Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО Саратовский государственный технический университет
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОНИЯ
Методические указания
по выполнению курсовой работы
для студентов специальности 120100
«Технология машиностроения»
| Одобрено редакционно-издательским советом Саратовского государственного технического университета |
Саратов 2006
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие положения....................................................................................... 3
1.1. Цель выполнения курсовой работы........................................................ 3
1.2. Задание на курсовую работу................................................................... 3
1.3. Объем и содержание курсовой работы................................................... 3
1.4 Организация выполнения курсовой работы............................................ 5
1.5 Основные требования к оформлению расчетно-пояснительной записки и графической части работы.............................................................................. 6
1.5.1. Требования к оформлению расчетно-пояснительной записки............ 6
1.5.2. Требования к оформлению комплекта технологической документации 7
1.5.3. Требования к оформлению графической части проекта..................... 8
2. Методические указания по отдельным разделам курсовой работы......... 8
2.1. Введение.................................................................................................... 8
2.2. Характеристика объекта производства................................................... 9
2.2.1. Служебное назначение детали, условия работы детали в сборочной единице.......................................................................................................................... 9
2.2.2. Конструкторский контроль чертежа детали, корректировка чертежа детали в соответствии с требованиями ЕСКД............................................................... 9
2.2.3. Анализ технических требований на изготовление детали................. 10
2.2.4. Анализ технологичности конструкции детали................................... 10
2.2.5. Определение типа производства......................................................... 11
2.3. Анализ технологического процесса механической обработки, принятого за аналог............................................................................................................. 14
2.3.1. Вид исходной заготовки, метод ее получения, размеры и масса, расчет коэффициента использования материала (КИМ). Рассмотрение альтернативных вариантов....................................................................................................... 14
2.3.2. Анализ маршрута технологического процесса механической обработки 16
2.3.3. Анализ содержания и последовательности выполнения переходов на основных технологических операциях.......................................................................... 17
2.3.4. Технологические базы. Способы установки (базирования) и закрепления заготовки. Соблюдение основных принципов базирования при принятой последовательности обработки детали........................................................ 18
2.3.5. Анализ принятых средств технологического оснащения (оборудование, приспособления, инструмент)....................................................................... 18
2.3.6. Определение припусков на механическую обработку на одну из наиболее ответственных поверхностей заготовки....................................................... 20
2.3.7. Расчет режимов резания .................................................................... 20
2.3.8. Расчет норм времени на одну из операций........................................ 21
2.3.9. Расчет точности технологического процесса..................................... 21
2.4. Предложения по совершенствованию технологического процесса, принятого за аналог............................................................................................................. 21
Литература.................................................................................................... 22
1. Общие положения
Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Основы технологии машиностроения» разработаны в соответствии с учебным планом по специальности 1201 для студентов дневной, очно-заочной и заочной форм обучения.
В методических указаниях определяется объем и содержание курсовой работы, изложены основные требования к оформлению пояснительной записки, технологической документации и графической части работы, даются рекомендации по выполнению основных разделов курсовой работы, приводится перечень основной литературы.
1.1. Цель выполнения курсовой работы
Целью выполнения курсовой работы по дисциплине «Основы технологии машиностроения» является закрепление, углубление и обобщение теоретических знаний студента, полученных во время изучения курса, а так же приобретение практических навыков по разработке технологических процессов.
1.2. Задание на курсовую работу
Задание на курсовую работу студентам дневной формы обучения выдается в период производственной практики ее руководителем от кафедры ТМС. Задание на курсовую работу студентам очно-заочной и заочной форм обучения выдается руководителем курсовой работы.
Курсовая работа выполняется по следующей тематике: анализ заводского технологического процесса механической обработки деталей типа корпус, вал, шестерня, фланец, кронштейн и др.
Исходными данными при анализе технологических процессов механической обработки детали являются: сборочный чертеж изделия, узла или механизма, в котором работает деталь; конструкторский чертеж детали; конструкторский чертеж заготовки (для штампованной, кованной или литой заготовки); реальный технологический процесс механической обработки заготовки; годовая программа выпуска изделия.
1.3. Объем и содержание курсовой работы
Курсовая работа состоит из расчетно-пояснительной записки объемом 25-35 страниц, комплекта технологической документации на заводской технологический процесс, принятый за аналог и графического материала.
Расчетно-пояснительная записка комплектуется в следующем порядке: титульный лист (см. приложение А), оглавление, задание (см. приложение Б), введение, основное содержание, список использованной литературы, приложение (технологическая документация). В основном содержание записки должны входить следующие разделы:
1. Характеристика объекта производства.
1.1. Служебное назначение детали и узла, условия работы детали в сборочной единице.
1.2. Конструкторский контроль чертежа детали, корректировка чертежа детали в соответствии с требованиями ЕСКД.
1.3. Анализ технических требований на изготовление детали.
1.4. Анализ технологичности конструкции детали.
1.5. Определение типа производства.
2. Анализ технологического процесса механической обработки, принятого за аналог.
2.1. Вид исходной заготовки, метод ее получения, размеры и масса, расчет коэффициента использования материала (КИМ). Рассмотрение альтернативных вариантов.
2.2. Анализ маршрута технологического процесса механической обработки.
2.3. Анализ содержания и последовательности выполнения переходов на основных технологических операциях.
2.4. Технологические базы. Способы установки (базирования) и закрепления заготовки. Соблюдение основных принципов базирования при принятой последовательности обработки детали.
2.5. Анализ принятых средств технологического оснащения (оборудование, приспособления, инструмент).
2.6. Определение припусков на механическую обработку на одну из наиболее ответственных поверхностей заготовки.
2.7. Расчет режимов резания на одну из операций по расчетно-аналитическим методом.
2.8. Расчет норм времени на одну из операций.
2.9. Расчет точности технологического процесса.
3. Предложения по совершенствованию технологического процесса, принятого за аналог.
В комплект технологической документации должны входить:
1. Титульный лист технологического процесса (ГОСТ 3.1105-84 форма 2).
2. Маршрутные (ГОСТ 3.1118-82 форма 1) и операционные карты (ГОСТ 3.1404-86 форма 3) технологического процесса.
3. Карты операционных эскизов (ГОСТ 3.1105-84 форма 7).
4. Карты технического контроля (ГОСТ 3.1502-85 форма 2).
Графический материал состоит из листа формата А1, содержащего расчет точности технологического процесса на основе размерного анализа и чертежа детали и заготовки (лист формата А4-А1).
1.4 Организация выполнения курсовой работы
Задание на курсовую работу студент получает в начале семестра, которое оформляется на бланке установленной формы (см. пример в приложении Б.)
Выполнение курсовой работы является самостоятельной работой студента, выполняемой вне сетки расписания занятий. Поэтому ее успешное выполнение зависит от правильной организации работы самого студента.
Заведующий кафедры назначает руководителем курсовой работы штатных преподавателей кафедры. Руководитель оказывает студенту помощь в разработке всех разделов работы. Консультации проводятся по расписанию кафедры не реже одного раза в неделю. Руководитель подписывает задание и титульный лист окончательно оформленной расчетно-пояснительной записки и графический материал.
За правильность всех данных и проектных решений отвечает автор-студент, выполнявший курсовую работу.
Консультации заканчиваются с началом экзаменационной сессии. Текущий контроль выполнения курсовой работы осуществляет руководитель.
Студент защищает курсовую работу перед комиссией из 2-3 преподавателей, назначенной заведующим кафедрой, при непосредственном участии руководителя. Защита курсовой работы производится перед экзаменационной сессией. К защите допускаются только те студенты, которые в полном объеме выполнили все требования задания.
Подготовка к защите предусматривает устранение замечаний консультанта, подписание расчетно-пояснительной записки и графического материала у руководителя, составление доклада.
На доклад при защите студенту отводится 5-6 минут. В докладе должны быть изложены:
1. Тема курсовой работы, ее особенность и техническое задание.
2. Результаты анализа конструкции детали на технологичность и технических требований.
3. Результаты определения типа производства.
4. Результаты анализа технологического процесса механической обработки заготовки, включая анализ способа получения заготовок, предложения по альтернативным вариантам, анализ назначения и использования технологических баз, результаты анализа средств технологического оснащения.
5. Результаты расчета припусков на механическую обработку, режимов резания и нормирования.
6. Результаты расчета точности технологического процесса.
7. Предложения по совершенствованию технологического процесса.
При защите студент должен уметь обосновать принятые в курсовой работе решения.
Сделав доклад, студент отвечает на вопросы комиссии. Оценка за курсовую работу выводится как средняя из оценок по содержанию и качеству оформления, качеству доклада и ответов на вопросы.
1.5 Основные требования к оформлению расчетно-пояснительной записки и графической части работы
1.5.1. Требования к оформлению расчетно-пояснительной записки
Расчетно-пояснительная записка оформляется в соответствии с общими требованиями к текстовым документам по ГОСТ 2.105-95 «Общие требования к текстовым документам» и по ГОСТ 1.106-95 «Текстовые документы». В целях экономии бумаги и времени расчетно-пояснительную записку разрешается выполнять на двух сторонах листа белой бумаги формата А4 ГОСТ 2.301-68 (210x297 мм) без ограничительных рамок и основных надписей, соблюдая следующие размеры полей: левое на подшивку - не менее 30 мм, правое - не менее 10 мм, верхнее - не менее 15 мм и нижнее - не менее 20 мм. Расчетно-пояснительная записка переплетается (брошюруется) с обложкой из плотной бумаги и сшивается с ней.
Текст расчетно-пояснительной записки делится на разделы, которые нумеруются арабскими цифрами. Введение и заключение не нумеруют. Таблицы, рисунки, схемы должны быть пронумерованы и иметь краткие пояснительные подписи. Нумерация страниц должна быть сквозной: первой страницей является титульный лист, второй - задание, третьей - оглавление и т.д. Номер страницы проставляется арабскими цифрами сверху в правом углу страницы. Аналогично рисункам, таблицам нумеруются и формулы. Номера формул указывают с правой стороны листа на уровне формулы в круглых скобках. Пояснения значений символов и числовых коэффициентов приводят непосредственно под формулой в той же последовательности, в какой они даны в формуле.
Непременным требованием является строгое соблюдение в расчетно-пояснительной записке ГОСТ 8.417-81.«Единицы физических величин». Размерности одного и того же параметра в пределах записи должны быть одинаковыми.
Ссылки на литературные источники, из которых заимствованы нормативы режимов резания, нормативы времени, оборудование, инструменты, расчетные формулы и т.д. указываются в прямых скобках.
Сведения об источниках необходимо делать в соответствии с требованиями ГОСТ 7.1-81 «Библиографическое описание документа», например: Размерный анализ технологических процессов / В.В. Матвеев и др. М.: Машиностроение, 1982. 264 с.
1.5.2. Требования к оформлению комплекта технологической документации
Оформление комплекта технологической документации осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ З.Ш9-83, ГОСТ 3.1702-79, ГОСТ 3.1107-81. В комплект технологической документации входят: титульный лист (ГОСТ 3.1105-84 форма 2), маршрутные карты (ГОСТ 3.1118-82 форма 1 и форма 16), операционные карты (ГОСТ 3.1404-86 форма 3 и форма 3а), карты эскизов (ГОСТ 3.1105-84 форма 7), карты контроля (ГОСТ 3.1502-85 форма 2).
Наименование операции обработки резанием должно отражать применяемый вид оборудования и записывается именем прилагательным в именительным падеже, например: «зубострогальная», «агрегатная». В содержание перехода должны быть включены: 1) ключевое слово, характеризующее метод обработки, выраженное глаголом в неопределенной форме повелительного наклонения (например: точить, фрезеровать, сверлить и т.п.), наименование обрабатываемой поверхности; 2) информация по размерам или условным обозначениям; 3) дополнительная информация, характеризующая количество одновременно или последовательно обрабатываемых поверхностей, характер обработки (например: предварительно, одновременно, по копиру и т.д.).
Операционные эскизы вычерчиваются в произвольном масштабе, но с соблюдением пропорций изображаемых размеров в необходимом количестве проекций. Обрабатываемая заготовка вычерчивается в таком положении, в котором она устанавливается на станке.
Обрабатываемые поверхности выделяются утолщенными линиями толщиной 2S. На эскизах должны быть проставлены: 1) размеры с допусками обрабатываемых поверхностей; 2) шероховатость поверхности; 3) условное обозначение установочно-зажимных устройств. При обработке на станках с ЧПУ должны быть показаны: 1) оси координат станка; 2) оси координат заготовки; 3) оси координат инструментов; 4) условное обозначение наладки инструментальной головки или магазина. Инструмент располагается в исходной точке. Координаты исходной точки и всех осей координат связываются размерами.
При много инструментальной обработке, когда в одной наладке участвует несколько инструментов, на операционных эскизах необходимо показывать режущий инструмент в конечном при обработке положении.
При обработке на многопозиционных станках операционные эскизы вычерчиваются на каждую позицию.
1.5.3. Требования к оформлению графической части проекта
1. Рабочий чертеж детали и рабочий чертеж заготовки выполняют в соответствии со стандартами ЕСКД.
Для крупных деталей рабочий чертеж вычерчивается совмещенным с чертежом заготовки на формате А1 ГОСТ 2.301-68. В этом случае на всех поверхностях, подлежащих обработке, указывается припуск на механическую обработку, номинальные размеры и допуски на заготовку. Контуры детали изображаются сплошной основной (от 0,6 до 1,4 мм) линией. Контуры заготовки изображаются сплошной тонкой (от 0,2 до 0,7 мм) линией. Технические условия в этом случае указываются отдельно для изготовления детали и для изготовления заготовки.
При выполнении рабочего чертежа детали рекомендуется использовать «Общие правила выполнения чертежа» [1]. При выполнении чертежей заготовок, получаемых литьем, рекомендуется использовать «Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок» [2]. При выполнении чертежей заготовок, получаемых поковкой, рекомендуется использовать «Правила выполнения графических документов на поковки» [3].
2. На листе с расчетом точности технологического процесса на основе размерного анализа показывают размерную схему, граф технологического процесса (исходное, производное и совмещенные деревья), сводную таблицу расчетов.
2. Методические указания по отдельным разделам курсовой работы
2.1. Введение
Во введении рассматривается общее положение в данной отрасли машиностроения на текущий момент, перспективы и пути дальнейшего его развития, возможности внедрения современного технологического оборудования и новых методов обработки, позволяющих повысить качество изготовления изделий и снизить трудоемкость и себестоимость.
Все это необходимо увязать с важностью и актуальностью выбранной темы работы.
Введение по объему не превышает, как правило, одной страницы.
2.2. Характеристика объекта производства
2.2.1.
Служебное назначение детали и узла, условия работы детали в сборочной единице
Служебное назначение детали и условия ее работы в сборочной единице описываются после получения чертежа общего вида сборочной единицы (механизма), Если чертеж сборочной единицы отсутствует, то студент самостоятельно описывает служебное назначение детали по аналогам. При описании поверхностей следует присвоить им цифровое обозначение, которое наносится на чертеже. Указываются основные и вспомогательные конструкторские базы, исполнительные конструкторские базы, исполнительные поверхности. Описываются воспринимаемые нагрузки, возможности износа, смятия, поломки, виды сопряжений и дается обоснование выбранного материала, необходимость легирующих элементов, обеспечивающих требуемое свойство материала.
Из описания должно быть ясно, какие поверхности и размеры имеют основное, решающее значение для служебного назначения детали и какие - второстепенные.
В этом разделе приводятся сведения о материале детали: химический состав, механические свойства до и после термической обработки.
При выполнении этого раздела рекомендуется использовать следующую литературу [7, 32, 33].
2.2.2.
Конструкторский контроль чертежа детали, корректировка чертежа детали в соответствии с требованиями ЕСКД
Анализ рабочего чертежа детали производится с целью установления факта соответствия его действующим стандартам ЕСКД. Рабочий чертеж детали должен содержать все необходимые сведения, дающие представление о детали, т.е. все проекции, разрезы, сечения, необходимые для полного понимания конструктивных особенностей и конфигурации детали. На чертеже должны быть указаны все размеры с предельными отклонениями, допустимые отклонения от правильных геометрических форм, взаимного расположения и шероховатость поверхностей. Чертеж должен содержать все необходимые сведения о материале детали, термической обработке, применяемых защитных покрытиях, массе детали, масштабе и т.п. Если на чертеже детали имеются какие-либо несоответствия действующим стандартам, то проектант вносит в чертеж соответствующие изменения, отражая эти внесения в пояснительной записке.
При выполнении данного раздела рекомендуется использовать следующую литературу [1, 4, 32, 33, 34].
2.2.3.
Анализ технических требований на изготовление детали
Перечень технических требований, их количественные и качественные показатели зависят от служебного назначения детали и условий ее работы в сборочной единице. К ним относятся: 1) точность размеров (квалитеты); 2) точность формы поверхностей и их взаимное положение; 3) шероховатость поверхности; 4) требования к материалу по твердости, химико-термической обработке, отделке, покрытию и т.д.
Анализ технических требований и норм точности должен подтвердить или опровергнуть правильность указанных на чертеже детали величин допусков линейных размеров, допусков углов, допусков формы и расположения поверхностей, величины шероховатости поверхностей.
Допустимые отклонения линейных размеров и форм поверхностей определяются аналитическим путем, расчетом размерных цепей.
Во многих случаях допустимые отклонения регламентируются соответствующими стандартами, например, ГОСТ 1643-72 регламентирует допустимые отклонения на межосевое расстояние и на параллельность осей зубчатых передач и их точность, СТ СЭВ 186-75 регламентирует точность положения осей конических передач и их точность, СТ СЭВ 311-076 -червячных передач и их точность.
Анализ соответствия технических требований и норм точности служебному назначению детали аналитическим путем рекомендуется производить в следующей последовательности:
1. На основании сборочного чертежа выявить задачу, в решении которой деталь участвует своими размерами, относительными поворотами и формой поверхностей.
2.Выявить замыкающее звено размерной цепи, с помощью которого решается эта задача.
3.Построить схему размерной цепи, с помощью которой достигается точность замыкающего звена.
4.Произвести расчет допусков на составляющие звенья размерной цепи, исходя из допуска на замыкающее звено.
5. Сопоставить технические требование, заданные на чертеже детали, с допуском, полученным в результате расчета, и дать заключение.
При выполнении этого раздела рекомендуется использовать следующую литературу [1, 2, 10, 11, 34].
2.2.4.
Анализ технологичности конструкции детали
Технологичность конструкции детали имеет прямую связь с производительностью труда, затратами времени на технологическую подготовку производства, изготовление, технологическое обслуживание и ремонт изделия. Поэтому проектированию технологического процесса должен предшествовать анализ технологичности ее конструкции и, в необходимых случаях, отработка на технологичность.
Виды и показатели технологичности конструкции приведены в ГОСТ 14.205-83, а правила отработки конструкции изделия и перечень обязательных показателей технологичности - ГОСТ 14.201-83, ГОСТ 14.204-83. Выполнение этого раздела курсового проекта рекомендуется производить по методическим указаниям [35] и справочнику [36].
2.2.5.
Определение типа производства
Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций [37]:
Кз.о.
= О/Р,
где О
– число различных операций;
Р
– число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.
Так как на момент расчета типа производства О
и Р
могут быть неизвестны, то Кз.о
.
можно определить из выражения:
,
где ФД
- действительный годовой фонд времени работы оборудования в часах;
Q
– годовой объем выпуска деталей в штуках;
Тшт.к
.
– среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям в мин.
Действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования устанавливается с учетом минимально необходимых затрат времени на ремонт оборудования и определяется как
ФД
= ФН
(1 - К/100),
где ФН
– номинальный годовой фонд работы оборудования в часах;
К
– коэффициент, учитывающий потери номинального фонда времени на ремонт в %. Этот коэффициент принимается равным для металлорежущих станков до 30 категории сложности – 3,0%, свыше 30 категории – 6%.
Номинальный годовой фонд работы оборудования определяется по формуле:
ФН
= (ДГ
– ДВ
) 8,2
m
,
где ДГ
– число дней в году;
ДВ
– число выходных и праздничных дней в году;
m
– число рабочих смен.
При 2-х сменной работе ФН
= 4140 час, а при 3-х сменной - ФН
= 6210 час.
Действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования можно определить и из таблицы 1 в соответствии с нормами технического проектирования предприятий машиностроения и металлообработки.
Таблица 1
Действительный годовой фонд времени работы оборудования
при 41-часовой неделе и 8 праздничных днях в году в часах
| Наименование оборудования |
Число рабочих смен |
|
| две |
три |
|
| 1 |
2 |
3 |
| Металлорежущие станки массой, т: свыше 1,0 до 10,0 свыше 10,0 до 100,0 свыше 100,0 |
4055 3975 3810 |
6055 5930 5650 |
| Металлорежущие станки с ЧПУ и многоцелевые станки, работающие отдельно и встраиваемые в автоматизированные участки, массой, т: до 10,0 свыше 10,0 до 100,0 свыше 100,0 |
3935 3850 3725 |
5835 5715 5525 |
| ГПС |
- |
5715 |
| Агрегатные станки |
4015 |
5970 |
| Автоматические линии |
3725 |
5465 |
Примечание. Основным режимом работы оборудования является двухсменный. Трехсменный режим работы оборудования в настоящее время применяется для ликвидации узких мест машиностроительного производства.
Согласно ГОСТ [37] при
Кз.о
≤ 1 – массовое производство;
1 < Кз.о
≤ 10 – крупносерийное производство;
10 < Кз.о
≤ 20 – серийное производство;
20 < Кз.о
≤ 40 – мелкосерийное производство;
Кз.о
для единичного производства не регламентируется.
В случае массового и крупносерийного производства целесообразно использовать автоматизированные (полуавтоматические), автоматические и комплексные автоматические линии. Ритмичность и непрерывность работы поточной линии определяется исходя из такта выпуска деталей, который определяется по зависимости:
ТВ
= ФД
··60 ·КЗ
/
Q
,
где КЗ
= 0,75-0,96 – планируемый нормативный коэффициент загрузки оборудования, учитывающий простой по организационно-техническим причинам и регламентирующий перерывы на отдых (меньшее значение КЗ
соответствует массовому производству).
При серийном типе производства определяется величина партии деталей, одновременно запускаемых в производство
n
=
Q
·
f
/
F
,
где f
= 3, 6, 12, 24 – период
F
= 253 – число рабочих дней в году.
Размер запускаемой партии деталей должен быть скорректирован с учетом удобства планирования и организации производства (его целесообразно принимать не менее сменной выработки). Корректировка размера партии деталей состоит в определении расчетного числа смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах
,
где 476 – действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин;
0,8 – нормативный коэффициент загрузки станка в серийном производстве.
Расчетное число смен округляется до принятого целого числа СПР
. Затем определяется число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течение целого числа смен
.
2.3.
Анализ технологического процесса механической обработки, принятого за аналог
2.3.1.
Вид исходной заготовки, метод ее получения, размеры и масса, расчет коэффициента использования материала (КИМ). Рассмотрение альтернативных вариантов
Одним из важнейших этапов проектирования технологии изготовления детали является выбор исходной заготовки.
В машиностроении основными видами получения заготовок являются – литье стальное, чугунное и из цветных и жаропрочных сплавов, поковки и штамповки стальные, из титановых и легких сплавов, всевозможные профили проката. На выбор формы, размеров и метода получения заготовки большое влияние оказывают материал, конструкция, размеры, функциональное назначение детали, тип производства и другие факторы. Цель этого этапа курсового проектирования – выбор оптимального метода получения исходной заготовки, позволяющего в данных производственных условиях свести к минимуму технические и экономические затраты, позволяющие снизить себестоимость изготовления детали и, соответственно, повысить её конкурентоспособность.
Рационально подобранный метод получения заготовки в значительной мере предопределяет технологический процесс изготовления детали, сводя к минимуму число обрабатываемых поверхностей детали, величину снимаемых припусков, количество переходов и операций механической обработки и т.д.
Выбор заготовки и метода её получения необходимо производить в соответствии с требованиями ГОСТ 14.303-73 в следующей последовательности.
1) Определение вида заготовки.
2) Выбор метода получения заготовки.
3) Назначение припусков на все обрабатываемые поверхности.
4) Разработка эскиза заготовки и её массы.
5) Технико-экономическая оценка конкурирующих вариантов получения заготовки (в данной работе не производится).
Вид исходной заготовки (прокат, литье, штамповка) устанавливается на основе конструктивных форм и размеров, материала детали, объема выпуска. При выборе исходной заготовки необходимо стремиться к максимальному приближению формы и размеров ее к параметрам готовой детали.
После этого, учитывая конструкцию детали и годовой объем выпуска, выбирают два наиболее прогрессивных метода получения заготовки.
Сначала устанавливают наиболее подходящий технологический процесс изготовления заготовки. Затем выбирают метод формообразования заготовки (литье в песчаные, стержневые или металлические формы, свободная ковка, ковка в подкладных штампах, штамповка в открытых штампах и т.д.)
В первую очередь выбирают тот метод изготовления, который полностью обеспечивает точность и качество заготовки. При выборе метода изготовления заготовки следует учитывать возможность одновременного изготовления нескольких заготовок.
При выборе метода литья необходимо учитывать влияние особенностей формирования структуры металла отливки, технологических, физико-механических, литейных свойств сплава на конструкцию литой заготовки.
Сравнительная характеристика способов изготовления отливок, их особенности и область применения приведены в таб. 1[13.с 117].
Ориентировочные данные и шероховатости отливок приведены в таб. 13 [13.C.13I].
Заготовки из проката получают резкой. Способы резки, точность и область применения даны в таб.66 [13.с 171].
Сравнительные характеристики поковок, изготовляемых ковкой и штамповкой, и область применения приведены в таб.21[13.с 138].
Припуски на механическую обработку отливок и допуски на их изготовление регламентируются ГОСТами [13,с. 120...133].
Припуски и допуски на поковки из углеродистой и легированной сталей при ковке на молотах устанавливают по ГОСТ 7829-70.
Припуски и допуски на поковки из тех же сталей при ковке на прессах устанавливают по ГОСТ 7062-79 [13,с, 146].
Припуски и допуски при горячей штамповке методом выдавливания приведены в [13, с. 143].
Допуски, припуски и кузнечные напуски на поковки стальные штампованные устанавливают по ГОСТ 7505-89.
Припуски и допуски для поковок из высоколегированных сталей и сталей с особыми физическими свойствами устанавливают по стандартам предприятия.
Размеры диаметров заготовки для деталей, изготовляемых из круглого сортового проката по ГОСТ 2590-71, даны в [13,с. 169].
Размеры полосового стального проката определяются ГОСТ 103-76 и приведены в [13, с.170].
Окончательный выбор метода изготовления заготовки производят после технико-экономическому сравнению двух вариантов по себестоимости и коэффициенту использования металла – КИМ (в данной работе два варианта сравнивают только по коэффициенту использования металла). Методика технико-экономического сравнения конкурирующих вариантов изготовления заготовок приведена на страницах 31-49[7] и в методических указаниях [14].
Результаты расчета следует свести в таблицу 2.
Таблица 2
Сравнение вариантов получения заготовок
| № п/п |
Наименование показателей |
Первый вариант |
Второй вариант |
| 1 |
Вид заготовки |
||
| 2 |
Годовой объем выпуска |
||
| 3 |
Масса заготовки |
||
| 4 |
Коэффициент использования металла |
2.3.2.
Анализ маршрута технологического процесса механической обработки
Технологически процесс должен соответствовать ЕСТПП и удовлетворять требованиям ГОСТ 14.301-81 «Общие правила разработки технологических процессов и выбора средств технологического оснащения».
Основной задачей этого этапа является анализ общего плана обработки детали, содержания операций технологического процесса и используемого в технологическом процессе типа оборудования.
При анализе маршрута технологического процесса механической обработки рекомендуется обратить внимание на следующие положения:
1.Каждая последующая операция должна уменьшать погрешности и
улучшать качество поверхности.
2.В первую очередь следует обрабатывать поверхность, которая будет служить технологической базой для последующих операций.
Затем следует обрабатывать поверхности, с которых снимается наибольший слой металла, что позволит своевременно обнаружить возможные внутренние дефекты заготовки.
4. Операции, при которых возможно появление брака из-за внутренних дефектов в заготовке, следует производить вначале.
5. Обработка остальных поверхностей ведется в последовательности, обратной степени их точности: чем точнее должна быть поверхность, тем позже она обрабатывается.
6. Заканчивается обработка той поверхностью, которая является наиболее точной и имеет наибольшее значение для эксплуатации детали. Если она была обработана ранее, до выполнения других смежных операций, может возникнуть необходимость в ее повторной обработке.
7. Отверстия нужно сверлить в конце технологического процесса, за исключением тех случаев, когда они служат базами для установки.
8. Не рекомендуется совмещение черновой и чистовой обработки не мерным инструментом на одном и том же станке.
9. Если деталь подвергается термической обработке по ходу технологического процесса, механическая обработка расчленяется на две части: до термической обработки и после нее.
10. Технический контроль намечают после тех этапов обработки, где вероятно повышенное количество брака, перед сложными и дорогостоящими операциями, после законченного цикла, а также в конце обработки детали.
Рекомендуемые принципы построения технологического маршрута не являются обязательными и требуют творческого подхода в каждом конкретном случае. Работа по составлению маршрутов обработки существенно облегчается при использовании типовых технологических процессов на данную группу деталей.
Наименования операций должны соответствовать требованиям классификатора технологических операций в машино - и приборостроении [17].
2.3.3.
Анализ содержания и последовательности выполнения переходов на основных технологических операциях
Анализ операций связан с детальным рассмотрением их структуры, установлением последовательности переходов, определением возможности их совмещения во времени, рассмотрением операционных эскизов и схем наладок, проверкой настроечных размеров и ожидаемой точности обработки. В анализ операции также входят: уточнение модели станка, анализ технологической оснастки, режимов обработки, нормы времени, технико-экономический анализ возможных вариантов построения операций.
При рассмотрении технологических операций и отдельных переходов производится анализ технологической возможности и экономической целесообразности их концентрации путем применения наборов нормального режущего инструмента или специальных комплектов инструментов, а также использования специальных многоинструментальных державок, параллельной или последовательной обработки заготовки.
Число и последовательность технологических переходов зависят от вида заготовки и точностных требований к готовой детали. Совмещение переходов определяется конструкцией заготовки, возможностями расположения режущих инструментов на станке и жесткостью заготовки. Обработку поверхностей, при которой требуется обеспечить высокие требования по точности и шероховатости, иногда выделяют в отдельную операцию, применяя одноместную одноинструментальнуго последовательную схему обработки.
При проработке структуры операций необходимо дать технологическую оценку различных вариантов анализируемой операции. В итоге принимается та схема операции, которая является наиболее экономичной в данных условиях производства.
Результаты разработки операций заносят в операционные карты механической обработки форма 3 и 3а ГОСТ 3.1404-86, а операционные эскизы - в карты формы 7, ГОСТ 3.1105-84.
При анализе технологических операций рекомендуется пользоваться следующей литературой [13,с.200-208, 550], [6, с.220], [18, с.581], [8], [4,с. 64], [10, 11, 12].
2.3.4.
Технологические базы. Способы установки (базирования) и закрепления заготовки. Соблюдение основных принципов базирования при принятой последовательности обработки детали
При выборе баз необходимо провести анализ технологического процесса базового предприятия на соответствие следующим требованиям:
1. Использование такой схемы базирования, которая обеспечит наименьшую погрешность установки.
2. Соблюдение принципа совмещения баз – совмещать конструкторскую, технологическую и измерительную базы.
3. Соблюдение принципа постоянства баз – на различных операциях механообработки использовать одни и те же базы (поверхности) обрабатываемой детали.
Кроме этого необходимо помнить, что нельзя использовать дважды (и более) в качестве баз «черные» (необработанные) поверхности заготовки. При этом в случае использования в качестве баз «черных» поверхностей, приоритет отдается тем поверхностям, которые после изготовления детали остаются не обработанными. Поэтому на первой операции всегда идет подготовка технологических баз под последующую обработку.
При выборе баз рекомендуется использовать литературу [7, 8, 9, 13, 15, 16].
2.3.5.
Анализ принятых средств технологического оснащения (оборудование, приспособления, инструмент)
При анализе станков используемых в базовом (заводском) технологическом процессе рекомендуется использовать схему взаимосвязи необходимой документации, исходных данных, справочных материалов и последовательности работ, которые необходимо выполнить при выборе металлорежущих станков, приведенную на рис. 3.1[7].
Технические характеристики станков приведены в справочной литературе [13, с.5-65], [7, с.179-239], [6, с.120], [5, с.39].
Оптовые цены на металлорежущие станки приведены в «Прейскуранте №18-01» [19], в справочнике[20] и учебном пособии [7].
Нормы точности металлорежущих станков и отклонения геометрической формы при обработке на них даны в справочнике [13, с.28-39] и [4,с.61-63].
Типы станков, используемые для реализации базового (заводского) технологического процесса, рекомендуется представить в виде таблицы с указанием наименования операции, типа станка, его мощности, стоимости и получаемой точности размера и формы заготовки, обрабатываемой на данном станке.
Таблица 3
Рекомендованные типы станков
| Наименование операции |
Тип станка |
Мощность станка, кВт |
Стоимость станка, руб |
Получаемая точность размера и формы заготовки, мкм |
Выбор оборудования определяют условия производства, технологические возможности станков (размеры обрабатываемой детали, мощность), их точность, производительность, возможность обработки данного вида детали и др. В зависимости от типа производства используются и различные модели станков. Для массового производства следует использовать автоматы, полуавтоматы, автоматические линии, агрегатные станки, а для серийного производства предпочтение следует отдавать станкам с ЧПУ, переналаживаемым линиям и т. д.
В этом разделе необходимо определить способы установки заготовки на станках по всем операциям технологического процесса, используемые для этого станочные приспособления и степень их механизации и автоматизации.
Здесь же назначается режущий, вспомогательный и измерительный инструмент. Задача назначения режущего инструмента (РИ) является важной и наиболее часто решаемой при проектировании перехода. Сложность назначения РИ вызвана, во-первых, большим разнообразием конфигураций инструмента и его типоразмеров, а во-вторых, неполной формализацией задачи его назначения. Методика поиска технологического оснащения и назначение режущего инструмента, предложенная Д.Д. Куликовым, предусматривает три этапа:
1.Выбор вида режущего инструмента.
2.Выбор типоразмера инструмента.
3.Определение возможности использования найденного типоразмера инструмента для рассматриваемого перехода.
Исходными данными для выбора режущего инструмента являются:
—технологические характеристики: группа оборудования и код перехода;
—характеристики заготовки: группа материала и характеристики обрабатываемого элемента;
—экономические характеристики: размер партии.
На выбор инструмента влияют форма и размеры обрабатываемого элемента, причем каждый вид инструмента рассчитан на определенный диапазон размеров элемента.
2.3.6.
Определение припусков на механическую обработку на одну из наиболее ответственных поверхностей заготовки
Целью данного этапа курсовой работы является установление величины припуска на механическую обработку и межоперационных (межпереходных) размеров, при которых расход металла минимален и гарантируется точность детали, изготовленной по данному технологическому процессу.
В курсовой работе при проработке технологического процесса припуски на механическую обработку определяются на одну наиболее точную поверхность расчетно-аналитическим методом [13.с 175], [21.с. 174], [7. с. 62], [8. с. 259]. На все остальные поверхности припуск определяется опытно-статистическим методом [21.с. 254-267], [4.с. 162].
Операционные размеры и допуски определяют для всех операций и переходов. Они необходимы для оформления операционных эскизов и настроечных схем обработки.
Результаты расчетов припусков и межоперационных размеров представляют в виде таблицы [7. с.93. таб. 45], [13. с. 193].
2.3.7.
Расчет режимов резания на одну из операций по аналитическим зависимостям
При выборе режимов обработки необходимо придерживаться определенного порядка, т.е. при назначении и расчете режимов резания учитывают тип и размеры режущего инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и мощность оборудования и т.д. Следует помнить, что элементы режимов резания функционально взаимосвязаны между собой.
В связи с тем, что аналитический расчет режимов резания является процессом довольно-таки трудоёмким, в курсовом или дипломном проекте таким методом определяются режимы резания на 1-2 операции по согласованию с руководителем проекта. Для остальных операций технологического процесса режимы резания определяются по нормативам режимов резания с учетом конкретных условий, то есть введением поправочных коэффициентов [13, 23-26].
Методика аналитического расчета режимов резания приведена в литературе [4, 13, 15, 27].
2.3.8.
Расчет норм времени на одну из операций
Техническая норма времени на обработку заготовки является одним из основных параметров для расчета стоимости детали, количества металлорежущего оборудования, заработной платы рабочих, планирования производства.
Техническую норму времени определяют на основе технических возможностей станочного оборудования, технологической оснастки, режущего инструмента, схемы построения операции и переходов, автоматизации процесса обработки детали. В массовом производстве рассчитывается штучное время, в серийном и единичном – штучно-калькуляционное.
В курсовой работе для тех операций, режимы резания которых определялись расчетно-аналитическим путем, нормы времени определяются также расчетно-аналитическим методом [7, 15, 20, 27]. Для остальных операций нормы времени выбираются по табличным данным [24, 25, 28-31]. Для станков с ЧПУ нормы времени выбираются из [28].
2.3.9.
Расчет точности технологического процесса
До недавнего времени расчет точности технологических процессов осуществлялся на основе методов построения и расчета размерных цепей, Однако в последнее время эти методы вытесняются более эффективными методами, основанными на построении и расчете графов технологических процессов. При выполнении данного этапа проекта целесообразно использовать методику [22].
2.4.
Предложения по совершенствованию технологического процесса, принятого за аналог
Данный раздел является заключительным этапом курсового проектирования. Здесь студенту предоставляется возможность творческого подхода к рассматриваемому технологическому процессу. Базируясь на проведенном в ходе выполнения курсовой работы анализе технологического процесса механической обработки и теоретических знаниях, студент выделяет «узкие» места и предлагает современные технические решения.
Одной из особенностей разработки технологических процессов механической обработки заготовок является многовариантность. Многовариантность возможна, во-первых, при выборе методов обработки поверхностей, во-вторых, при разработке операций, в-третьих, при выборе оборудования.
Литература
1. Общие правила выполнения чертежей. М.: Изд-во стандартов, 1988. 239 с.
2. ГОСТ 3.1125-88. Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок. М.: Изд-во стандартов, 1988. 20с.
3. ГОСТ 3.1126-88. Правила выполнения графических документов на поковки. М.: Изд-во стандартов, 1988. 14 с.
4. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя / А.Н. Балабанов. М.: Издательство стандартов, 1992. 460 с.
5. Васин А.Н. и др. Основы программирования обработки на станках с ЧПУ: Учебное пособие. Саратов: СГТУ, 1997. 90 с.
6. Гжиров Р.И., Серсбреницкий П.П. Программирование обработки на станках с ЧПУ: Справочник. Л.: Машиностроение, 1990. 591 с.
7. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск: Высшая школа, 1983. 256 с.
8. Маталин А.А. Технология машиностроения / А.А. МАталин. Л.: Машиностроение, 1985. 496 с.
9. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / Под ред. А.А. Панова. М.: Машиностроение, 1988. 736 с.
10. Червоткин В.А. и др. Проектирование технологических процессов изготовления деталей на вертикально-сверлильных станках с ЧПУ: Методические указания для выполнения курсового и дипломного проектов / В.А. Червоткин и др. Саратов: СПИ. 1983. 42 с.
11. Проектирование технологических процессов изготовления деталей на токарно-центровых станках с ЧПУ. Методические указания для выполнения курсового и дипломного проектов / Сост. М.Р. Бессер и др. Саратов: СПИ, 1984. 36 с.
12. Проектирование технологических процессов изготовления деталей на вертикально-фрезерных станках с ЧПУ и револьверной головкой. Методические указания для выполнения курсового и дипломного проектов / Сост. М.Р. Бессер и др. Саратов: СПИ, 1985. 42 с.
13. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т./Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова М.: Машиностроение, 1986.786с.
14. Выбор заготовок при разработке технологических процессов. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / Сост. В.Д. Гундорин и др. Саратов: СПИ, 1987. 36 с.
15. Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»: Учеб. пособие для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием».- М.: Машиностроение, 1985. 184с., ил.
16. Технология машиностроения. Учебник для вузов / Мосталыгин Г.П., Толмачевский Н.Н. М.: Машиностроение, 1990. 288 с.
17. Классификатор технологических операций в машиностроении и приборостроении. Ч.1. М.: Изд-во стандартов, 1975. 294с.
18. Комиссаров В.И., Леонтьев В.И. Точность, производительность и надежность в системе проектирования технологических процессов. М.: Машиностроение, 1985. 214 с.
19. Прейскурант №18-01. Оптовые цены на станки металлорежущие. М.: Прейскурантиздат, 1981. 189 с.
20. Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник / Под ред. К.М. Великанова. Л.: Машиностроение, 1989. 445 с.
21. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. и др. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении: Справочник технолога. М.: Машиностроение, 1976. 288 с.
22. Применение теории графов в размерном анализе техпроцессов механической обработки деталей: Методические указания к выполнению курсовых и дипломных проектов / Сост. А.В. Королев, А.Ф. Гущин. Саратов: СГТУ, 1999. 18 с.
23. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 1. М.: Машиностроение, 1974. 415 с.
24. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Часть 1. Нормативы времени. М.: Экономика, 1990. 206 с.
25. Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени для технического нормирования работ на протяжных станках. М.: Машиностроение, 1969. 199 с.
26. Аналитический расчет рациональных режимов резания при точении. Методическое руководство к практическим занятиям / Сост. Гуревич И.И., Евсеев Г.Д., Гуськов В.Т., Овсянников В.С. Саратов.: СПИ, 1977. 35 с.
27. Техническое нормирование станочных операций. Методические указания для выполнения курсового и дипломного проектов / Сост. А.Н. Васин, А.В. Королев, С.А. Тимофеев. Саратов: СГТУ, 2001. 33 с.
28. Общемашиностроительные нормативы времени для технического нормирования работ на шлифовальных станках. Серийное производство. М.: Машиностроение, 1968. 199 с.
29. Общемашиностроительные нормативы времени для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 2. М.: Машиностроение, 1974. 200 с.
30. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для нормирования станочных работ. Серийное производство. М.: Машиностроение, 1974. 420 с.
31. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Часть 2. Нормативы режимов резания. М.: Экономика, 1990. 473 с.
32. Анурьев В.Д. Справочник конструктора-машиностроителя. Т. 1-2.М: Машиностроение, 1980. 1250с.
33. Допуски и посадки: Справочник: В 2 ч. / В.Д. Мягков, М.А. Палей и др. Л.: Машиностроение, 1982,1983,4- 1 ,543 с, 4.2. 448с.
34. К анализу технических условий: Учебное пособие / А.Н. Васин и др. Саратов: СГТУ, 2000. 140с.
35. Технологичность конструкции изделий: Методические указания для выполнения курсового и дипломного проектов/ Сост. А.Н. Васин, А.В. Королев.В. Саратов: СГТУ, 2000. 15 с.
36. Технологичность конструкции изделия: Справочник/ Под ред. Ю.Д. Амирова. М: Машиностроение, 1990. 768 с.
37. ГОСТ 14.004 – 83. (СТ СЭВ 2521 – 80). Единая система технологической подготовки производства. Термины и определения основных понятий / Государственный комитет СССР по стандартам. М.: Изд-во стандартов, 1984. 10с.
Приложение А
Министерство образования Российской Федерации
Саратовский государственный технический университет
Кафедра «Технология машиностроения»
Расчетно-пояснительная записка
к курсовой работе по курсу
«Основы технологии машиностроения»
| Студент _______________________ Факультет _____________________ Группа ________________________ Консультант ___________________ |
Саратов 2006
Приложение Б
Министерство образования Российской Федерации
Саратовский государственный технический университет
Кафедра «Технология машиностроения»
«Утверждаю»
зав. кафедрой ТМС
_________ проф. Королев А.В.
«___» __________2006г.
Задание №
на курсовую работу по «Основам технологии машиностроения»
студенту машиностроительного факультета
группы ТМС-41 Кузнецову А.В.
Провести анализ базового (заводского) технологического процесса механической обработки детали «Вал», чертеж 015123.45.01, входящий в изделие «Коробка передач», чертеж 015123.45СБ, дать рекомендации по его совершенствованию.
Годовая программа выпуска изделия: 12500 шт.
Дата выдачи задания «___» __________2006г.
Срок выполнения «___» __________2006г.
Консультант _________________ И.П. Петров
Студент _____________________ Г.В. Иванов
основы ТЕХНОЛОГИи МАШИНОСТРОНИЯ
методические указания по выполнению курсовой работы
для студентов специальности
120100 «Технология машиностроения»
Составили: ФИЛИМОНОВ Евгений Васильевич
КОРОЛЕВ Андрей Альбертович
БЕРЕЗНЯК Рудольф Александрович
Рецензент: Болкунов Владимир Васильевич
Корректор:
Лицензия ИД № 06268 от 14.11.01
| Подписано в печать |
Формат 60х84 1/16 |
|
| Бум. оберт. |
Усл. печ.л. |
Уч.-изд.л. |
| Тираж 100 экз. |
Заказ № |
Бесплатно |
Саратовский государственный технический университет
410054 г.Саратов, ул. Политехническая, 77
Копипринтер СГТУ, 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77