__________________________________________________________________________
Разработчик:
кафедра Машиностроения
профессор В.В. Максаров