Document 822481

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»
Рабочая программа дисциплины
Техническая физика
(электрохимические и электрофизические
методы обработки)
Направление подготовки: 150700 - Машиностроение
Профиль подготовки: 150700.62 – Технологии, оборудование и
автоматизация машиностроительных производств
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
Санкт-Петербург
2012
Рабочая
программа
дисциплины
«Техническая
физика
(электрохимические и электрофизические методы обработки)» составлена:
 в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций и
ПрООП ВПО по направлению 150700 - Машиностроение и профилю
подготовки 150700.62 - Технологии, оборудование и автоматизация
машиностроительных производств;
 на основании учебного плана направления 150700 – Машиностроение и
профиля подготовки - Технологии, оборудование и автоматизация
машиностроительных производств.
Составитель: доцент кафедры канд. техн. наук, доцент Злотников
Евгений Глебович.
Рецензенты: зав. кафедрой «Технология машиностроения» ПИМАШ,
д.т.н., профессор Зубарев Ю.М.
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью
освоения
дисциплины
«Техническая
физика
(электрохимические и электрофизические методы обработки)» является
изучение
принципов
обработки
материалов
различными
методами
немеханического воздействия.
Задачей изучения дисциплины является усвоение основных положений
современных
методов
обработки
материалов,
использующих
явления:
электрохимические и электроэрозионные; силовые воздействия импульсных
магнитных полей и электрогидравлических явлений; тепловые явления,
возникающие
под
воздействием
потока
электронов,
сфокусированного
излучения, потока плазмы; акустические явления и др.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ «Техническая физика (электрохимические
и электрофизические методы обработки)» В СТРУКТУРЕ ООП бакалавриата
Дисциплина относится к математическому и естественнонаучному
циклу и является дисциплиной по выбору студента.
Дисциплина
предшествующих
основывается
дисциплинах
на
знаниях,
«Физика»,
полученных
«Химия»,
в
«Введение
в
направление», и взаимосвязана с дисциплинами «Материаловедение»,
«Электротехника и электроника», «Механика жидкости и газа»,
Полученные при изучении дисциплины знания будут использоваться при
решении технологических задач курсового и дипломного проектирования, а
также в практической деятельности.
Освоение
дисциплин
дисциплины
«Основы
необходимо
технологии
как
предшествующее
машиностроения»,
для
«Технология
конструкционных материалов», «Процессы формообразования и инструмент».
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В
РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) «Техническая
физика (электрохимические и электрофизические методы обработки)»
3.1. Процесс изучения дисциплины направлен на формирование
профессиональных компетенций:
- умение выбирать основные и вспомогательные материалы и способы
реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные
методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении
изделий машиностроения (ПК-6);
-
способность
применять
способы
рационального
использования
сырьевых, энергетических и других видов ресурсов в машиностроительных
производствах,
современные
методы
разработки
малоотходных,
энергосберегающих и экологически чистых машиностроительных технологий
(ПК4).
3.2. В результате освоения дисциплины обучающийся должен
Знать:
- физические основы рассмотренных методов обработки;
- технологические возможности различных методов обработки;
- рекомендуемые области применения в соответствии со свойствами
обрабатываемых материалов.
Уметь применять их для решения задач проектирования технологических
процессов:
- выбирать модель оборудования для реализации метода обработки;
- определять технологические приемы и режимы обработки;
- осуществлять выбор инструментов и средств технологического
оснащения.
Владеть навыками проектирования технологических процессов и
инструментов, реализующих рассмотренные методы обработки.
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «Техническая
физика (электрохимические и электрофизические методы обработки)»В
КОМПЕТЕНТНОСТНОМ ФОРМАТЕ
4.1. Структура и содержание преподавания дисциплины
Общая
трудоемкость
дисциплины
«Техническая
физика
(электрохимические и электрофизические методы обработки)» составляет 3
зачетных единицы или 108 часов.
Объем дисциплины и виды учебной работы
Информация
об
объеме
дисциплины
и
виды
учебной
работы
представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины
(ОТД)
Работа под руководством преподавателя
(включая ДОТ)
В т.ч. аудиторные занятия:
лекции
практические занятия (ПЗ)
лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа студента (СР)
Промежуточный контроль, количество
В т. ч.: курсовой проект (работа)
контрольная работа
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)
Всего часов
форма обучения
очноочная
заочная
заочная
108
65
65
65
20
28
12
16
4
6
43
4
-
43
5
1
Зачет
43
5
1
Структура и содержание дисциплины приведено ниже в таблице 2 тематический план дисциплины для студентов очной формы обучения.
Тематический план
Таблица 2 - Тематический план дисциплины для студентов очной формы
ВСЕГО
3 4 5
10 20 9
8
12 2 2
1. Раздел 1.Введение.
Основные понятия
дисциплины
1. Классификация
6
1 методов технической
физики
1. Технологические
6
2 возможности и схемы
обработки
2. Раздел 2. Методы
32
обработки, связанные
с прохождением
электрического тока
2. Электрохимическая
8
1 обработка
2. Электроэрозионная
8
2 обработка
2. Электрогидроимпуль 8
3 сная обработка
2. Индукционный
8
4 нагрев
3. Раздел 3. Лучевые
24
методы обработки
6
28
7
8
8
-
9
-
10 11 12 13 14
43
8
1
1
4
1
1
4
8
2
10
6
2
1
3
2
2
1
3
2
2
2
2
2
2
4
6
12
4
2
ЛР
Курсовые
работы
(проекты)
ДОТ
Самостоятельная работа
Тесты
Контрольны
е работы
ПЗ (С)
аудит.
2
ЛР
ДОТ
1
лекци
ПЗ (С)
и
аудит.
Наименование
раздела
(отдельной темы)
Виды занятий и контроля
ДОТ
№
п/
п
Кол-во часов по
дневной форме
обучения
аудит.
обучения
6
2
№
1
№
2
№
3
15
3.
1
3.
2
3.
3
4.
4.
1
4.
2
5.
6.
Электронно-лучевая
обработка
Лазерная обработка
8
2
1
2
3
8
1
1
2
4
Плазменная
8
обработка
Раздел 4. Магнитная 16
обработка
Магнитно-абразивная 8
обработка
Магнитно8
импульсная
обработка
Раздел 5.
12
Ультразвуковая
обработка
Раздел 6.
12
Комбинированные
методы обработки
1
2
5
2
2
4
2
6
1
1
2
2
2
1
1
2
4
2
1
4
5
4
6
2
№
4
Содержание учебной дисциплины и вырабатываемые компетенции
Модуль 1. Введение. Основные понятия дисциплины [1], с. 3…6
Обзор методов изменения формы, размеров, шероховатости и физикомеханических свойств заготовок, использующих физико-химических явлениях.
Тема 1.1. Классификация методов технической физики [1], с. 6…9
Классификация методов обработки по характеру воздействия и их видам:
электрохимические и электроэрозионные; силовые воздействия импульсных
магнитных полей и электрогидравлические явления; тепловое воздействие,
возникающее под действием потока электронов, сфокусированного излучения,
потока плазмы; акустические явления и др.
Компетенции: ПК4. Способность применять способы рационального
использования сырьевых, энергетических и других видов ресурсов в
машиностроительных
малоотходных,
производствах,
современные
энергосберегающих
и
методы
экологически
разработки
чистых
машиностроительных технологий.
Тема 1.2. Технологические возможности и схемы обработки [2], с. 25 … 29;
[3], с. 3 … 5
Основные технологические схемы обработки. Области рационального
применения, достоинства и недостатки перечисленных методов технической
физики.
Компетенции: ПК-6. Умение выбирать основные и вспомогательные
материалы и способы реализации основных технологических процессов и
применять
прогрессивные
методы
эксплуатации
технологического
оборудования при изготовлении изделий машиностроения.
Модуль 2. Методы обработки, связанные с прохождением электрического
тока
Тема 2.1. Электрохимическая обработка [1], с. 6 … 12, 16 … 21; [2], с. 25 …
29; [3], с. 3…5
Принцип
электрохимической
обработки
(ЭХО).
Достоинства
и
недостатки электрохимической обработки. Физико-химические процессы
обработки.
Классификация
процессов
обработки.
Технологические
характеристики и типовые схемы обработки.
Схемы установок для ЭХО. Электролиты. Электроды-инструменты.
Средства технологического оснащения: станки, источники питания,
оборудование для подачи и очистки рабочей жидкости.
Типовые операции: объемное копирование, калибрование, маркирование,
шлифование, заточка, суперфиниширование, хонингование, отделка.
Компетенции: ПК-6. Умение выбирать основные и вспомогательные
материалы и способы реализации основных технологических процессов и
применять
прогрессивные
методы
эксплуатации
технологического
оборудования при изготовлении изделий машиностроения.
Тема 2.2. Электроэрозионная обработка [1], с. 6 … 12, 16 … 21; [2], с. 25 …
29; [3], с. 3…5
Физическая сущность метода электроэрозионной обработки (ЭЭО).
Достоинства и недостатки электроэрозионной обработки. Классификация
разновидностей метода: электроискровая, электроимпульсная, высокочастотная
и электроконтактная.
Типовые схемы обработки и основные технологические характеристики.
Выбор и управление режимами обработки. Рабочие жидкости, используемые
при ЭЭО. Электроды-инструменты.
Средства технологического оснащения: станки, источники питания,
оборудование для подачи и очистки рабочей жидкости.
Типовые
клеймение,
операции:
шлифование,
объемное
извлечение
копирование,
сломанных
прошивка
отверстий,
инструментов
(сверл,
метчиков и т.п.).
Компетенции: ПК-6. Умение выбирать основные и вспомогательные
материалы и способы реализации основных технологических процессов и
применять
прогрессивные
методы
эксплуатации
технологического
оборудования при изготовлении изделий машиностроения.
Тема 2.3. Электрогидроимпульсная обработка [1], с. 6 … 12, 16 … 21; [2], с.
25 … 29; [3], с. 3 … 5
Физическая сущность электрогидроимпульсной обработки (ЭГИО).
Типовые схемы обработки и основные технологические характеристики.
Выбор и управление режимами обработки.
Рабочие жидкости, используемые при ЭГИО. Разрядные камеры.
Средства технологического оснащения: станки, источники питания.
Типовые операции: штамповка, вырубка.
Компетенции: ПК-6. Умение выбирать основные и вспомогательные
материалы и способы реализации основных технологических процессов и
применять
прогрессивные
методы
эксплуатации
технологического
оборудования при изготовлении изделий машиностроения.
Тема 2.4. Индукционный нагрев [1], с. 6 … 12, 16 … 21; [2], с. 25 … 29; [3], с.
3…5
Теоретические основы индукционного нагрева (ИН). Типовые схемы
обработки и основные технологические характеристики. Выбор и управление
режимами обработки.
Индукторы.
Источники
питания.
Типовые
операции:
нагрев,
термообработка, пайка.
Компетенции: ПК-6. Умение выбирать основные и вспомогательные
материалы и способы реализации основных технологических процессов и
применять
прогрессивные
методы
эксплуатации
технологического
оборудования при изготовлении изделий машиностроения.
Модуль 3. Лучевые методы обработки
Физические основы и классификация технологических методов.
Тема 3.1. Электронно-лучевая обработка [1], с. 6…12, 16 … 21; [2], с. 25…
29; [3], с. 3… 5
Физическая сущность электронно-лучевой обработки (ЭЛО).
Типовые схемы обработки и основные технологические характеристики.
Установки ЭЛО.
Выбор и управление режимами обработки. Типовые операции: сварка,
пайка, вырезание, прошивание, нанесение покрытий.
Компетенции: ПК-6. Умение выбирать основные и вспомогательные
материалы и способы реализации основных технологических процессов и
применять
прогрессивные
методы
эксплуатации
технологического
оборудования при изготовлении изделий машиностроения.
Тема 3.2. Лазерная обработка [1], с. 6 … 12, 16 … 21; [2], с. 25 … 29; [3], с. 3
…5
Физическая сущность лазерной обработки (ЛО). Типовые схемы
обработки и основные технологические характеристики.
Виды оптических квантовых генераторов. Установки ЛО.
Выбор и управление режимами обработки. Типовые операции ЛО: резка,
сварка, пайка.
Компетенции: ПК-6. Умение выбирать основные и вспомогательные
материалы и способы реализации основных технологических процессов и
применять
прогрессивные
методы
эксплуатации
технологического
оборудования при изготовлении изделий машиностроения.
Тема 3.3. Плазменная обработка [1], с. 6 … 12, 16 … 21; [2], с. 25 … 29; [3], с.
3…5
Физическая сущность плазменной обработки (ПО). Плазмотроны.
Плазмообразующие газы. Оборудование для ПО.
Типовые схемы обработки и основные технологические характеристики.
Выбор и управление режимами обработки. Процессы ПО: плавление и
рафинирование металлов, резка, строгание, полирование, изменение свойств
поверхности заготовки, нанесение покрытий, наплавка.
Компетенции: ПК-6. Умение выбирать основные и вспомогательные
материалы и способы реализации основных технологических процессов и
применять
прогрессивные
методы
эксплуатации
технологического
оборудования при изготовлении изделий машиностроения.
Модуль 4. Магнитная обработка (8 часов)
Сущность
и
классификация
разновидностей
методов
магнитной
обработки.
Тема 4.1. Магнитно-абразивная обработка [1], с. 6…12, 16…21; [2], с.
25…29; [3], с. 3…5
Физическая сущность магнитно-абразивной обработки (МАО).
Типовые схемы обработки и основные технологические характеристики.
Магнито-абразивные порошки. Магнитные индукторы. Оборудование для
МАО.
Выбор и управление режимами обработки. Процессы МАО: шлифование,
полирование, хонингование, очистка, удаление заусенцев и окалины.
Компетенции: ПК-6. Умение выбирать основные и вспомогательные
материалы и способы реализации основных технологических процессов и
применять
прогрессивные
методы
эксплуатации
технологического
оборудования при изготовлении изделий машиностроения.
Тема 4.2. Магнитно-импульсная обработка [1], с. 6…12, 16…21; [2], с.
25…29; [3], с. 3…5
Физическая
сущность
магнитно-импульсной
обработки
(МИО).
Оборудование для МИО.
Типовые схемы обработки и основные технологические характеристики.
Выбор и управление режимами обработки. Процессы МИО: обжим,
раздача, штамповка.
Компетенции: ПК-6. Умение выбирать основные и вспомогательные
материалы и способы реализации основных технологических процессов и
применять
прогрессивные
методы
эксплуатации
технологического
оборудования при изготовлении изделий машиностроения.
Модуль 5. Ультразвуковая обработка [1], с. 6 … 12, 16 … 21; [2], с. 25 … 29;
[3], с. 3 … 5
Физические основы и классификация разновидностей ультразвуковой
обработки (УЗО). Концентраторы и источники питания.
Технологическое оборудование и режимы обработки. Технологические
особенности разновидностей процессов: абразивной обработки свободными
зернами и абразивным инструментом; резания, давления, сварки, очистки.
Компетенции: ПК-6. Умение выбирать основные и вспомогательные
материалы и способы реализации основных технологических процессов и
применять
прогрессивные
методы
эксплуатации
технологического
оборудования при изготовлении изделий машиностроения.
Модуль 6. Комбинированные методы обработки [1], с. 6 … 12, 16 … 21; [2],
с. 25 … 29; [3], с. 3 … 5
Сочетание различных методов электрофизической и электрохимической
обработки друг с другом и с механической обработкой резанием и давлением.
Компетенции: ПК-6. Умение выбирать основные и вспомогательные
материалы и способы реализации основных технологических процессов и
применять
прогрессивные
методы
эксплуатации
технологического
оборудования при изготовлении изделий машиностроения.
4.2 Лабораторный практикум
Лабораторный практикум по дисциплине «Техническая физика
(электрохимические и электрофизические методы обработки)» в соответствии
с учебным планом не предусмотрен.
4.3. Практические занятия (очная форма обучения)
№
п/п
1.
2.
3.
№
тем
ы
Тематика практических занятий (семинаров) и
вырабатываемые компетенции
2.1 Расчет параметров электрохимической обработки.
Компетенции: умение выбирать основные и
вспомогательные материалы и способы реализации
основных технологических процессов и применять
прогрессивные методы эксплуатации
технологического оборудования при изготовлении
изделий машиностроения (ПК-6).
2.2 Выбор инструментов и расчет параметров
электроэрозионной обработки.
Компетенции: умение выбирать основные и
вспомогательные материалы и способы реализации
основных технологических процессов и применять
прогрессивные методы эксплуатации
технологического оборудования при изготовлении
изделий машиностроения (ПК-6).
2.3 Определение параметров электрогидроимпульсной
обработки.
Компетенции: умение выбирать основные и
вспомогательные материалы и способы реализации
основных технологических процессов и применять
прогрессивные методы эксплуатации
технологического оборудования при изготовлении
изделий машиностроения (ПК-6).
Трудоемко
сть
(час.)
Ауд. ДО
Т
3
2
3
2
2
2
4.
4.1 Расчет магнитной системы для магнитно-абразивной
обработки.
Компетенции: умение выбирать основные и
вспомогательные материалы и способы реализации
основных технологических процессов и применять
прогрессивные методы эксплуатации
технологического оборудования при изготовлении
изделий машиностроения (ПК-6).
2
2
Практические занятия (очно-заочная форма обучения)
№
п/п
1.
2.
3.
4.
№
тем
ы
Тематика практических занятий (семинаров) и
вырабатываемые компетенции
2.1 Расчет параметров электрохимической обработки.
Компетенции: умение выбирать основные и
вспомогательные материалы и способы реализации
основных технологических процессов и применять
прогрессивные методы эксплуатации
технологического оборудования при изготовлении
изделий машиностроения (ПК-6).
2.2 Выбор инструментов и расчет параметров
электроэрозионной обработки.
Компетенции: умение выбирать основные и
вспомогательные материалы и способы реализации
основных технологических процессов и применять
прогрессивные методы эксплуатации
технологического оборудования при изготовлении
изделий машиностроения (ПК-6).
2.3 Определение параметров электрогидроимпульсной
обработки.
Компетенции: умение выбирать основные и
вспомогательные материалы и способы реализации
основных технологических процессов и применять
прогрессивные методы эксплуатации
технологического оборудования при изготовлении
изделий машиностроения (ПК-6).
4.1 Расчет магнитной системы для магнитно-абразивной
обработки.
Компетенции: умение выбирать основные и
вспомогательные материалы и способы реализации
основных технологических процессов и применять
Трудоемко
сть
(час.)
Ауд. ДО
Т
2
2
2
2
2
2
2
2
прогрессивные методы эксплуатации
технологического оборудования при изготовлении
изделий машиностроения (ПК-6).
Практические занятия (заочная форма обучения)
№
п/п
1.
2.
3.
4.
№
тем
ы
Тематика практических занятий (семинаров) и
вырабатываемые компетенции
2.1 Расчет параметров электрохимической обработки.
Компетенции: умение выбирать основные и
вспомогательные материалы и способы реализации
основных технологических процессов и применять
прогрессивные методы эксплуатации
технологического оборудования при изготовлении
изделий машиностроения (ПК-6).
2.2 Выбор инструментов и расчет параметров
электроэрозионной обработки.
Компетенции: умение выбирать основные и
вспомогательные материалы и способы реализации
основных технологических процессов и применять
прогрессивные методы эксплуатации
технологического оборудования при изготовлении
изделий машиностроения (ПК-6).
2.3 Определение параметров электрогидроимпульсной
обработки.
Компетенции: умение выбирать основные и
вспомогательные материалы и способы реализации
основных технологических процессов и применять
прогрессивные методы эксплуатации
технологического оборудования при изготовлении
изделий машиностроения (ПК-6).
4.1 Расчет магнитной системы для магнитно-абразивной
обработки.
Компетенции: умение выбирать основные и
вспомогательные материалы и способы реализации
основных технологических процессов и применять
прогрессивные методы эксплуатации
технологического оборудования при изготовлении
изделий машиностроения (ПК-6).
Трудоемко
сть
(час.)
Ауд. ДО
Т
2
2
2
2
1
2
1
3
4. 4.
Темы дисциплины и междисциплинарные связи с
обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
Наименование
№
обеспечиваемых
п/
(последующих)
п
дисциплин
1.
2.
3.
Основы
технологии
машиностроения
Технология
машиностроения
Процессы
формообразован
ия и инструмент
№ тем данной дисциплины, необходимых для
изучения обеспечиваемых (последующих)
дисциплин
1. 1. 2. 2. 2. 2. 3. 3. 3. 4. 4.
5 6
1 2 1 2 3 4 1 2 3 1 2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
1
2
1
2
1
3
1
3
1
2
1
3
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
К
информационно-коммуникационным
технологиям
относятся
системы интеллектуальных обучающих систем, открытого образования,
дистанционного обучения, информационных образовательных сред. Эта
область тесно соприкасается, с одной стороны, с педагогическими и
психологическими
достигнутыми
в
проблемами;
таких
с
другой
стороны,
научно-технических
с
результатами,
направлениях,
как
телекоммуникационные технологии и сети; компьютерные системы обработки,
визуализации информации и взаимодействия с человеком; искусственный
интеллект; автоматизированные системы моделирования сложных процессов;
автоматизированные системы принятия решений, структурного синтеза и
многие другие. Направленность: обеспечение сетевого неограниченного
доступа к учебным материалам, электронное копирование и рассылка
документов, доступ к базам данных, электронные публикации, цифровые
библиотеки, распространение информации на CD-ROM, интерактивное
взаимодействие через скоростные локальные сети, передача голосовой и
визуальной информации, электронная почта, Интернет - конференции, форумы,
свободный доступ к научной информации и многие другие.
Интернет - технологии в высшем образовании могут использоваться на
трех уровнях.
Уровень I: поддержка процесса обучения лицом к лицу. Многие
преподаватели находят, что Интернет является посредником, предоставляющим
дополнительные учебные ресурсы и позволяющим продолжать дискуссии вне
стен аудитории.
Уровень
II:
поддержка
дистанционного
обучения.
Во
многих
университетах Интернет используется для усиления преподавания курсов на
дистанции. Это требует более сложных, чем на первом уровне, навыков и
технологий. Оптимизация отношений между инструктором и студентом и
между студентами требует преобразования роли инструктора, которому часто
может требоваться помощник.
Уровень III: целиком онлайновое обучение. Все тексты и другие
материалы, необходимые для учебного процесса, в отличие от дистанционного
обучения, здесь предоставляются в электронном виде, либо через Интернет,
либо на CD-ROM дисках. Потоковое аудио и видео заменяет аудио- и
видеозаписи. Взаимодействие между студентами и между преподавателями и
студентами осуществляется через электронную почту, форумы и компьютерные
конференции.
6.
ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ
УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ
ОСВОЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
И
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
6.1.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости
Вопросы для самопроверки
Тема 1.1
1. На
каких
явлениях
основаны
методы
обработки
материалов,
рассматриваемые в курсе «Техническая физика»?
2. Назовите основные преимущества обработки методами технической
физики?
3. Что относится к недостаткам методов технической физики?
4. Какие
методы
технической
физики
основаны
на
прохождении
электрического тока в различных средах?
5. Какие методы технической физики основаны на воздействии на материал
заготовки концентрированных лучей или пучков частиц?
6. Какие
методы
технической
физики
основаны
на
использовании
магнитных явлений?
Тема 1.2
1. Какие из методов технической физики позволяют выполнять размерную
обработку?
2. Какие из методов позволяют воздействовать на структуру материала или
свойства поверхностного слоя заготовок?
3. Какие
из
методов
технической
физики
позволяют
обеспечить
наибольшую точность и качество обрабатываемых поверхностей?
4. Какие методы являются наиболее энергоемкими?
5. Какие виды рабочей среды используются в методах технической физики?
6. Какие
основные
технологические
схемы
электрофизичесой и электрохимической обработки?
используются
для
Тема 2.1
1.
Какими свойствами должны обладать электролиты при электрохимической
обработке?
2.
Как определить скорость удаления металла с заготовки?
3.
Какое эффективное напряжение между инструментом и заготовкой
создается при обработке титановых сплавов?
4.
Какие покрытия используются для инструментов при электрохимической
обработке?
5.
Перечислите виды инструментов для резки заготовок электрохимическим
методом.
6.
Какими способами производится удаление заусенцев?
7.
Возможно ли изготовление криволинейных поверхностей?
8.
Как перемещается инструмент при электрохимическом точении?
9.
В чем особенность шлифовальных кругов при электрохимической
обработке?
10. Какие параметры шероховатости можно получить при электрохимическом
полировании?
Тема 2.2
1. Как можно добиться снижения износа инструмента при электроэрозионной
обработке (ЭЭО)?
2. Из какого
материала изготавливаются инструменты для
обработки
жаропрочных и твердых сплавов?
3. Какова форма инструментов при электроконтактном нарезании зубьев?
4. Каковы основные требования к рабочей жидкости для ЭЭО?
5. Какова точность отверстий, получаемых ЭЭО?
6. В чем отличие электроконтактной обработки от ЭЭО?
7. В чем состоит отличие электроимпульсного от электроискрового режимов
ЭЭО?
8. Какие требования предъявляются к геометрии рабочей части инструментов
для ЭЭО?
Тема 2.3
1. Назовите основные элементы принципиальной схемы установки для
электрогидроимпульсной обработки (ЭГИО)?
2. Какая рабочая среда применяется для ЭГИО?
3. Назовите основные стадии процесса ЭГИО.
4. Что
является
носителем
энергии,
обеспечивающим
механическое
воздействие на заготовку при ЭГИО?
5. Какие технологические операции реализуются с помощью ЭГИО?
6. Каким образом можно стабилизировать процесс разряда при ЭГИО?
Тема 2.4
1.
В чем суть явления эффекта близости в системе параллельных
проводников?
2.
Как осуществляется высокочастотная закалка?
3.
До какой температуры нагреваются стали при индукционном нагреве?
4.
От чего зависит глубина проникновения тока в металл?
5.
Каковы достоинства индукционного нагрева?
Тема 3.1
1.
Какими способами получают тепловые эффекты при лучевой обработке?
2.
Какова
точность
обработки
и
шероховатость
электронно-лучевой обработке (ЭЛО)?
поверхностей
при
3.
Что является рабочей средой при ЭЛО?
4.
Какие функции выполняют катод и анод в установке для ЭЛО?
5.
От каких вредных воздействий необходимо защищать персонал при работе
на установке для ЭЛО?
Тема 3.2
1.
Какие
виды
лазеров
являются
наиболее
перспективными
для
технологических целей?
2.
За счет чего обеспечиваются высокие скорости нагревания и малый объем
расплавленного металла при лазерной сварке?
3.
В каких случаях экономически целесообразно применять лазерную сварку?
4.
С какой целью производят лазерное термическое упрочнение деталей?
5.
Какие
характеристики
светового
излучения
лазера
позволяют
сфокусировать его в малое пятно на поверхности заготовки?
Тема 3.3
1.
Что называется плазмой, и какое устройство используется для ее
генерации?
2.
Какие различают методы генерации плазмы?
3.
Какие существуют процессы плазменной обработки?
4.
Какова производительность плазменно-механической обработки?
5.
Как плазменная обработка используется при восстановлении изношенных
деталей?
Тема 4.1
1.
Перечислите способы реализации магнитно-абразивной обработки (МАО)
в зависимости от использования магнитного поля.
2.
При МАО является ли материал заготовки токопроводящим?
3.
За счет чего можно осуществить самозатачивание абразивных зерен?
4.
Как выбирается оптимальная скорость при МАО?
5.
Каким
требованиям
должны
удовлетворять
магнитно-абразивные
порошки?
6.
Какие виды СОЖ используются при магнитно-абразивной обработке меди
и алюминиевых сплавов?
7.
Возможно ли обеспечить упрочнение поверхности заготовки с помощью
МАО?
8.
Какова
шероховатость
поверхности
после
магнитно-абразивного
полирования?
Тема 4.2
1.
Из каких сталей изготавливаются матрицы для формообразующих
операций магнитно-импульсной обработки (МИО)?
2.
Как обрабатываются токонепроводящие материалы магнитно-импульсным
методом?
3.
Каковы основные достоинства магнитно-импульсной обработки для
технологических процессов?
4.
Возможна ли магнитно-импульсная обработка немагнитных материалов?
5.
Какие технологические операции реализуются с помощью МИО?
Тема 5
1.
Какие материалы можно обрабатывать с помощью ультразвука?
2.
Какова частота ультразвуковых колебаний?
3.
Какие
эффекты
используются
в
технологических
процессах
при
ультразвуковой обработке?
4.
Какой материал применяется для абразивных зерен при ультразвуковой
обработке?
5.
Какова
достижимая
точность
и
шероховатость
поверхностей
при
ультразвуковой обработке твердых сплавов?
6.
Как защищается необрабатываемая поверхность при ультразвуковой
обработке?
7.
Какие виды ультразвуковых колебаний используются при точении,
фрезеровании, сверлении?
8.
Какие материалы можно соединять ультразвуковой сваркой?
Тема 6
1. Назовите основные комбинированные методы технической физики.
2. В каких случаях предпочтительнее использовать комбинированные методы?
3. Существуют ли какие либо особые требования к конструкции и материалу
инструментов в случае применения комбинированных методов обработки?
Приведите примеры.
Тестовые материалы для контроля знаний
Текущий контроль (приведены несколько типичных тестовых заданий
для примера):
1. При электрохимической обработке удаление металла происходит
A. При непосредственном контакте между инструментом и заготовкой.
B. При кратковременном контакте между инструментом и заготовкой.
C. Без непосредственного контакта между инструментом и заготовкой.
2. Основными достоинствами электрохимической обработки
являются
A. Низкая энергоемкость.
B. Высокая производительность.
C. Полное отсутствие износа инструмента.
3. Заготовка при обработке соединена
A. С положительным выводом источника тока.
B. С катодом.
C. С отрицательным выводом источника тока.
Тестовые материалы для контроля знаний студентов предложены в
базе http://www.tests.nwpi.ru.
6.2.
№ темы
дисципли
ны
Организация самостоятельной работы студента
Виды работ
Контроль
выполнения
самостоятельной
работы студента
Оценка
результата
выполнения
самостоятель
ной работы
Освоение теоретического материала
1.1, 1.2
изучение отдельных тем,
отдельных вопросов тем, тестовый контроль
зачет
отдельные положения и
т.д.
Закрепление знаний теоретического материала
2.1, 2.2, решение
задач,
2.3, 2.4, выполнение контрольных тестовый контроль
зачет
4.1
работ,
тестов
для
самопроверки
Применение полученных знаний и практических навыков для анализа
ситуации и выработки правильного решения
3.1,3.2, 3.3 подготовка презентации к
4.1,4.2, 5, групповой
дискуссии,
6
подготовленная работа в
подготовка
рамках
деловой
игры,
презентации к
зачет
«кейс стади», письменный
групповой
анализ
конкретной
дискуссии
ситуации,
разработка
проектов и т.д.
Применение полученных знаний и умений для формирования собственной
позиции, теории, модели
2.1, 2.2, подготовка и написание
2.3, 4.1, научных обзоров, статей,
5,6
контрольной
работы,
контрольной
зачет
курсового
проекта
работы
(работы),
выпускной,
дипломной
работы,
научно-исследователь-ской
работы студента др.
6.3.
Формы промежуточной аттестации по итогам освоения
дисциплины
Тематика контрольной работы
№1 «Выбор метода электрофизической обработки, средств
технологического оснащения и определение режимов обработки»
Раздел, тема
Тема контрольной работы
дисциплины
Кол-во
задани
й
Раздел 6.
«Выбор метода электрофизической
Комбинированные
обработки, средств технологического
методы обработки
оснащения и определение режимов
3
обработки»
Перечень вопросов для подготовки к зачету
1. Области применения электрохимических и электрофизических методов
обработки.
2. Технологические особенности и достоинства методов технической физики.
3. Классификации
электрохимических
и
электрофизических
методов
обработки.
4. Основные технологические схемы электрохимической и электрофизической
обработки.
5. Принцип электрохимической обработки (ЭХО). Достоинства и недостатки
этого метода обработки.
6. Выбор электролита и оборудования для его подачи и очистки.
7. Инструменты и технологическое оборудование для ЭХО.
8. Схемы обработки и основные технологические характеристики ЭХО.
9. Типовые операции ЭХО.
10. Физическая сущность метода ЭЭО. Достоинства и недостатки ЭЭО.
11. Классификация способов ЭЭО и области их применения.
12. Технологические среды и оборудование для их подачи и очистки.
13. Средства технологического оснащения ЭЭО и электроды-инструменты.
14. Схемы и основные технологические характеристики ЭЭО.
15. Типовые операции ЭЭО.
16. Особенности ЭКО и области ее применения.
17. Физическая сущность ЭГИО и области ее применения.
18. Типовые операции ЭГИО.
19. Теоретические основы ИН и области его применения.
20. Типовые схемы обработки и основные технологические характеристики
ИН.
21. Индукторы, средства и источники питания для ИН.
22. Физические основы и классификация методов лучевой обработки.
23. Типовые операции и основные технологические характеристики ЛО.
24. Оптические квантовые генераторы.
25. Типовые операции ЭЛО.
26. Технологическое оборудование для ЭЛО.
27. Типовые операции и основные технологические характеристики ПО.
28. Технологическое оборудование ПО.
29. Физическая сущность МАО и области ее применения.
30. Типовые схемы обработки и основные технологические характеристики
МАО.
31. Магнитные индукторы и оборудование для МАО.
32. Принцип МИО и сфера ее применения.
33. Типовые операции МИО.
34. Физические основы и классификация разновидностей УЗО.
35. Технологическое оборудование и инструмент для УЗО.
36. Технологические особенности разновидностей процессов УЗО.
37. Сочетание различных способов ЭХО и ЭЭО обработки с механической
обработкой резанием.
38. Использование ультразвуковых колебаний для интенсификации обработки
резанием и давлением.
6.4.
Критерии оценок текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Формирование
промежуточной
оценки
аттестации
текущего
по
контроля
итогам
успеваемости
освоения
и
дисциплины
осуществляется с использованием балльно-рейтинговой оценки работы
студента.
Очная форма обучения
БРС по"Технической физике" (1-й семестр, зачет)
Тип
ТК
РК
ТК
РК
ТК
ТК
ТК
ТК
РК
Л
∑
П
∑
контрол
К
К
я
Вид
теста
ТТ
РТ
ТТ
РТ
ПР
ПР
ПР
ПР
РТ
или
1
1
2
2
1
2
3
4
3
5
10
5
10
5
5
5
5
10
работы
Max
10
баллов
Min
7
30
0
3
5
3
5
3
3
3
баллов
3
5
7
4
0
10
0
Модуль
Модуль
1
2
Модуль 3
Допуск к зачету – при числе баллов
≥ 40.
Зачет - при числе
баллов ≥ 50.
ТК – текущий контроль;
ТТ – текущий тест;
ЛР - лабораторная работа;
РК – рубежный контроль (тест, реферат, контрольная, курсовая
работа);
РТ – рубежный тест;
ЛК - личностные качества;
ПК – промежуточный контроль;
КР - курсовая (контрольная) работа;
10
50
ПТ – промежуточный (зачетный) тест.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) «Техническая физика
(электрохимические и электрофизические методы обработки)»
7.1. Основная литература
1.
Ганзбург,
Л.Б.
Техническая
физика
(электрофизические
и
электрохимические методы обработки материалов): учеб. пособие /
Л.Б. Ганзбург, А.А. Кульчицкий, Л.В. Одинцова. – СПб.: СЗТУ, 2004.
2. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов.
Т. 1, 2 / Артамонов Б. Д. и др. – М.: Высш. Школа, 1983.
7.2. Дополнительная литература
1. Справочник по электрическим и электрофизическим методам обработки /
Под общ. Ред. Волосатова В. А. – Л.: Машиностроение, 1988.
2 . Румянцев, Е. М. Технология электрохимической обработки металлов:
учеб. пособие/ Е.М.Румянцев, А. Д. Давыдов. – М.: Высш. школа ,1984.
3. Электрофизические и электрохимические станки: Каталог. – М.:
НИИИМ, 1978.
4. Попилов, Л.Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка
материалов. Справочник. 2-е изд., М.: Машиностроение, 1982.
5. Установки индукционного нагрева: Учеб. пособие для вузов. Под ред.
А.Е. Суханова. – Л.: Энергоиздат, 1981.
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) «Техническая физика (электрохимические и
электрофизические методы обработки)»
8.1. (Ауд. 117) Мультимедийный класс для проведения лекционного курса,
в том числе для проведения практических занятий по технической физике.
8.2. (Ауд. Б-116) Дисплейный класс (6 компьютеров, объединенных в
локальную сеть) для выполнения на моделях виртуальных практических работ
по технической физике.
9. 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.
В качестве оценочных средств для текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации рекомендуется использовать тестовые задания,
задачи, расчетно-графические работы и пр.
9.1.
Методические рекомендации для преподавателей
Преподавание дисциплины «Техническая физика (электрохимические и
электрофизические методы обработки)» базируется на компетентностном,
практико-ориентированном 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 лабораторных 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. Учебные материалы, отражающие основные
положения теоретических основ и практические методы дисциплины, в
модульно-структурированном
формате
размещены
на
учебном
сайте
университета в программной среде MOODLE.
9.2.
Методические рекомендации для студентов
Освоение программы учебной дисциплины предусматривает достижение
определенных компетенций. 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.
Работа
на
учебном
сайте.
Учебно-методические
материалы,
необходимые для изучения данной дисциплины студентам всех форм обучения,
кроме заочной формы с элементами дистанционных обучающих технологий
(ЗФО ДОТ)1, размещены на сайте www.student1.nwpi.ru в программной среде
MOODLE. Материалы содержат: опорный конспект (теоретический материал в
модульном формате), контрольное задание, лабораторный видео-практикум,
1
Студенты, обучающиеся по ЗФО ДОТ, работают на сайте www.student.nwpi.ru.
электронные тетради для контрольных работ и лабораторных отчетов,
методические указания к выполнению контрольной работы и лабораторных
работ, примеры решения типичных тестовых заданий и задач контрольной
работы, материалы для подготовки к экзамену, глоссарий (перечень терминов),
список
литературы,
а
также
все
необходимые
справочные
данные.
Тестирование по темам и разделам учебной программы проводится на сайте
http://www.tests.nwpi.ru. Видеолекции
программы
представлены
по
основным вопросам учебной
на
видеопортале
YouTube
IT-TV
Corbina
на
(http://www.youtube.com/user/NWTU),
(http://www.corbina.tv), а также доступны на DVD, имеющихся в медиатеке
университета.
Работа на учебном сайте организована следующим образом. Получив
рейтинг-план по дисциплине, необходимо перейти к изучению модулей
теоретического
материала.
Проработка
тренировочным
тестированием.
каждой
Изучение
темы
каждого
сопровождается
раздела
(модуля)
завершается контрольным тестированием. Баллы, полученные при каждом
контрольном тестировании, суммируются и составляют итоговый рейтинг
студента по дисциплине.
Работать на учебном сайте следует систематически, соблюдая временной
график, указанный преподавателем.
Работа с книгой. Изучать курс рекомендуется по темам, предварительно
ознакомившись с содержанием каждой из них по программе. При первом
чтении следует стремиться к получению общего представления об излагаемых
вопросах, а также отмечать трудные или неясные моменты. При повторном
изучении
темы
необходимо
освоить
все
теоретические
положения,
математические зависимости и их выводы, а также принципы составления
уравнений реакций. Рекомендуется вникать в сущность того или иного вопроса,
но не пытаться запомнить отдельные факты и явления. Изучение любого
вопроса на уровне сущности, а не на уровне отдельных явлений способствует
более глубокому и прочному усвоению материала.
Для более эффективного запоминания и усвоения изучаемого материала,
полезно иметь рабочую тетрадь (можно использовать лекционный конспект) и
заносить в нее формулировки законов и основных понятий химии, новые
незнакомые
термины
и
названия,
формулы
и
уравнения
реакций,
математические зависимости и их выводы и т.п. Весьма целесообразно
пытаться систематизировать учебный материал, проводить обобщение
разнообразных фактов, сводить их в таблицы. Такая методика
облегчает
запоминание и уменьшает объем конспектируемого материала.
Изучая курс, полезно обращаться и к предметному указателю в конце
книги и глоссарию (словарю терминов). Пока тот или иной раздел не усвоен,
переходить к изучению новых разделов не следует. Краткий конспект курса
будет полезен при повторении материала в период подготовки к экзамену.
Изучение курса должно обязательно сопровождаться выполнением
упражнений и решением задач. Решение задач - один из лучших методов
прочного усвоения, проверки и закрепления теоретического материала. Этой же
цели служат вопросы для самопроверки и тренировочные тесты, позволяющие
контролировать степень успешности изучения учебного материала.
Консультации. Изучение дисциплины проходит под руководством
преподавателя в режиме делового сотрудничества. В случае затруднений,
возникающих
обращаться
при изучении учебной дисциплины, студентам следует
за
консультацией
к
преподавателю,
реализуя
различные
коммуникационные возможности: очные консультации (непосредственно в
университете в часы приема преподавателя или в иногороднем структурном
подразделении университета в период командировки преподавателя), заочные
консультации (посредством электронной почты или через форум учебного
сайта).
10.
МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОЕ СОГЛАСОВАНИЕ
Согласование междисциплинарных связей с обеспечиваемыми
10.1.
(последующими) дисциплинами
Наименование
дисциплин,
№
п/п
Ф.И.О.
определяющих
Кафедра
междисциплинарные
ведущих
Подпись
преподавателей
связи
1.
2.
…
11.
ПРИЛОЖЕНИЯ
11.1. Аннотация рабочей программы
Аннотация дисциплины
«Техническая физика
(электрохимические и электрофизические методы обработки)»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы или
108 часов.
Цель
дисциплины:
изучение
принципов
обработки
материалов
различными методами немеханического воздействия.
Задача изучения дисциплины заключается в усвоении основных
положений современных методов обработки материалов, использующих
явления: электрохимические и электроэрозионные; силовые воздействия
импульсных магнитных полей и электрогидравлических явлений; тепловые
явления, возникающие под воздействием потока электронов, сфокусированного
излучения, потока плазмы; акустические явления и др.
Основные
дидактические
единицы
(модули)
дисциплины:
дисциплина состоит из следующих разделов:
1. Введение. Основные понятия дисциплины.
2. Методы обработки, связанные с прохождением электрического тока.
3. Лучевые методы обработки.
4. Магнитная обработка.
5. Ультразвуковая обработка.
6. Комбинированные методы обработки.
Выпускник должен обладать следующими профессиональными
компетенциями: (ПК-4, ПК-6).
В результате изучения дисциплины студент должен
Знать:
физические
основы
рассмотренных
методов
обработки;
технологические возможности различных методов обработки; рекомендуемые
области
применения
в
соответствии
со
свойствами
обрабатываемых
материалов.
Уметь:
применять
их
для
решения
задач
проектирования
технологических процессов, выбирать модель оборудования для реализации
метода обработки; определять технологические приемы и режимы обработки;
осуществлять выбор инструментов и средств технологического оснащения.
Владеть: навыками проектирования технологических процессов и
инструментов, реализующих рассмотренные методы обработки.
Виды учебной работы: лекции, практические занятия, контрольные
работы.
Изучение дисциплины заканчивается зачетом.
11.2 Лист регистрации изменений
№
измене
ния
1
Дата внесения
Краткое
Номе
изменения,
содержание
ра
дополнения и
изменения, отметка
листо
проведения
о
в
ревизии
ревизии
2
3
5
Ф.И.О.,
должность,
подпись лица
осуществивш
его
изменение
документа
6