Программа спецкурса "Физика и металлообработка"
элективный курс на тему

ФИЗИКА И МЕТАЛЛООБРАБОТКА

Программа спецкурса

Ульяновск

Пояснительная записка

        Программа является интегрированным дополнением и развитием двух учебных программ:

1. Общеобразовательная программа по физике в ВСШ.
2. Программа профессиональной подготовки в УПК по специальности «Металлообработка».

        Основой спецкурса является изучение таких разделов физики, как «Механика» и «Свойства твёрдых тел».

Механика является научной основой одного из главных направлений научно-технического процесса - механизация. Ярким примером применения законов механики являются крупные и уникальные сооружения и машины. Важно познакомить учащихся достижениями в создании этих машин.

Понять сущность механической обработки со снятием стружки, можно лишь имея отчётливые и современные представления о строении металлического вещества, механических , физико-химических и технологических свойствах металлов и сплавов. Тем более важно определить требования к материалам для изготовления режущего инструмента.

Ведущая роль в научном обосновании технологии производства и обработки материалов принадлежит физике твёрдого тела.

Для ознакомления школьников с основами физики твёрдого тела необходимо дать им современные представления о строении и свойствах этих тел, а также о путях получения материалов с требуемыми свойствами. Этот учебный материал имеет важное политехническое, профориентационное значение.

Учащиеся уже имеют элементарные представления об упругих и пластических деформациях, о типах химической связи, механизме их образования и характере взаимодействия между частицами твёрдых тел, о классификации кристаллов в соответствии с типом химической связи, о строении и некоторых свойствах этих тел. Эти знания учащихся необходимо использовать при изучении данной темы, обобщить и развить дальше.

Программа позволяет использовать при изучении темы молекулярные и термодинамические представления, что повышает научный уровень изучения этих вопросов. Так как применение большинства твёрдых материалов определяется в первую очередь их механическими и тепловыми свойствами, то в теме основное внимание уделяется этим свойствам.

Задачи обучения:

- овладение учащимися знаниями и умениями, необходимыми для их развития, творческой, производительной работы в народном хозяйстве;

- формирование знаний о широких возможностях применения физических законов в технике и технологии;

- формирование некоторых экспериментальных умений: пользоваться приборами и материалами, обрабатывать результаты измерений и делать выводы на основе экспериментальных данных, соблюдать правила безопасного труда;

- развитие познавательного интереса к физике и технике, формирование творческого отношения к выбранной профессии на основе тесной связи обучения физики с жизнью, производством.

В процессе преподавания спецкурса важно научить учащихся применять основные исходные положения физики для самостоятельного объяснения физических явлений, результатов экспериментов, действия приборов и установок. Выделение основного материала спецкурса позволяет учителю обратить внимание учащихся на те же вопросы, которые должны быть глубоко и прочно усвоены.

Специфика организации обучения на профиле «металлообработка» требует от учителя постоянного продумывания методики проведения спецкурса, использования на занятиях таких форм учебной деятельности и отбора материала, которые подготавливают учащихся к самостоятельному обучению.

Тематический план.

Содержание программы

а)    Теоретическое обучение.

I  Введение.                                                                (1 час)

Металл - основа современной тяжёлой индустрии.

II Кристаллическое строение твёрдых тел.              (3 часа)

Понятие о кристаллических и аморфных телах и о их свойствах.

Типы кристаллических решёток и их характеристики: ионные, атомные, молекулярные,      металлические.

Дефекты кристаллических решёток и влияние их на механические свойства металлов.

 III Молекулярные явления в технике.                     (3 часа)

Явление диффузии в металлургии:

 - химико-термическая обработка металлов ( цементирование,  

   азотирование, хромирование, цианирование, диффузионная  металлургия).

- электро и газосварка

- термическая обработка металлов: отжиг, закалка и её способы, обжиг, нормализация, отпуск.

- аллотропические превращения

IV  Виды сплавов и способы их получения.            (9 часов)

- Процессы плавления и кристаллизации.

- Получение материалов с заданными свойствами. Метод порошковой металлургии.

- Основы теории сплавов.

- Железоуглеродистые сплавы: чугун и сталь, их характеристики.

- Твёрдые и металлокерамические материалы.

- Цветные металлы и другие неметаллические материалы.

V  Механические свойства твёрдых тел.                 (8 часов)

Деформация твёрдых тел. Виды деформаций: Деформация растяжения (сжатия). Закон Гука.

Деформация сдвига, кручения, изгиба.

Механические свойства металлов: упругость, пластичность, прочность, твёрдость.

Использование свойств металлов при механической обработке.

Правка и гибка, рубка, резка, отпиливание, сверление, волочение, прессование, прокат, штамповка. Механическая обработка металлов на металлорежущих станках. Стружкообразование.

VI  Рабочий и контрольно-измерительный инструмент. (2 часа)

Молотки, зубило, вороток, напильник - рабочий инструмент, их характеристика и использование.

Контрольно-измерительный инструмент: линейка масштабная, кронциркуль, нутромер, угломер, штангенциркуль, микрометр. Правила пользования. Единая система измерений.

VII  Кинематика токарного станка.                                 (3 часа)

Основные виды движения используемые на металлорежущих станках: движение резания и движение подачи заготовки или режущего инструмента (прямолинейно; по окружности с постоянной скоростью) Основные кинематические вращательного движения: период, частота обращения, угловая и линейная скорость, центростремительное ускорение.

Выбор скоростей резания. Коробка скоростей.

б) Практическое обучение.                                      (5 часов)

1. Определение силы упругости при деформации твёрдых тел.

2. Определения твёрдости металлов.

3. Определение размеров тел с использованием контрольно-измерительных инструментов.

4. Определение скоростей резания на металлорежущих станках.

 Зачёт № 1.                                                                 (1 час)

Виды сплавов. Механические свойства твёрдых тел.

Литература.

Муравьёв Е.М. « Слесарное дело»

учебное пособие для учащихся 8 - 11 класса средней школы.

Москва , «Просвещение», 1990 г.

Драгун А.П. «Режущий инструмент»

Лениздат, 1986 г.

Махмудов Р.Х. Фещенко В.Н. «Токарная обработка»

 Москва , «Высшая школа», 1984 г.

Крапивницкий Н.Н. «Общий курс слесарного дела»

Ленинград  «Машиностроение» 1974 г.

Серебреницкий П.П. «Краткий справочник станочника»

Лениздат, 1982 г.

Стерин И.С. «Машиностроительные материалы»

Лениздат, 1984 г.

Гончаренко С.У.  Воловик П.Н. «Физика - 10 класс»

 Москва , «Просвещение», 1990 г.

Содержание

1. Пояснительная записка.                                                         Стр. 1

2. Тематический план.                                                                Стр. 2

3. Содержание программы.                                                        Стр. 5

    а) теоретическое обучение.                                                    Стр. 5

    б) практическое обучение.                                                      Стр. 6

4. Литература.                                                                              Стр. 7