3 Методические указания по выполнению курсовой работы

3.1 Введение.

Во введении указывается тема работы. Приводятся и анализируются исходные данные.

Исходя из заданной программы выпуска изделий, определяется тип производства. Если производство изделий соответствует массовому типу, рассчитывается такт выпуска; для серийного типа рассчитывается размер производственной партии, период запуска изделий в производство.

2. Проектирование технологического процесса сборки узла

1. Служебное назначение узла

В этом разделе необходимо привести служебное назначение машины, отдельным элементом которой является данный узел. Служебное назначение машины в первую очередь отражает данные о продукции, которую ей надлежит производить [5] – вид, качество, количество. Исходя из этого, определяется служебное назначение узла, для которого проектируется технологический процесс сборки. Кроме функционального признака, в служебном назначении узла должны быть указаны количественные показатели – производительность, частота вращения, нормы подачи жидкости, топлива и т.д. Приводится также краткое описание работы узла.

2. Размерный анализ узла

При выполнении этого раздела необходимо проанализировать технические требования, которые предъявляются к узлу. Анализ требований позволит выявить замыкающие звенья и составить размерные цепи по их обеспечению. Технические требования регламентируют точность расположения исполнительных поверхностей узла.

Замыкающие звенья могут быть выявлены и при анализе требований, вызванных условиями сборки узла, обеспечения его работоспособности. Например, при сборке цилиндрических зубчатых передач необходимо обеспечить точность расстояния между осями делительных поверхностей сопрягаемых колес, величину бокового зазора; при сборке конических зубчатых передач необходимо обеспечить точность совпадения центров делительных конусов сопрягаемых колес [13].

Если на чертеже узла не указаны технические требования, то в этом случае выявляются исполнительные поверхности данного узла и между ними устанавливаются размерные связи.

В курсовой работе должны быть составлены 1 – 2 размерные цепи.

Размерные цепи приводятся на листе графической части, в пояснительной записке приводятся анализ технический требований узла, обоснование выбора замыкающего звена и структура размерных цепей.

3. Проектирование технологического процесса сборки узла

Проектирование технологического процесса сборки узла выполняется в следующей последовательности [8,14]:

• выделяются технологические сборочные единицы;

• определяется базовая деталь узла;

• определяется последовательность комплектования деталей и сборочных единиц;

• составляется технологическая схема сборки узла.

Пользуясь схемой сборки, проектируется технологический процесс.

Спроектированный технологический процесс сборки узла представляется в виде маршрутной карты сборки (ГОСТ 3.1118-82 ф2, 1б ).

Технологическая схема сборки приводится на первом листе графической части работы, в пояснительной записке только обосновывается принятая последовательность выполнения сборочных операций.

2. Проектирование технологического процесса механической обработки детали

1. Служебное назначение детали, классификация поверхностей

Приводится описание служебного назначения детали, исходя из тех функций, которые она должна выполнять в узле. На основе анализа служебного назначения приводится классификация поверхностей детали: указываются основные конструкторские базовые, вспомогательные конструкторские базовые, исполнительные и свободные поверхности [1].

В пояснительной записке этот раздел удобно представить следующим образом: привести эскиз детали, пронумеровать все ее поверхности, размеры детали обозначить заглавными буквами русского алфавита и привести цифровую классификацию поверхностей. С помощью буквенного обозначения поверхностей удобнее выполнить следующие разделы – по выбору заготовки и проектированию технологического процесса.

2. Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность конструкции определяется степенью ее соответствия условиям изготовления при данной программе выпуска.

Для конкретной детали указываются общие требования технологичности: доступность обрабатываемых поверхностей, свободный вход – выход режущего инструмента, отсутствие глухих отверстий, расположение обрабатываемых поверхностей параллельно или перпендикулярно установочной поверхности и т.д. Отмечаются требования, зависящие от типа производства - необходимость применения специальной технологической оснастки, возможность обработки стандартным режущим инструментом, простановка размеров, возможность обработки от единой технологической базы и т.д. Необходимо отметить как элементы технологичности, так и нетехнологичности конструкции; предложить возможность изменения элементов конструкции детали, повышающую ее технологичность 5.

3. Выбор метода получения заготовки

Этот раздел работы включает решение следующих задач:

• выбор конкретного метода получения заготовки;

• разработка рабочего чертежа (эскиза) заготовки.

При выборе метода получения заготовки данной детали учитываются в первую очередь технологические возможности ее материала (литье, поковка) и программа выпуска. Особое внимание уделяется прогрессивным, малоотходным методам. Намечается 2-3 возможных варианта получения заготовки [14] и рассчитывается их себестоимость по укрупненной методике [7]. Сравнение проводят нескольких однотипных вариантов – например, для литой заготовки: литье в кокиль, под давлением, в песчано-глинистые формы; для поковки – штамповка на молотах, прессах, горизонтально-ковочной машине. В результате сравнения принимается тот вариант, который обеспечивает наименьшую себестоимость. Для принятого метода получения заготовки рассчитывается коэффициент использования материала.

Далее разрабатывается рабочий чертеж (эскиз) заготовки. В чертеже заготовки должны быть указаны допуски размеров, технические требования на изготовление заготовки. Если заготовка получена одним из методов литья, то согласно [2], выбирают класс размерной точности заготовки, степень ее коробления и назначают допуски размеров и точность расположения поверхностей. Для штампованной заготовки по [3] выбирают исходный индекс, по которому назначают допуски размеров, технические требования выбирают по таблицам, приведенным в [3]. До выполнения расчета припусков сохраняют буквенное обозначение размеров.

4. Проектирование карты исходных данных.

Составление плана обработки поверхностей

На данном этапе работы необходимо выбрать необходимое количество и виды технологических переходов для каждой обрабатываемой поверхности детали. Метод обработки определяется характером поверхности – точение, фрезерование, сверление и т.д. Количество технологических переходов зависит от требований, предъявляемых к обрабатываемой поверхности, и выбранного метода получения заготовки.

Необходимость выполнения чернового перехода определяется точностью заготовки. Для заготовок обычной точности обязателен черновой переход, так как высота шероховатости поверхности заготовки и глубина ее дефектного слоя определяют большие величины припусков на механическую обработку. Обработку заготовок повышенной точности можно начинать с чистового перехода.

Таким образом, при составлении плана обработки каждой поверхности заготовки в первую очередь оценивается необходимость выполнения чернового перехода. Характеристики качества поверхности заготовки можно найти в справочной литературе [14]. Наметив первый технологический переход, выбирают метод окончательной обработки, обеспечивающий характеристики качества поверхности детали [14]. В зависимости от требований, указанных в рабочем чертеже детали, можно ограничиться чистовой обработкой или потребуется выполнение отделочных методов – чистовое, тонкое шлифование, тонкое точение и т.д. После определения первого и окончательного методов планируют промежуточные технологические переходы. Например, для поверхности заготовки необходимо выполнение черновой обработки, в качестве окончательной обработки – чистовое шлифование. В этом случае необходим промежуточный технологический переход – чистовая обработка, в противном случае припуск на обработку шлифованием окажется, настолько велик, что сделает операцию технологически невыполнимой. Операция тонкого шлифования потребует предварительного чистового шлифования; тонкого развертывания – нормального или чистового развертывания. Необходимость выполнения промежуточного технологического перехода не возникнет в том случае, если требуемые характеристики качества поверхности детали обеспечены чистовой обработкой – чистовое точение, чистовое зенкерование и т.д.

При составлении плана обработки поверхностей используют типовые маршруты, учитывая при этом, что предпочтительнее выбирать одинаковые методы для обработки большинства поверхностей. В этом случае сокращается количество операций в технологическом процессе.

Оценка выбранного количества технологических переходов производится по величине уточнения – каждый последующий технологический переход должен быть точнее предыдущего. Уточнение определяется отношением допусков предшествующего и выполняемого технологических переходов. Величина уточнения должна быть больше единицы.

Рекомендуется план обработки поверхностей детали внести в карту исходных данных, таблица 3.1. Для обозначения поверхностей детали сохраняются их цифровые коды.

Таблица 3.1 - Карта исходных данных

№ пов	Квалитет, шероховатость, мкм	Технические требования чертежа		Предлагаемая обработка		Технологические решения по обеспечению технических требований чертежа детали
		детали	заготовки	вид Вид	уточнение
1	2	3	4	5	6	7

Графы таблицы 1-4 заполняются данными, взятыми из чертежа детали и эскиза заготовки; графа 3 заполняется следующим образом: например, по чертежу детали регламентировано радиальное биение поверхности 1 относительно поверхности 5 не более 0,05 мм, в таблицу это требование будет записано таким образом: ↑1,5 = 0.05. Технические требования указываются только для тех поверхностей, которые указаны в рабочем чертеже детали. В графе 5 указывается перечень технологических переходов, необходимых для обработки данной поверхности; в графе 6 расчетная величина уточнения. Графа 7 заполняется только для тех поверхностей, к которым в чертеже детали предъявляются требования по точности расположения, и содержит технологические мероприятия по обеспечению технических требований, например, «поверхности обработать с одного установа» (базовую и контролируемую) или «поверхности обработать от единой технологической базы».

5. Выбор технологических баз

Выполнение этого раздела требует особого внимания, поскольку от выбора технологических баз в значительной мере зависит обеспечение точности детали и характер построения технологического процесса.

На первой операции технологического процесса (ТП) решаются следующие задачи:

1. обеспечивается связь размеров обрабатываемых поверхностей, с теми, которые остаются необработанными;

2. обеспечивается равномерное распределение припусков обрабатываемых поверхностей 5.

Для решения первой задачи рекомендуется на первой операции ТП в качестве технологической базы выбирать поверхность детали, которая вообще не подвергается механической обработке. Это правило не является абсолютным – технологическими базами на первой операции могут быть выбраны поверхности, обрабатываемые в дальнейшем. На последующих операциях ТП технологическими базами служат, как правило, предварительно обработанные поверхности.

Равномерное распределение припусков обрабатываемых поверхности анализируется с помощью расчета технологических размерных цепей и в задачу данной работы не входит.

Кроме того, при выборе технологических баз руководствуются двумя принципами:

• совмещения – конструкторских, технологических и измерительных баз;

• постоянства – использование одних и тех же технологических баз на большинстве операций ТП [5].

После выбора технологических баз для всех операций ТП разрабатываются схемы базирования по всем операциям [1] и определяется погрешность базирования.

Если обработка заготовки выполняется на предварительно настроенном станке, т.е. точность обработки обеспечивается автоматически, то при несовпадении технологической и измерительной базовых поверхностей возникает погрешность базирования. Поэтому для каждого конкретного случая анализируется возможность возникновения погрешности базирования и рассчитывается ее величина. Величина погрешности базирования учитывается при расчете припусков на механическую обработку.

В расчетно-пояснительной записке приводятся обоснования выбора технологических баз на первой и последующих операциях ТП, схемы базирования по всем операциям, расчет погрешности базирования.

6. Проектирование технологического процесса механической обработки детали

Задачей этого раздела является объединение технологических переходов по обработке поверхностей детали, указанных в карте исходных данных (таблица 3.1), в маршрутный ТП обработки детали в целом. В одну технологическую операцию группируется обработка поверхностей, сходных по методу обработки, точности, шероховатости и технологическим возможностям станков.

При проектировании ТП необходимо учитывать следующие рекомендации [5]:

• на первой операции ТП обрабатываются поверхности, которые будут служить технологическими базами на последующих операциях;

• в первую очередь обрабатываются поверхности, с которых удаляется наибольший припуск;

• обработка поверхностей выполняется в порядке, обратном их точности, - чем выше точность поверхности, тем позже она обрабатывается;

• обязательное разделение черновой, чистовой и отделочной стадий обработки для деталей пониженной жесткости;

• окончательная обработка исполнительных поверхностей выполняется при совмещении технологических и основных конструкторских базовых поверхностей;

• обработка легко повреждаемых поверхностей выносится в конец маршрута.

Маршрутный ТП представляет собой перечень операций в определенной последовательности, их краткое содержание; оборудование, режущий инструмент, необходимые для выполнения данной операции. Тип, модель конкретного станка, тип режущего инструмента выбираются по каталогам и справочным данным [6,9,15]. Спроектированный маршрутный ТП механической обработки детали вносится в маршрутную карту (ГОСТ 3.1118-82 ф1, 1а ).

7. Размерный анализ технологического процесса 16

Выполнение этого раздела ведется в такой последовательности:

1. Кодирование чертежа детали.

2. Проектирование операционных эскизов.

3. Построение размерных схем.

4. Подготовка и кодирование информации для расчета на ЭВМ.

5. Анализ результатов расчета.

Кодирование чертежа состоит в нумерации поверхностей детали (это сделано при выполнении раздела 3.3.6) и обозначении всех размеров буквами русского алфавита. Допускается не кодировать размеры тех поверхностей, которые образованы однократным удалением напуска, например. сверление отверстий в сплошном материале, нарезание резьбы, фрезерование шпоночных пазов.

Операционные эскизы проектируются для всех технологических переходов. На эскизе должно быть указано: схема базирования заготовки, выделены обрабатываемые поверхности, буквенное обозначение их размеров, технологические допуски обрабатываемых поверхностей, технические требования к данному технологическому переходу, операции 14,25,29 .

Построение размерных схем. Количество и вид размерных схем определяется конструкцией детали. Для детали – тела вращения строятся размерные схемы трех видов: продольных размеров, диаметральных размеров и радиальных биений, пространственных отклонений; для деталей типа корпусных строятся комбинированные размерные схемы по различным сечениям (число размерных схем должно быть таким, какое необходимо для указания всех обрабатываемых поверхностей) и общая схема пространственных отклонений. Операционные эскизы и размерные схемы приводятся в пояснительной записке.

Подготовка и кодирование информации для расчета на ЭВМ выполняется в соответствии с принятой классификацией размерных связей и звеньев размерных цепей. Кодирование размерных схем является вспомогательной информацией и в пояснительной записке не приводится.

С помощью ЭВМ рассчитываются схемы продольных, диаметральных размеров и комбинированные. Схемы пространственных отклонений анализируются вручную. С их помощью выявляются замыкающие звенья – технические требования чертежа, строятся размерные цепи. Расчетная величина замыкающего звена сравнивается с величиной технического требования, заданного в рабочем чертеже детали.

Результаты выполненной работы анализируются. Если параметры чертежа (размеры и технические требования) являются звеньями составляющими, то необходимо убедиться, что точность их обеспечивается при окончательной обработке; если параметры чертежа детали – замыкающие звенья, то необходимо их расчетную величину сравнить с указанной в чертеже. Наличие дефицитов замыкающих звеньев свидетельствует о том, что точность их не обеспечивается, такой технологический процесс необходимо корректировать. Наличие запасов по предельным размерам свидетельствует о том, что возможно расширение допусков составляющих звеньев.

8. Определение режимов резания. Нормирование операций

Режимы резания определяются на 2-3 технологических перехода многопереходной операции или на 2-3 однопереходных операции. Нормативные материалы по расчету и выбору режимов резания приведены в справочной литературе [11,12,15].

Операции или переходы, на которые определены режимы резания, нормируются . Основное технологическое время рассчитывается в зависимости от структуры операции и метода обработки, определяются составляющие вспомогательного времени и их величина, время обслуживания рабочего места, время отдыха рабочего [10,11,12 . Все составляющие времени суммируются, и определяется норма времени на операцию в целом.

Оформление этого раздела выполняется в следующей последовательности:

• номер операции;

• модель станка, его техническая характеристика;

• содержание операции ( перехода, позиции);

• режущий инструмент, его краткая характеристика, материал режущей части;

• определение режимов резания;

• определение нормы времени.

При выборе параметров режимов резания делаются ссылки на таблицы и литературу, откуда они выбраны. Подача инструмента, частота вращения шпинделя должны быть скорректированы по паспортным данным станка.

Норма времени на операцию, выполняемую на станке с ЧПУ или типа обрабатывающий центр, определяются с учетом времени цикла автоматической работы станка по программе (основное и машинно-вспомогательное время) и затрат вспомогательного времени, соответствующих данной операции.

3.3.9 Заполнение технологической документации

Спроектированный технологический процесс механической обработки вносится в маршрутную карту – ГОСТ 3.1118-82 ф.1, 1а. На одну операцию составляется операционная карта – ГОСТ 3.1404-86 ф.3, 2а и карта эскизов – ГОСТ 3.1105-84 ф7а.

Образцы заполнения технологической документации представлены в [4].

3.4 Выводы

В общих выводах по работе излагаются особенности спроектированных технологических процессов сборки узла и механической обработки детали, принятый метод получения заготовки, особенности выбора технологических баз и построения ТП.

5. Методические указания к выполнению графической части работы

Графическая часть работы состоит из 2 листов формата А1.

На первом листе представлена конструкция узла с обозначением номера позиции деталей и сборочных единиц, размерные цепи, технологическая схема сборки. В штампе указывается наименование узла. Спецификация на узел подшивается в расчетно-пояснительную записку.

На втором листе представляется эскиз заготовки с указанием метода ее получения и операционные эскизы в последовательности выполнения ТП. Операционные эскизы составляются на все операции и технологические переходы. На эскизе указываются обрабатываемые поверхности (выделением более жирными линиями или красным цветом), схема базирования, режущий инструмент упрощенной конструкции. Над эскизом выполняется надпись: номер, наименование операции, тип, модель станка; для многопереходной операции – номер перехода. В штампе листа выполняется надпись – технологический процесс механической обработки детали.