Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Ciągarstwo
Course of study:
2019/2020
Code:
NIMN-1-509-s
Faculty of:
Non-Ferrous Metals
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Inżynieria Metali Nieżelaznych
Semester:
5
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Knych Tadeusz (tknych@agh.edu.pl)
Module summary

Wykład posiada charakter technologiczny i obejmuje charakterystykę procesu ciągnienia z elementami teorii w zakresie wynikającym z przedmiotu Podstawy teoretyczne przeróbki plastycznej. Główne treści dotyczą istoty i rodzaju procesów ciągnienia, narzędzi, ciągarek i środowiska technologicznego oraz rodzaju wyrobów i wymagań norm odnośnie ich własności i jakości.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student posiada kompetencje do pracy kolektywnej i kreowania sposobów różnych interpretacji uzyskanych wyników analiz teoretycznych i wyników badań eksperymentalnych procesu ciągnienia metali nieżelaznych IMN1A_K01, IMN1A_K02 Participation in a discussion,
Case study
M_K002 Student posiada kompetencje i potrzebę w zakresie pracy grupowej bez udziału pracownika dydaktycznego nad rozwiązywaniem nieskomplikowanych zagadnień z procesu ciągnienia metali nieżelaznych IMN1A_K01, IMN1A_K02 Completion of laboratory classes,
Execution of laboratory classes
M_K003 Student posiada kompetencje do samodzielnego formułowania i analitycznego rozwiązywania zagadnień z procesu ciągnienia metali nieżelaznych IMN1A_K01, IMN1A_K02 Execution of laboratory classes
Skills: he can
M_U001 Student potrafi określić wpływ różnych wielkości procesowych na wartość siły ciągnienia, temperaturę i własności wyrobów ciągnionych z metali nieżelaznych IMN1A_U03, IMN1A_U02 Completion of laboratory classes
M_U002 Student potrafi zaprojektować schemat odkształcenia metali nieżelaznych dla pojedynczego ciągu i dla wielociągów o różnej kinematyce pracy IMN1A_U03, IMN1A_U02 Completion of laboratory classes,
Execution of laboratory classes
M_U003 Student potrafi wykonać eksperymenty z zakresu procesu ciągnienia i konstruować technologiczne krzywe umocnienia metali nieżelaznych i je wykorzystywać do projektowania procesu i kształtowania własności mechanicznych materiału IMN1A_U06, IMN1A_U03, IMN1A_U02 Completion of laboratory classes,
Execution of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student zna rodzaje procesów ciągnienia, schematy odkształcenia i naprężenia, zna zasady projektowania procesu ciągnienia IMN1A_W03, IMN1A_W02 Examination
M_W002 Student zna rodzaje narzędzi (ciągadła, trzpienie), materiały narzędziowe, rodzaje smarów IMN1A_W03, IMN1A_W02 Examination
M_W003 Student zna rodzaje maszyn ciagarniczych i zasady ich kinematycznego działania IMN1A_W03, IMN1A_W02 Examination
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 0 30 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student posiada kompetencje do pracy kolektywnej i kreowania sposobów różnych interpretacji uzyskanych wyników analiz teoretycznych i wyników badań eksperymentalnych procesu ciągnienia metali nieżelaznych + - - - - - - - - - -
M_K002 Student posiada kompetencje i potrzebę w zakresie pracy grupowej bez udziału pracownika dydaktycznego nad rozwiązywaniem nieskomplikowanych zagadnień z procesu ciągnienia metali nieżelaznych - - + - - - - - - - -
M_K003 Student posiada kompetencje do samodzielnego formułowania i analitycznego rozwiązywania zagadnień z procesu ciągnienia metali nieżelaznych - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi określić wpływ różnych wielkości procesowych na wartość siły ciągnienia, temperaturę i własności wyrobów ciągnionych z metali nieżelaznych - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zaprojektować schemat odkształcenia metali nieżelaznych dla pojedynczego ciągu i dla wielociągów o różnej kinematyce pracy - - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi wykonać eksperymenty z zakresu procesu ciągnienia i konstruować technologiczne krzywe umocnienia metali nieżelaznych i je wykorzystywać do projektowania procesu i kształtowania własności mechanicznych materiału - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna rodzaje procesów ciągnienia, schematy odkształcenia i naprężenia, zna zasady projektowania procesu ciągnienia + - - - - - - - - - -
M_W002 Student zna rodzaje narzędzi (ciągadła, trzpienie), materiały narzędziowe, rodzaje smarów + - - - - - - - - - -
M_W003 Student zna rodzaje maszyn ciagarniczych i zasady ich kinematycznego działania + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 147 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 60 h
Realization of independently performed tasks 20 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 5 h
Module content
Lectures (30h):

Proces ciągnienia jest jednym z pięciu konwencjonalnych procesów przeróbki plastycznej metali nieżelaznych wykorzystywany do wytwarzania drutów, prętów i rur o różnych kształtach i wymiarach wykorzystywanych we wszystkich działach gospodarki w zależności od rodzaju materiału i wymaganych właściwości, a w szczególności w przemyśle elektrotechnicznym i elektroenergetycznym do przesyłu energii elektrycznej (druty z miedzi i jej stopów, druty z aluminium i jego stopów), w przemyśle budowalnym -wysokowytrzymałe druty ze stopów aluminium, miedzi), do nakładania w charakterze antykorozyjnych warstw ochronnych metodą metalizacji natryskowej (stopy cynk-aluminium), w przemyśle zbrojeniowym, medycynie, jubilerstwie (metale szlachetne, złoto, srebro i inne), miedziane rury instalacyjne dla budownictwa, w przemyśle AGD oraz w wielu innych aplikacjach.
W ramach wykładu zostaną omówione teoretyczne i technologiczne aspekty procesu ciągnienia umożliwiające studentowi samodzielne rozwiązywanie zagadnień projektowych w zakresie procesu ciągnienia.

Wykład 1. Charakterystyka ogólna procesu ciągnienia, schemat i istota procesu, rodzaje procesów ciągnienia (proces ciągnienia profili pełnych, procesy ciągnienia rur). Narzędzia i urządzenia niezbędne do prowadzenia procesu ciągnienia.
Wykład 2. Kinematyka plastycznego płynięcia materiału w kotlinie odkształcenia, schemat stanu odkształcenia i naprężenia w procesie kołowo-symetrycznego ciągnienia pełnych profili okrągłych, wskaźniki i miary odkształcenia, zastosowanie prawa stałości objętości do procesu ciągnienia, równanie ciągłości strugi, przykłady obliczeniowe.
Wykład 3. Umocnienie materiału podczas procesu ciągnienia, funkcje materiałowe, przykłady obliczeniowe.
Wykład 4. Zastosowanie Elementarnej Teorii Przeróbki Plastycznej do wyznaczania parametrów siłowych procesu ciągnienia (siła, naprężenie ciągnienia, moc). Tarcie w procesie ciągnienia. Przykłady obliczeniowe.
Wykład 5. Bilans energetyczny procesu ciągnienia, praca idealna, praca sił tarcia, praca zbędna. Definicje, istota, interpretacja, przykłady obliczeniowe.
Wykład 6. Bilans cieplny procesu ciągnienia, relacje praca odkształcenia plastycznego, a temperatura, praca sił tarcia, a temperatura, praca zbędna, a temperatura, przykłady obliczeniowe.
Wykład 7. Budowa ciągadła, geometria kotliny odkształcenia, zasady projektowania wielkości odkształcenia jednostkowego, jednostkowego odkształcenia krytycznego, przykłady liczbowe.
Wykład 8. Repetytorium śródsemestralne z zakresu materiału omówionego na W1-W7.
Wykład 9. Omówienie zasady pracy wielociągu z indywidualnym i ze zblokowanym napędem. Projektowanie schematu odkształcenia na wielociągach wielostopniowych, obliczanie sił i naprężeń ciągnienia, zapotrzebowania energetycznego na moc, przykłady obliczeń.
Wykład 10. Rodzaje ciągarek i osprzętu.
Wykład 11. Smary stosowane w procesie ciągnienia.
wykład 12. Procesy ciągnienia rur (proces swobodnego ciągnienia rur, proces ciągnienia rur na korku swobodnym, na trzpieniu zamocowanym, na trzpieniu długim).
Wykład 13. Naprężenia własne w wyrobach ciągnionych
Wykład 14. Wady wyrobów ciągnionych
Wykład 15. Repetytorium śródsemestralne z zakresu materiału omówionego na W9-W14.

Laboratory classes (30h):

Blok 1 – 12 godzin
Badania siłowo- kinematycznych parametrów procesu ciągnienia profili pełnych dla różnych materiałów, różnych schematów odkształcenia i różnej geometrii ciągadła
1. Pomiar siły ciągnienia
2. Badania współczynnika tarcia
3. Pomiar temperatury ciągnionego materiału
4. Badania własności mechanicznych materiałów (Krzywe rozciągania, twardość)
5. Konstrukcja krzywych umocnienia
6. Konstrukcja krzywych materiałowych
7. Analiza energetyczna procesu ciągnienia
8. Weryfikacja modeli teoretycznych oceny siły ciągnienia
9. Projekt procesu ciągnienia drutów na wielociągu
10. Opracowanie kompleksowe wyników badań i analiza uzyskanych wyników
Blok 2 – 6 godzin
Badania naprężeń własnych w ciągnionych prętach okrągłych metodą trepanacji
Blok 3 – 6 godzin
Badania siłowo-kinematycznych parametrów procesu swobodnego ciągnienia rur dla różnych materiałów i ich parametrowe geometrycznych
1. Pomiar siły ciągnienia
2. Pomiar zmian grubości ścianki w funkcji wielkości odkształcenia, wielkości redukcji średnicy, grubościenności rury
3. Opracowanie kompleksowe wyników badań i analiza uzyskanych wyników
Blok 4 – 6 godzin
Badania siłowo-kinematycznych parametrów procesu ciągnienia rur na trzpieniu zamocowanym dla różnych materiałów

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Wykład: egzamin pisemny pod warunkiem pozytywnej oceny z ćwiczeń laboratoryjnych

Ćwiczenia laboratoryjne:
a) pozytywna ocena z zagadnień teoretycznych przed przystąpieniem do każdego bloku laboratoryjnego
b) pozytywna ocena ze sprawozdania z zamykającego temat badawczy objęty blokiem

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa: średnia z oceny uzyskanej z egzaminu i z ćwiczeń laboratoryjnych

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

kolokwium z zakresu objętego zaległymi zajęciami

Prerequisites and additional requirements:

Wymagania wstępne:
1. Znajomość zagadnień z przedmiotu Metody i techniki pomiarowe
2. Znajomość zagadnień z przedmiotu Statystyka dla inżynierów
3. Znajomość zagadnień z przedmiotu Podstawy Teoretyczne Przeróbki Plastycznej
4. Znajomość zagadnień z przedmiotu Teoria Sprężystości i Plastyczności
5. Znajomość zagadnień z przedmiotu Wstęp do nauki o materiałach i technologie materiałowe

Recommended literature and teaching resources:

1. Hosford W., Caddel R., Metal Forming, Mechanic and Metallurgy – third edition, wyd. Cambridge 2007,
2. Wright R., Wire Technology – Process Engineering and Metallurgy, USA 2011
3. Łuksza J., Elementy Ciągarstwa, Wyd. AGH, Kraków 2001;
4. Knych T. Obszary plastyczna i sprężyste w ciągnionych pełnych profilach okrągłych Rozprawy Monografie, nr 96, AGH Kraków, 2001

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. T. Knych, A. Mamala, B. Smyrak, Współczesne trendy przetwórstwa aluminium i jego stopów dla sektora elektroenergetyki, Rudy i Metale Nieżelazne Recykling, 2018 R. 63 nr 9, s. 88–93
2. M.Jabłoński, T.Knych, A.Mamala, P.Kwaśniewski, G.Kiesiewicz, Określenie jednostkowej odkształcalności granicznej materiałów przewodowych w procesie ciągnienia, Hutnik Wiadomości Hutnicze, 2015 t. 82 nr 1, s. 36–41
3. M.Jabłoński, T.Knych, A.Mamala, B.Smyrak, B.Ciejka Research of the laboratory wire drawing process of zinc, Key Engineering Materials, 2016 vol. 682, s. 367–371
4. B.Smyrak, T.Knych, A.Mamala, A.Kawecki, M.Jabłoński, K.Korzeń, B.Jurkiewicz, M.Gniełczyk, M.Zasadzińska, E.Sieja-Smaga, Badania wpływu wielkości kąta otwarcia stożka roboczego ciągadła na jakość powierzchni drutów EN AW-1370 i Cu-ETP, Hutnik Wiadomości Hutnicze, 2017 t. 82 nr 1, s. 73–75
5. M.Walkowicz, P.Osuch, B.Smyrak, A.Mamala, M.Zasadzińska, T.Knych, Analiza technologii produkcji materiałów wsadowych i drutów z miedzi wysokiej czystości chemicznej przeznaczonych na cele elektryczne, Hutnik Wiadomości Hutnicze, 2017 t. 82 nr 1, s. 82–84
6. P. Kwaśniewski, G. Kiesiewicz, T. Knych, A. Mamala, M. Gniełczyk, A. Kawecki, B. Smyrak, W. Ściężor, E. Smaga-Sieja, Research and characterization of Cu-graphene, Cu-CNT’s composites obtained by mechanical synthesis, Archives of Metallurgy and Materials, 2015 vol. 60 iss. 3A, s. 1929–1933
7. M.Walkowicz, P.Osuch, B.Smyrak, T.Knych, P.Czarnecki, B.Lipińska, Analiza wad powstałych w procesie ciągnienia drutów miedzianych, Rudy i Metale Nieżelazne Recykling, 2015 R. 60 nr 1, s. 30–33
8. T.Knych, A.Mamala, A.Kawecki, P.Kwaśniewski, B.Smyrak, K.Korzeń, M.Jabłoński, G.Kiesiewicz, E.Sieja-Smaga, M.Gniełczyk, B.Jurkiewicz, Jakub Siemieński, M.Tokarski, Krzywe umocnienia i własności elektryczne drutów uzyskanych z prętów odlewanych metodą ciągłą z granulatu złomu pokablowego, Hutnik Wiadomości Hutnicze, 2017 t. 82 nr 1, s. 21–23

Additional information:

None