Назначение и конструкция детали

Стр 1 из 6Следующая ⇒

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БАРАНОВИЧСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ
МАШИНОСТРОЕНИЯ

Практическое руководство по курсовому проектированию
для студентов специальности
1-36 01 01 «Технология машиностроения»

Барановичи

РИО БарГУ

УДК

ББК

Рекомендовано к печати учебно-методической комиссией

инженерного факультета

С о с т а в и т е л ь

А. И. Троцкий

Рецензенты:

В. Ф. Барышников, доцент, к.т.н. кафедры «Оборудование и автоматизация производства»

М. В. Нерода, доцент, к.т.н., заведующий кафедрой «Технология машиностроения»

Основы технологии машиностроения [Текст]: практическое руководство по курсовому проектированию для студентов специальности 1-36 01 01 «Технология машиностроения»/сост.А.И.Троцкий.— Барановичи: РИО БарГУ, 2014. —с.—экз.

В практическом руководстве изложены общая методика выполнения всех разделов курсового проекта, требования к оформлению разделов расчетно-пояснительной записки и графического материала. Даны ссылки на стандарты по оформлению технической документации, а также учебную литературу, необходимую для выполнения курсового проекта. Настоящее руководство является пособием для студентов и руководителей при выполнении курсового проекта.

Табл. 00. Рис. 00. Прил. 0

УДК 621(

ББК 34.4я73

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………...…………………………..4

1. Цели и задачи курсового проектирования……………………....………………………....4

2. Требования к тематике курсовых проектов………………………………………………..5 3. Организация и руководство курсовым проектом…………...……………………………..5

4. Структура и содержание курсового проекта ……………………………………………....6

5. Последовательность выполнения курсового проекта……………………………………..7

6. Пояснительная записка …………………………………….………………………………7 6.1 Назначение и конструкция детали………………………….………………………....8

6.2 Анализ технологичности конструкции детали…………………....................................9

6.3 Определение типа производства и организационной формы……………..……… 11

6.4 Выбор метода получения заготовки и технико-экономическое обоснование выбора метода получения заготовки……..………………………………......................... 12

6.5 Выбор маршрута обработки поверхностей………………………………………....17

6.6 Расчет припусков на механическую обработку………………………………..…….20

6.7 Выбор технологических баз при обработке поверхностей………………………....24

6.8 Расчет составляющих и общей погрешности обработки……………………………....…..25

6.9 Расчет границ регулирования ……………………………………………………….31

6.10 Расчет настроечного размера…………………………………………....……….....35

7. Оформление технологического процесса…………………………………....…………………....38

8. Графическая часть курсового проекта……………………………………………………..38

Выводы…………………………………………………………………………………………..39

Список использованных источников………………………………………………...………………....40

Перечень нормативных материалов………………………………................................................ ……………….............41

ВВЕДЕНИЕ

Машиностроение является важнейшей отраслью народного хозяйства. Рост промышленности, а также темпы перевооружения их новой техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения. Развитие машиностроительного производства требует научного и практического разрешения вопросов, связанных
с изготовлением машин. Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины, надежность, экономичность в эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции, но и от технологии производства, применения прогрессивных высокопроизводительных способов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машин. Эффективное использование современных автоматических и поточных линий, станков с программным управлением, электронных вычислительных машин и другой техники, применение прогрессивных форм организации производственных процессов — все это направлено на решение главных задач: повышение эффективности производства и качества продукции.

В настоящее время для решения технологических вопросов в машиностроительной промышленности разработаны теоретические основы технологии машиностроения, научно обобщены и развиты прогрессивные методы обработки типовых поверхностей деталей машин, установлены основные принципы проектирования технологических процессов изготовления деталей и сборки машин, в том числе в автоматизированном производстве. Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностью производства в необходимых обществу машинах. Вместе с тем, развитие новых прогрессивных технологических методов способствует конструированию более совершенных машин, снижению их себестоимости и уменьшению затрат труда на их изготовление.

Отличительной особенностью современного этапа развития технологии машиностроения является широкое использование достижений фундаментальных и общеинженерных наук для решения теоретических проблем и практических задач технологии машиностроения. Развитие высокопроизводительных способов обработки, дальнейшее повышение быстроходности, точности, мощности, коэффициента полезного действия, износостойкости и других показателей возможно достигнуть в результате разработки новых технологических методов и процессов. Широко распространяются применение вычислительной техники и математическое моделирование процессов механической обработки деталей. Основные направления развития современной технологии: переход от прерывистых, дискретных технологических процессов к непрерывным автоматическим, обеспечивающим повышение качества продукции, внедрение безотходной технологии для наиболее полного использования сырья, эффективное использование роботов и роботизированных технологических комплексов.

В настоящих методических указаниях изложены основные вопросы, последовательность и методика их выполнения в курсовых проектах студентами специальности 1-36 01 01 «Технология машиностроения».

1 Цели и задачи
курсового проекта

Курсовой проект является самостоятельной инженерной работой студентов, которая защищается в ходе учебного процесса. Курсовой проект по основам технологии машиностроения, кроме того, представляет собой подготовительную работу для дипломного проекта. Основной задачей курсового проектирования является совершенствование практических навыков студентов при решении различных инженерных задач на основе знаний, полученных при изучении общеинженерных и специальных дисциплин.

Выполнение курсового проекта позволяет проверить умение студента применять полученные им знания при выполнении конкретных производственных заданий по разработке прогрессивных технологических процессов, основанных на последних достижениях науки и техники. Студент должен проявить максимум инициативы и самостоятельности в разработке комплекса вопросов, вытекающих из темы курсового проекта. Качество выполненного проекта определяется глубиной технологических разработок.

За принятые в проекте технические решения, за правильность оформления пояснительной записки, чертежей и качество всех расчетов несет ответственность студент — автор проекта.

2 ТРЕБОВАНИЯ К ТематикЕ
курсовых проектов

Тематика курсовых проектов должна быть актуальной и соответствовать современному уровню и перспективам развития науки и техники, а по своему содержанию отвечать задачам подготовки высококвалифицированных специалистов.

В каждом курсовом проекте должен быть решен комплекс взаимоувязанных технологических вопросов.

Тематика курсовых проектов определяется кафедрой и утверждается заведующим кафедрой. Общий перечень тем курсовых проектов ежегодно обновляется и доводится до студентов в установленном порядке.

Студент может предложить свою тему курсового проекта. В этом случае он должен обратиться к преподавателю с вопросом согласования и возможности включения предложенных материалов в тему курсового проекта.

При положительном решении вопроса тема курсового проекта включается в перечень тем кафедры.

Курсовой проект выполняется студентом в течение времени, отведенного для этого учебным планом по специальности и в соответствии с утвержденным графиком кафедры.

Темой курсового проекта по основам технологии машиностроения обычно является

–проектирование технологического процесса механической обработки поверхностей детали ХХ. ХХХ. ХХХ.

Защита курсового проекта проводится во время зачетной недели или по расписанию, утвержденному деканом факультета

3 ОРГАНИЗАЦИЯ И РУКОВОДСТВО
КУРСОВЫМ ПРОЕКТОМ

3.1. Руководителем курсового проекта назначается преподаватель ведущий данную дисциплину.

3.2. В соответствии с темой курсового проекта руководитель выдает студенту задание на курсовой проект, с указанием срока предоставления готового проекта, которое утверждается заведующим кафедрой.
3.3. Руководитель курсового проекта обязан:

– составить и выдать студенту задание на курсовой проект;

– оказать студенту помощь в разработке календарного плана-графика на весь период выполнения курсового проекта;

– рекомендовать студенту необходимую основную литературу, справочные и нормативные материалы, типовые проекты и другие источники по теме курсового проекта;

– проводить систематические консультации, контролировать расчетные и экспериментальные результаты;

– контролировать ход выполнения работы

– составить рецензию о качестве курсового проекта.

3.4. По предложению руководителя курсового проекта, в случае необходимости, кафедра имеет право приглашать консультантов по отдельным узконаправленным разделам курсового проекта(за счет лимита времени, отведенного на руководство курсовым проектом).

Консультантами по отдельным разделам курсового проекта могут назначаться профессора, доценты, наиболее квалифицированные преподаватели университета, а также специалисты из других организаций и учреждений (по профилю специальности). Консультанты проверяют соответствующую часть выполненной студентом работы и ставят на ней свою подпись.

4 Структура и содержание

Курсового проекта

4.1. Курсовой проект выполняется на основе изучения литературы по специальности (учебников, учебных пособий, монографий, периодической литературы, журналов, в том числе на иностранных языках, нормативной литературы, патентов и т. п.)

4.2. В курсовом проекте в соответствии с выданным заданием должны быть детально освещены вопросы темы, включая вопросы технологии,

4.3. Курсовой проект может быть выполнен на русском или белорусском языках.

4.4.В состав курсового проекта входят следующие документы:

4.4.1. Задание на проектирование, составленное и утвержденное в установленном порядке;

Задание на курсовой проект должно содержать следующие данные:

1. Шифр и наименование детали.

2. Годовой выпуск детали.

3. Режим работы участка (предприятия).

4. Содержание пояснительной записки.

5. Перечень графического материала.

6. Календарный график выполнения курсового проекта.

К заданию обязательно прилагается чертеж детали (на оборотной стороне чертежа указываются примерное число и перечень основных операций технологической обработки детали и ориентировочное время (Т_шт) выполнения каждой из них, поверхности подлежащие обработке (две), операция и размер для расчета погрешности базирования, операция для расчета границ регулирования и настроечного размера).

4.4.2. Пояснительная записка (ПЗ); Пояснительная записка должна содержать следующие обязательные разделы:

1. Назначение и конструкция детали.

2. Анализ технологичности конструкции детали.

3. Определение типа и организационной формы производства.

4. Выбор метода получения заготовки и технико-экономическое обоснование выбора метода получения заготовки.

5. Выбор маршрута обработки заданных поверхностей детали, допусков.

6. Расчет припусков на механическую обработку заданной поверхности детали.

7. Выбор технологических баз при обработке заданных поверхностей детали.

8. Расчет составляющих и суммарной погрешности обработки (1-2 операции), (по решению руководителя)

9. Расчет границ регулирования.

10. Расчет настроечного размера.

4.4.3Технологические карты;

Технологические карты включают:

1. Маршрутные карты для обработки 1- 2 поверхностей,

2. 4-6 операционных карт для различных операций обработки этих поверхностей.

4.4.5. Графическая часть;

Графическая часть включает:

1. Чертеж детали – 0, 25 -1 л. формата А1.

2. Чертеж заготовки – 0, 25-1 л. формата А1

3. Операционные эскизы (4-6 эскизов, 1, 5-2 л. формата А1)

4. Схемы размерных цепей, границ регулирования (2-3 операции) – 0, 25-1 л. формата А1

5. Последовательность выполнения
курсового проекта

Выполнить чертеж детали.
Дать описание конструкции и назначения детали.
Выполнить анализ технологичности конструкции детали.
На основании исходных данных задания на проектирование определить тип производства, выбрать форму организации технологического процесса и рассчитать ее основные параметры, а для серийного производства— рассчитать количество деталей в партии.
Выбрать метод получения заготовки и обосновать его выбор.
Оформить чертеж заготовки.
Разработать первоначальный вариант технологического маршрута обработки заданных поверхностей.
Произвести аналитический расчет припусков на обработку для поверхностей, назначенных руководителем проекта.
Выбрать и обосновать технологические базы для обработки заданных поверхностей, рассчитать погрешность базирования при выполнении заданной операции.
Рассчитать суммарную погрешность обработки на заданную операцию и при необходимости предложить мероприятия по ее уменьшению.
Окончательно составить технологический процесс обработки заданных поверхностей с учетом всех необходимых технологических требований.
Выполнить операционные эскизы для тех операций технологического процесса, где они необходимы.
Окончательно оформить операционные карты технологического процесса.
Оформить маршрутную карту.
Окончательно оформить пояснительную записку.

Графическая часть проекта выполняется только при наличии данных, достаточных для оформления того или иного чертежа. Например, перед оформлением операционных эскизов на чертежах, служащих иллюстрационным материалом при защите, необходимо наличие технологического процесса, полностью разработанного на картах.

Пояснительная записка составляется начиная с первого дня работы над курсовым проектом в указанной выше последовательности.

Пояснительная записка

Текст пояснительной записки курсового проекта делят на разделы, подразделы, пункты. Количество структурных частей курсового проекта определяет преподаватель.

Общими требованиями к пояснительной записке курсового проекта является: четкость и логическая последовательность изложения материала, убедительность аргументации, краткость и ясность формулировок, исключающих неоднозначность толкования, конкретность изложения результата, доказательств и выводов. Пояснительная записка к курсовому проекту должна в краткой и четкой форме раскрывать творческий замысел проекта, принятые методы расчета и сами расчеты, технико-экономическое обоснование выбранного варианта технологического процесса.

Пояснительная записка, технологический процесс и графическая часть проекта перед защитой рецензируются руководителем курсового проекта. Курсовые проекты, не имеющие рецензию к защите не допускаются.

Пояснительная записка начинается титульным листом. В записке помешается задание на курсовое проектирование, выданное студенту. Бланк задания — обязательный документ, на основании которого можно судить о правильности и полноте разработки вопросов, выполненных проектантом. Затем идет оглавление. В оглавлении и в самой записке должны содержаться следующие разделы.

1. Введение. В нем нужно описать:

а) перспективы развития данной отрасли машиностроения;

б) особенности задачи, поставленной перед студентом при выполнении курсового проекта.

2. Назначение и конструкция детали. Сущность и объем вопросов, которые должны быть описаны в этом разделе, изложены ниже, п. 6.1.

3. Анализ технологичности конструкции обрабатываемой детали. Подробно смотри ниже, п. 6.2.

4. Определение типа производства. Этот раздел выполняется в соответствии с требованиями изложенными в п. 6.3.

5.Выбор метода получения заготовки. Раздел выполняется в соответствии с требованиями изложенными в п. 6.4.

6. Выбор маршрута обработки заданных поверхностей, смотри п. 6.5.

7. Расчет припусков на механическую обработку, смотри п. 6.6.

8. Выбор технологических баз при обработке поверхностей, смотри п. 6.7.

9. Расчеты границ регулирования и настроечного размера, смотри п. 6.9-6.10.

10. Расчет составляющих и общей погрешности обработки для 1 – 2 операций,

смотри п. 6.8.

11. Выводы

12. Список использованных источников.

13. Перечень нормативных материалов.

Все листы пояснительной записки необходимо пронумеровать в отведенных для этого графах, в оглавлении должны быть проставлены страницы всех разделов.

Пояснительная записка представляется на защиту в переплетенном виде.

Расчет настроечного размера

При настройке инструмента перед обработкой партии деталей методом автоматического получения размеров центр рассеяния размеров должен быть расположен в той части установленного допуска, чтобы иметь возможность использования всего поля допуска для компенсации размерного износа инструмента и для сокращения количества подналадок за период стойкости инструмента. Например, если настроить резец при точении на середину поля допуска, то для компенсации износа резца можно будет использовать лишь половину допуска на размер. Если же настроечный размер расположен на расстоянии примерно в 1/4 TD от нижнего предельного размера EID ( TD- допуск на размер D), то на компенсацию износа инструмента можно использовать почти три четверти поля допуска.

В соответствии с рекомендациями[11, 12] уровень настройки Х₀ определяется по одной из следующих формул:

- при смещении уровня настройки в процессе обработки к верхнему предельному отклонению ESA поля допуска на обработку (наружное точение)

; (6.39)

_ при смещении уровня настройки в процессе обработки к нижнему предельному отклонению EIA поля допуска на обработку (растачивание)

, (6.40)

где ESA и EIA – верхнее и нижнее предельные отклонения размера А обрабатываемой поверхности, мм; δ _с – смещение уровня настройки за период стойкости инструмента, мм; σ _m – среднеквадратическое отклонение размеров при обработке в малой выборке ( характеризует мгновенную погрешность обработки на данной операции), мм; IT_Н – поле допуска на настройку, мм.

Смещение уровня настройки за период стойкости инструмента представляет собой

, (6.41)

где , – средние арифметические значения размеров обработки в последней и в первой мгновенных выборках за период стойкости инструмента.

Объем мгновенных выборок обычно 4-6 штук.

Основной причиной смещения уровня настройки δ _С является размерный износ инструмента.

При односторонней обработке (точение торца, обработка плоскости и т.п.)

. (6.42)

При двусторонней обработке (обработка поверхности вращения, одновременная обработка двух поверхностей и т.п.)

, (6.43)

где U ₀ – относительный износ инструмента, мкм/км;

l – путь резания за период стойкости инструмента, м.

Расчет l при обработке деталей производится по формулам 6.21-6.29.

Число деталей, обработанных за период стойкости инструмента, может быть определено по формуле

, (6.44)

Где Т – период стойкости инструмента, мин;

Т₀ – основное время обработки одной детали, мин.

Эти значения могут быть определены с помощью источника [13]. Величина Т₀ может быть рассчитана и по приблизительным формулам, приведенным в приложении 1 [2].

Среднеквадратическое отклонение размеров σ _m в малой выборке на данной операции может быть определено исходя из значения поля рассеяния в этой выборке Δ _m. По рекомендации ИСО 1938-71 принимается ( при доверительной вероятности Р=0, 95) Δ _m = ±2σ _m.

Откуда

. (6.45)

Значения Δ _m, как мгновенной погрешности обработки, приведены в табл. 15-18. Так при обработке на токарных станках деталей диаметром 50-80-мм Δ _m =Δ _сл находится в пределах 19-46 мкм.

Допустимая в данных условиях обработки погрешность настройки при распределении ее значений по нормальному закону распределения определяется по формуле

, (6.46)

где IT – поле допуска на обработку, мм; Δ _m – мгновенное поле рассеяния контролируемого параметра; Δ _н.у – абсолютное значение погрешности контроля точности настройки, мм; δ _изм – погрешность измерения, мм.

Значение Δ _н.у представляет собой погрешность метода расчета среднеарифметического значения в малой выборке и может вычислено следующим образом

_н.у = Δ _расч. = , (6.47)

Где n – объем выборки.

Допустимая для данных условий погрешность измерений δ _изм принимается по табл. 20. В соответствии с δ _изм по [14] выбираются средства измерений.

Пример.

Рассчитать настроечный размер для операции чистового точения шейки вала диаметром 60, 86_{-0, 07 мм.}

Решение:

По табл. 27 [9] принимаем δ _изм = 18 мкм.
По табл. 15 принимаем Δ _m = 20 мкм. По формуле 6.45 рассчитываем σ _m = 20/4 = 5мкм.

3. Определяем Δ _н.у= Δ _расч. = мкм (формула 6.47)

4. По [13] принимаем стойкость резца с твердым сплавом Т30К4 Т = 60 мин

при подаче S_пр = 0, 3 мм/об.

5. С учетом того, что Т₀ = 0, 75 мин (табл. 7) определяем число обработанных деталей за период стойкости резца

шт.

6. Рассчитываем длину резания при точении диаметра 60, 86 на длине 73 мм,

при S_пр = 0, 3 мм/об при обработке 80 дет

м.

7. По табл. 12 принимаем U₀ = 4 мкм/км.

8. Определяем мкм.

9. Рассчитываем поле допуска на настройку

мкм.

10. Рассчитываем настроечный размер

Х₀ = мм.

11. Строим графическую схему предельных и настроечного размера на рассматриваемой операции, рис. 5.

Рисунок 5. Схема предельных и настроечного размеров на операции точения

Оформление технологического процесса

Вначале разрабатывается маршрутная карта технологического процесса, (форма 1 и 1б ГОСТ 3.1118-82), затем оформляются операционные карты на все операции технологического процесса механической обработки на бланках (форма 1 и 1а ГОСТ 3.1404-74) операционных карт. Для станков с ЧПУ используются бланки по формам 2, 2а, 3, 4 и 4а по ГОСТ 3.1418. Эскиз операции выполняется на операционной карте с местом для эскиза, а при сложной конфигурации детали — на карте эскизов (форма 5 ГОСТ 3.1105-84). Необходимое количество изображений (видов, размеров, сечений и выносных элементов) на эскизе устанавливается из условия обеспечения ясности изображения обрабатываемой поверхности. На карте эскизов должны быть указаны данные, необходимые для выполнения технологического процесса (размеры, предельные отклонения, обозначения шероховатости поверхности, технические требования и т.д.). Обрабатываемые поверхности изделия следует обводить сплошной линией толщиной, равной 2S, где S — толщина основной линии. На эскизах все обрабатываемые поверхности нумеруются арабскими цифрами. Условные обозначения опор и зажимов на эскизах обработки выполняются в соответствии с ГОСТ 3.1107-81.

В операционную карту записываются все переходы, установы, позиции и т.д. в порядке последовательности выполнения их в данной операции. Содержание переходов в соответствии с ГОСТ 3.1702 записывается в повелительном наклонении неопределенной формы (например, точить, сверлить, фрезеровать и т.д.). При одновременной обработке нескольких поверхностей данные об этом должны содержаться в тексте перехода, например «сверлить 5 отверстий в размер 1, 2», «точить поверхности 2, 3, 5 и 6». Допускается указывать в описании перехода характер обработки (например, предварительная, окончательная, одновременная и т.п.).

Карта технического контроля с описанием контролируемых параметров, инструментов контроля и средств, обеспечивающих его выполнение, оформляется в соответствии с ГОСТ 3.1502. Карта эскиза технического контроля выполняется в необходимом количестве изображений проекций. Контролируемые параметры нумеруются арабскими цифрами в окружностях диаметром 8 мм, начиная с левого угла по часовой стрелке.

Все графы операционных карт должны быть заполнены, а сами карты должны быть подписаны студентом и руководителем проекта.

Графическая часть проекта

Графическая часть выполняется в соответствии с ГОСТ 2.301-68 на компьютере с помощью программ «Автокад», «Компас» «Проинжиниринг» и др.

Конкретный перечень графических листов определяется руководителем проекта и записывается в задании для курсового проекта.

4.4.1 Чертежи заготовок, полученных литьем, выполняются совмещенными с чертежом детали. При этом контуры отливки и штриховые линии (в разрезах и сечениях) вычерчиваются красным цветом. Чертежи заготовок, полученных штамповкой, вычерчиваются отдельно. Внутри штампованной заготовки тонкими линиями показывается контур детали. Чертеж заготовки, полученной штамповкой, выполняется в соответствии с ГОСТ 7505-84. Заготовки, полученные отрезкой из проката, в графической части проекта не представляются. Технические требования на чертежах детали должны быть тщательно отредактированы и соответствовать ГОСТ 2.316-68.

4.4.2 Операционные эскизы выполняются в соответствии с последовательностью выполнения операций. Деталь на эскизах изображается в рабочем положении, закрепленной в приспособлении. Перечень операций, представленных в графической части, определяет руководитель проекта с обязательным изображением измененных операций, переходов, проходов. Деталь на эскизах изображается в рабочем положении, закрепленной в приспособлении по отношению к рабочему. Количество изображений (видов, размеров, сечений) должно быть достаточным для четкого представления о форме, размерных связях обрабатываемых поверхностей с другими поверхностями детали, а также с базированием и закреплением детали.

Деталь и режущие инструменты на эскизах вычерчиваются в произвольном масштабе, но одном для всех эскизов.

На операционных эскизах обрабатываемые поверхности вычерчиваются сплошными линиями толщиной 2S.

На эскизах должны быть указаны:

– размеры обрабатываемых поверхностей с численными значениями предельных отклонений;

– шероховатость обрабатываемых поверхностей;

– допуски формы и взаимного расположения поверхностей, если они обеспечиваются на данной операции;

– направление движения инструментов и детали;

– базирование по 6 точкам согласно ГОСТ 21495.

Выводы

Здесь студент должен сделать выводы, вытекающие из проведенных расчетов, на основании которых даются предложения об использовании того или иного метода обработки, схемы резания, инструмента или приспособления для технологического процесса детали, на которую студент разрабатывает технологический процесс. Целесообразность принятого решения желательно подкреплять технико-экономическими расчетами.