В.Ю. Блюменштейн Проектирование заготовок

1

1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.Цель курсового проектирования - закрепление знаний по основным принципам проектирования и производства заготовок в современном машиностроении и перспективам развития и совершенствования заготовительного производства

1.2.Тема курсовой работы: "Проектирование ресурсосберегающего технологического процесса заготовительного производства".

1.3.Задание на курсовое проектирование выдается на первом практическом занятии и представляет собой чертеж детали с указанием типа производства или объема выпуска.

Предпочтительным является проектирование заготовительных технологий по заданиям машиностроительных предприятий с анализом возникающих проблем и выявлением "узких" мест в данной производственной области.

1.4.Курсовая работа включает в себя:

-расчетно-пояснительную записку;

-графическую часть;

-комплект технологической документации.

1.5.Расчетно-пояснительная записка (РПЗ) содержит следующие основные разделы:

-титульный лист;

-оглавление;

-задание на проектирование;

-основную текстовую часть с необходимыми расчетами, графиками, таблицами, схемами и рисунками;

-перечень использованных источников;

-приложения (по необходимости, включая комплект технологической документации).

1.6.Основная текстовая часть РПЗ включает в себя:

-анализ служебного назначения детали;

-анализ типа производства;

-анализ технологичности конструкции изделия;

-выбор методов получения заготовки;

-технико-экономическое обоснование выбора метода получения заготовки;

-разработку чертежа заготовки;

2

-определение структуры технологического процесса получения заготовки;

-проектирование основных операций;

-разработка конструкции технологической оснастки;

-выбор технологического оборудования;

-расчет показателей использования металла по двум технологическим переделам;

-описание перспектив развития выбранного метода получения заготовок.

1.7.Анализ служебного назначения детали, анализ типа произ-

водства, анализ технологичности конструкции изделия, выбор методов получения заготовки и технико-экономическое обоснование выбора метода получения заготовки выполняют с использованием методических указаний [1,2] и справочной литературы [3-6].

1.8.Графическая часть курсовой работы состоит из пакета чертежей общим объемом 2 листа формата А2 ГОСТ 2.301-68 [7] .

1.9.Комплект технологической документации оформляется в соответствии с требованиями единой системы технологической документации (ЕСТД) [8-22].

1.10.Общее оформление расчетно-пояснительной записки к курсовой работе в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105-95 [23].

2.СТРУКТУРА КУРСОВОЙ РАБОТЫ В ОБЛАСТИ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

2.1.Анализ служебного назначения детали.

Под служебным назначением понимают четко сформулированную задачу, для решения которой предназначено данное изделие. Анализируют условия работы детали в машине, эксплуатационные свойства, срок службы, вид рабочих нагрузок и т.д. Определяют степень соответствия эксплуатационных свойств деталей (износостойкость, усталостная прочность, коррозионная стойкость и др.) условиям эксплуатации.

2.2.Анализ типа производства.

Тип производства – классификационная категория, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска. В данном разделе РПЗ приводят результаты анализа типа производства по следующим признакам: широта номенклатуры,

3

регулярность и стабильность выпуска, объемы выпуска(единицы, партии, серии, массовый выпуск), виды оборудования и оснастки, характерные для данного типа производства, квалификация работающих, затраты, уровень механизации и автоматизации и др.

2.3.Оценку технологичности конструкции отливки проводят с использованием дополнительных литературных источников [3-5, 24], включая анализ химического состава материала, физических (прочность, твердость, ударная вязкость и др.) и технологических (жидкотекучесть, усадка, склонность к ликвациям, пластичность в холодном и горячем состоянии, свариваемость) свойств, вида детали, ее сложности, формы и конфигурации (корпусная, круглая в плане, типа рычага или втулки и т.д.), конструктивных элементов (фаски, галтели, резьбы, отверстия, цилиндрические, плоские и фасонные поверхности и т.п.), уровня их унификации и стандартизации, точности размеров и шероховатости поверхностей и др. Анализ технологичности применительно к условиям конкретного производства определяет возможность получения заготовки данной детали тем или иным технологическим методом.

2.4.Выбор методов (не менее двух) получения заготовки

[1-2, 3-6].

Исходя из анализа служебного назначения и технологичности конструкции детали, определяется вид заготовки (отливка, поковка, штампованная заготовка, сварная заготовка и др.). На этом этапе возможен выбор двух и более видов заготовок, отвечающих требованиям, предъявленным к конструкции детали. На данном этапе предпочтение должно быть отдано тем методам, которые обеспечивают максимальное приближение формы и размеров заготовки к форме и размерам детали.

В том случае, если для данной детали невозможно подобрать способ получения заготовки, должны быть решены вопросы изменения конструкции детали или получения для нее заготовки комбинацией известных способов. В отдельных случаях вопрос может быть решен путем создания принципиально нового метода заготовительного производства на основании научных исследований.

2.5.Технико-экономическое обоснование выбора метода получения заготовки.

Выбор более точного метода, как правило, приводит к повышению затрат на изготовление заготовки. В ряде случаев несколько мето-

4

дов обеспечивают требуемые технические показатели заготовки, поэтому целесообразность выбора того или иного способа определяется путем проведения экономического анализа по всем сравниваемым вариантам [2]. Из двух или нескольких методов со схожими техническими характеристиками предпочтение должно быть отдано наиболее экономичному. Если выбранные методы изготовления заготовки неэкономичны, необходимо изменить вид заготовки, заново выбрать способ ее изготовления и еще раз провести экономический анализ.

2.6.Проектирование отливки.

2.6.1.Выбор поверхности разъема литейной формы и положения отливки при заливке.

2.6.2.Назначение припусков и допусков на отливки по ГОСТ 26645-85 [25], уклонов – по ГОСТ 3212-92 [43].

2.6.3.Чертеж отливки оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1125-88 [26] при использовании методических указаний [27]. Порядок нанесения технических требований на чертеже отливки регламентирован ГОСТ 2.316-68 [28]. Технические требования назначают в соответствии с требованиями [29-36].

2.7.Типовая структура технологического процесса литья в песча- но-глинистые формы включает в себя [37-39]:

-назначение количества отливок в литейной форме [40-42];

-проектирование и расчет литниково-питающей системы

[37, 40-42];

-выбор и проектирование модельного комплекта (моделей, модельных плит, стержневых ящиков) и опок [40-42, 44];

-выбор методов изготовления форм и стержней [40-42];

-выбор технологического оборудования, средств механизации

иавтоматизации [40-42, 45-46];

-выбор технологии сборки форм [40-42];

-выбор технологии заливки форм [40-42];

-выбор технологии выбивки отливок и стержней, обрубки и очистки отливок [40-42, 47];

-выбор технологии термической обработки отливок [40-42];

-определение методов и средств контроля отливок, определение методов исправления брака [40-42, 48];

5

- расчет шихты и баланса металла, расчет показателей использования металла по двум технологическим переделам [40-42]. 2.8.Типовая структура технологического процесса литья в метал-

лические формы (кокили) включает в себя [49-50]:

-назначение количества отливок в литейной форме;

-проектирование и расчет литниково-питающей системы;

-проектирование кокиля;

-выбор методов изготовления стержней [40-42, 49-50];

-выбор технологического оборудования, средств механизации и автоматизации [40-42, 45-46];

-выбор технологии подготовки кокиля к работе;

-выбор технологии заливки форм [40-42];

-выбор технологии извлечения отливок, выбивки стержней, обрубки и очистки отливок [40-42, 47, 49-50];

-выбор технологии термической обработки отливок [40-42, 49-50];

-определение методов и средств контроля отливок, определение методов исправления брака [40-42, 48];

-расчет шихты и баланса металла, расчет показателей использования металла по двум технологическим переделам [40-42]. 2.9.Графическая часть курсовой работы по данной теме может

быть представлена чертежами:

-детали;

-отливки;

-литейной формы в сборе;

-кокиля в сборе;

-модельной оснастки (модели, модельной плиты, стержневого ящика и др.);

-схемами оборудования или устройств для выполнения основных операций (например формовки, заливки, выбивки, обрубки и очистки);

-схемами оборудования или устройств для механизации и автоматизации процесса литья в песчано-глинистые формы, кокили и др.

6

2.10.Структуры и правила проектирования технологических процессов литья в оболочковые формы, под давлением, по выплавляемым моделям и центробежного литья представлены в [49-50].

3.СТРУКТУРА КУРСОВОЙ РАБОТЫ В ОБЛАСТИ КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

3.1.Ковка

3.1.1.Анализ служебного назначения детали (в соответствии с

п.2.1).

3.1.2.Анализ типа производства (в соответствии с п.2.2). 3.1.3.Оценка технологичности конструкции детали (в соответст-

вии с п.2.3); при этом используют дополнительные литературные ис-

точники [3-5, 51].

3.1.4.Выбор методов (не менее двух) получения заготовки (в соответствии с п.2.4).

3.1.5.Технико-экономическое обоснование выбора метода получения заготовки (в соответствии с п.2.5).

3.1.6.Проектирование поковки.

3.1.6.1.Припуски на обработку и допуски на ковку, а также условия образования уступов, выемок, фланцев, буртов регламентированы:

-ГОСТ 7829-70 – для поковок, изготовляемых ковкой на молотах [52];

-ГОСТ 7062-79 - для поковок, изготовляемых ковкой на прес-

сах [53].

3.1.6.2.Чертеж поковки оформляется в соответствии с требова-

ниями ГОСТ 3.1126-88 [54] при использовании методических указаний [55]. Порядок нанесения технических требований на чертеже отливки регламентирован ГОСТ 2.316-68 [28]. Технические требования назначают в соответствии с требованиями [56-58].

3.1.7.Типовая структура технологического процесса ковки вклю-

чает в себя [51, 55, 59-63]:

-расчет размеров исходной заготовки, расчет поковки, выбор слитка или сортового проката;

-определение способов и выбор средств подготовки поверхности металла исходной заготовки;

-выбор способов и средств разделения исходных заготовок;

7

-выбор режима, способов и средств нагрева;

-проектирование операций формоизменения заготовок;

-проектирование (выбор) технологической оснастки;

-расчет технологических параметров и выбор оборудования и средств механизации и автоматизации;

-проектирование операций правки, калибровки и очистки поковок от окалины [64];

-выбор технологии термической обработки поковок [64];

-определение методов и средств контроля поковок, определение методов исправления брака;

-расчет показателей использования металла по двум технологическим переделам.

3.2.Горячая объемная штамповка

3.2.1.Анализ служебного назначения детали (в соответствии с п.2.1).

3.2.2.Анализ типа производства (в соответствии с п.2.2). 3.2.3.Оценка технологичности конструкции детали (в соответст-

вии с п.2.3); при этом используют дополнительные литературные ис-

точники [3-5, 64].

3.2.4.Выбор методов (не менее двух) получения заготовки (в соответствии с п.2.4).

3.2.5.Технико-экономическое обоснование выбора метода получения заготовки (в соответствии с п.2.5).

3.2.6.Проектирование поковки.

3.2.6.1.Выбор поверхности разъема штампа и положения поковки в штампе.

3.2.6.2.Припуски и допуски на горячештампованные поковки назначаются по ГОСТ 7505-95 [65].

3.2.6.3.Чертеж поковки оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1126-88 [54] при использовании методических указаний [66]. Порядок нанесения технических требований на чертеже отливки регламентирован ГОСТ 2.316-68 [28]. Технические требования назначают в соответствии с требованиями [56-58].

3.2.7.Типовая структура технологического процесса горячей объемной штамповки включает в себя [60, 64, 66-70]:

-расчет размеров исходной заготовки;

8

-определение способов и выбор средств подготовки поверхности металла исходной заготовки;

-выбор способов и средств разделения исходных заготовок

[71];

-выбор режима, способов и средств нагрева;

-проектирование операций формоизменения заготовок;

-расчет технологических параметров и выбор оборудования и средств механизации и автоматизации [61-62, 75];

-проектирование операций обрезки облоя, пробивки перемычек, правки, калибровки и очистки поковок от окалины;

-выбор технологии термической обработки поковок;

-определение методов и средств контроля поковок, определение методов исправления брака;

-расчет показателей использования металла по двум технологическим переделам.

3.2.6.Структуры и правила проектирования других технологиче-

ских процессов горячей обработки давлением представлены в [64].

3.3.Холодная объемная штамповка на прессах

3.3.1.Анализ служебного назначения детали (в соответствии с

п.2.1).

3.3.2.Анализ типа производства (в соответствии с п.2.2). 3.3.3.Оценка технологичности конструкции детали (в соответст-

вии с п.2.3); при этом используют дополнительные литературные ис-

точники [3-5, 76-77].

3.3.4.Выбор методов (не менее двух) получения заготовки (в соответствии с п.2.4).

3.3.5.Технико-экономическое обоснование выбора метода получения заготовки (в соответствии с п.2.5).

3.3.6.Проектирование заготовки.

3.3.6.1.Выбор поверхности разъема штампа и положения заготовки в штампе.

3.3.6.2.Припуски и допуски на заготовки назначаются в соответ-

ствии с [76-77].

9

3.3.6.3.Чертеж заготовки оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1126-88 [54] при использовании методических указаний [78]. Порядок нанесения технических требований на чертеже отливки регламентирован ГОСТ 2.316-68 [28].

3.3.7.Типовая структура технологического процесса холодной объемной штамповки включает в себя [76-78]:

-расчет размеров исходной заготовки;

-выбор способов и средств разделения исходных заготовок

[71];

-определение способов и выбор средств подготовки поверхности металла исходной заготовки к холодной объемной штамповке;

-выбор технологии предварительной, промежуточной и окончательной термической обработки заготовок;

-проектирование операций формоизменения заготовок;

-расчет технологических параметров и выбор оборудования и средств механизации и автоматизации [61-62, 75];

-проектирование калибровки заготовки;

-определение методов и средств контроля заготовок, определение методов исправления брака;

-расчет показателей использования металла по двум технологическим переделам.

3.4.Листовая штамповка

3.4.1.Анализ служебного назначения детали (в соответствии с

п.2.1).

3.4.2.Анализ типа производства (в соответствии с п.2.2). 3.4.3.Оценка технологичности конструкции детали (в соответст-

вии с п.2.3); при этом используют дополнительные литературные ис-

точники [3-5, 79-81].

3.4.4.Выбор методов (не менее двух) получения заготовки (в соответствии с п.2.4).

3.4.5.Технико-экономическое обоснование выбора метода получения заготовки (в соответствии с п.2.5).

3.4.6.Проектирование заготовки.