Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Технология машиностроения»

5.3. Технико-экономическое обоснование выбора метода получения заготовки и ее проектирование 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 производ-ственных 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 следующей последовательности. Определение вида заготовки. Выбор метода получения заготовки. Назначение припусков на все обрабатываемые поверхности. Разработка эскиза заготовки и её массы. Технико-экономическая оценка конкурирующих вариантов получения заготовки. Подбирают наиболее прогрессивный метод получения заготовки, кон-курирующий с базовым, учитывая требования и условия производства, при этом предпочтение отдается методу, позволяющему обеспечить точность и качество получаемой заготовки (таблица 3). Таблица 3 Качество поверхностей заготовок Вид заготовки Точность, квалитет Шероховатость, Rа, мкм Литье в землю (песчано-глинистые формы) - 80 Литье в кокиль 12…14 5…80 Литье в оболочковые формы 12…14 5…20 Литье под давлением 9…12 2,5…10 Литье по выплавляемым моделям 9…12 5…10 Штамповка 15…17 40…75 Прокат горячекатаный 14…16 40…75 Прокат калиброванный гладкотянутый 7…12 10…20 Выбор вида заготовок и сортамента материала можно производить по справочникам [4]. 5.4. Анализ базового технологического процесса изготовления детали Рассматривая заводской технологический процесс изготовления детали, следует указать его достоинства и недостатки. Для этого необходимо проанализировать все операции с точки зрения соблюдения принципов проектирования технологических процессов, применяемое оборудование с позиций правомерности его выбора по назначению (габариты, точность, мощность, универсальность), его прогрессивности, технологическую оснас-тку (установочно-зажимные и контрольно-измерительные приспособления), инструмент (режущий и измерительный), режимы резания, нормы времени. Рассматривается соответствие базового технологического процесса требо-ваниям ЕСТП, ЕСКД и ЕСТПП с позиций оформления – используемая технологическая документация (ТЛ, МК, ОК, КЭ, ОКТК и др.), правильность её заполнения. Особое внимание следует обратить на уровень автоматизации и механизации всех производственных процессов изготовления детали. В результате выполнения анализа следует отметить те операции базового технологического процесса, которые целесообразно использовать в разраба-тываемом техпроцессе. 5.5. Разработка и обоснование проектируемого технологического процесса изготовления детали В курсовом проекте чаще всего разрабатываются единичные техноло-гические процессы. При проектировании технологических процессов необхо-димо стремиться полностью использовать все технические возможности станка, инструмента, приспособлений при оптимальных режимах резания и в итоге обеспечить заданные технические условия на обработку с наибольшей производительностью и наименьшей себестоимостью. Технологический про-цесс для условий мелкосерийного производства следует разрабатывать по принципу группового метода обработки деталей, дающего возможность эффективно применять на универсальном оборудовании специализированную высокопроизводительную технологическую оснастку, использовать станки с ЧПУ и обрабатывающие центры, позволяющие повысить производительность труда, сократить сроки подготовки производства, использовать рабочих более низкой квалификации и т.д. Для условий серийного производства следует проектировать технологический процесс, ориентируясь на использование переменно-поточных линий, когда параллельно изготавливаются партии деталей разных наименований. В условиях массового производства следует стремиться разрабатывать технологический процесс для непрерывной поточной линии с использованием высокопроизводительных станков, специальной технологической оснастки и максимальной автоматизации и механизации производства. В основу разработки технологических процессов положены два прин-ципа – технический и экономический. В соответствии с техническим принципом проектируемый технологический процесс должен полностью обеспечить выполнение всех требований рабочего чертежа и технических требований на изготовление заданной детали. В соответствии с эконо-мическим принципом, изготовление должно вестись с минимальными затратами труда и издержками производства. Кроме того, разработанный технологический процесс должен соответ-ствовать требованиям техники безопасности и промышленной санитарии, изложенным в системе стандартов безопасности труда (ССБТ), инструкциях и других нормативных документах. Разработка технологических процессов состоит из взаимосвязанных этапов, для которых определены конкретные задачи, а также основные документы и системы, обеспечивающие решение этих задач. В общем виде можно представить укрупненную схему последовательности выполнения этапов проектирования технологии механообработки заготовки, представлен-ную на рис.1. Рис.1. Схема этапов проектирования технологии механообработки Из этой схемы видна взаимосвязь этапов проектирования техноло-гических процессов. Задачи, связанные с выполнением некоторых этапов были рассмотрены выше. 5.5.1 Выбор баз Выбор баз необходимо делать обоснованно, показать их связь с точностью выполнения размеров, с конструкцией приспособлений и произво-дительностью обработки. При выборе технологических баз необходимо соблюдать ряд принципов. Выбирать такую схему базирования, которая обеспечит наименьшую погрешность установки. Соблюдать принцип совмещения баз – совмещать конструкторскую, технологическую и измерительную базы. Стремиться к соблюдению 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 [1, 2, 3]. 5.5.2 Разработка маршрутного технологического процесса обработки детали Вначале полезно ознакомиться с типовыми технологическими процесс-сами механической обработки, а также с основными принципами проектирования таких процессов [1, 5]. Следует помнить, что каждый процесс (точение, хонингование и т.д.) обеспечивает соответствующую ему точность и шероховатость поверхности лишь в том случае, если проведена необходимая предварительная подготовка обрабатываемой поверхности. Например, развертывание отверстия ∅>12 мм позволяет получить 7-й квалитет точности и 7-8-й классы шероховатости лишь при условии, что отверстие предварительно обработано зенкером и черновой разверткой. При обработке отверстий диаметром до 15 мм включительно в чугуне растачивание зенкером не применяется. В случае применения одной развертки на неё распространяется суммарный припуск черновой и чистовой разверток. Начиная с ∅75 мм, рекомендуется вместо сверления спиральными сверлами применять кольцевое сверление. При наличии больших литейных припусков первое черновое растачивание производить в два или больше проходов. В случае применения одной развертки на нее распространяется суммарный припуск черновой и чистовой разверток. Таким образом, выбрав процесс финишной обработки, необходимо выбрать процессы предвари-тельной обработки поверхностей деталей. При установлении последовательности операций следует руковод-ствоваться следующими общими соображениями: - в первую очередь надо обработать поверхности деталей, которые являются основными базами для дальнейшей обработки; - затем следует обрабатывать поверхности, с которых снимается наиболее толстый слой металла, так как при этом легче обнаруживаются дефекты заготовки (раковины, включения, трещины и т. п.); - операции, при выполнении которых существует вероятность брака из-за дефектов в материале или сложности механической обработки, должны выполняться в начале процесса; - далее последовательность операций устанавливается в зависимости от требуемой точности поверхности: чем точнее должна быть поверхность, тем позднее она должна обрабатываться, так как обработка каждой последующей поверхности может вызвать искажение ранее обработанной поверхности. Это происходит из-за того, что снятие каждого слоя металла с поверхности детали вызывает перераспределение остаточных напряжений, что приводит к деформации детали; - поверхности, которые должны быть наиболее чистыми, также обраба-тываются последними. Этим исключается или уменьшается возможность повреждения окончательно обработанных поверхностей. Если такие поверхности были обработаны ранее и потом выполнялись другие операции, то их обрабатывают повторно для окончательной отделки. В плане обработки, который составляется перед оформлением маршрут-ного технологического процесса, указывается последовательность выпол-нения технологических операций, начиная от черновой обработки заготовки и кончая контролем готовой детали. По каждой операции устанавливаются: метод обработки, используемое оборудование, приспособление и режущий инструмент. Любая деталь может быть получена различными методами механической обработки: могут быть применены различные виды оборудования, различные приспособления (универсальные или специальные), различные виды инстру-ментов (универсальные, специальные), могут использоваться различные виды заготовок (прутки, поковки, штамповки, разной точности отливки). Студент предлагает несколько вариантов процесса и дает общую словесную оценку каждого (достоинства и недостатки). Затем по согласованию с руководителем выбираются два варианта процесса, которые подробно разрабатываются и сравниваются по технологической себес-тоимости. В плане обработки указывается только вид заготовки, наимено-вание операций, оборудование, приспособления и инструменты. 5.5.3 Расчет припусков и промежуточных размеров При проектировании технологического процесса механической обработки необходимо установить оптимальные припуски, которые бы обеспечивали заданную точность и качество обрабатываемых поверхностей. Припуски могут быть операционными и промежуточными. Операционный припуск – это припуск, удаляемый при выполнении одной технологической операции. Припуск, удаляемый при выполнении одного технологического пере-хода, называют промежуточным. Установление оптимальных припусков играет важную роль при разработке технологических процессов изготовления деталей. Увеличение припусков приводит к повышенному расходу материала и энергии, введению дополнительных технологических переходов, а иногда и операций. Все это увеличивает трудоёмкость и повышает себестоимость изготовления деталей, а значит и уменьшает конкурентоспособность всего изделия в целом. Необоснованно уменьшенные припуски не дают возможность удалить дефектные слои материала и достичь заданной точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, что может привести к появлению брака. Имеются два основных метода определения припусков на механическую обработку поверхности: опытно-статистический и расчетно-аналитический. В опытно-статистическом методе припуск устанавливают по стандартам и таблицам, которые составлены на основе обобщения и систематизации производственных данных целого ряда производственных предприятий. Припуски на механическую обработку поковок, изготовленных различными методами, и отливок из металлов и сплавов приведены в ГОСТ 7505-89, ГОСТ 7062-90, ГОСТ 7829-70, ГОСТ 26645-85. При расчетно-аналитическом методе, разработанным проф. М.В. Кова-ном, рассчитывают минимальный припуск на основе анализа факторов, влияющих на формирование припуска, с использованием нормативных документов. При этом припуски на обработку определяют таким образом, чтобы на выполняемом технологическом переходе были устранены погреш-ности изготовления детали, которые остались от предшествующего перехода. В курсовом или дипломном проекте при разработке технологического процесса изготовления детали припуски на механическую обработку на одну из наиболее точных поверхностей определяют расчетно-аналитическим методом [4]. На все остальные поверхности припуск определяется опытно-статистическим методом [4]. Имея расчетные формулы и заданные чертежом предельные размеры рассматриваемой поверхности, можно определить предельные размеры по всем технологическим переходам при обработке этой поверхности, включая размеры исходной заготовки. Операционные размеры и допуски определяют для всех операций и переходов. Они необходимы для оформления операционных карт, операции-онных эскизов и настроечных схем обработки. Результаты расчетов припусков и межоперационных размеров обычно представляют в виде таблицы. 5.5.4 Построение операций и выбор оборудования Основные задачи, которые решаются на этом этапе – это определение рациональной структуры операции, что позволяет разработать или уточнить содержание и последовательность переходов в операции, возможность их совмещения во времени; разработать операционные эскизы и схемы наладок, рассчитать настроечные размеры; выбрать средства технологического оснащения, средства механизации и автоматизации выполнения операции, выбрать или уточнить оборудование. Степень концентрации и дифференциации операций является важней-шим принципом построения операции технологического процесса механической обработки заготовок. Концентрацией операции называется объединение нескольких простых технологических переходов в одну операцию. Дифференциацией операции называется разделение операции на несколько более простых. При концентрации операции сокращают число установов заготовок на станок, широко применяют многоинструментальную обработку одной или нескольких поверхностей, а также многоместную обработку. При этом повышается точность взаимного расположения обрабатываемых поверх-ностей, производительность обработки за счет снижения основного и вспомогательного времени, сокращается длительность производственного цикла и т.д. Но, при этом, возрастают требования к точности станка, его технологическим возможностям, непрофильное использование рабочих высокой квалификации (выполнение как окончательной, так и предвари-тельной обработки) и др. При дифференциации операций происходит разделение обработки на предварительную и окончательную с соответствующим использованием оборудования и трудовых ресурсов. В зависимости от конкретных производственных условий используется тот или иной принцип. Для технологических процессов единичного и мелкосерийного произ-водства характерно построение операций по принципу концентрации. В среднесерийном производстве часто используют оба принципа. В массовом и крупносерийном производстве в основном применяется принцип дифферен-циации операций, особенно если используются поточные и автоматические линии с использованием специального оборудования. При разработке технологической операции необходимо стремиться к уменьшению штучного времени. Очень эффективным направлением в этом плане является оптимизация построения схемы станочной операции. Для этого используются: одноместные и многоместные схемы (по числу одновременно устанавливаемых для обработки заготовок); одноинструментальные и многоинструментальные схемы (по числу участвующих в обработке инструментов); схемы последовательного, параллельного и параллельно-последовательного выполнения (по очередности участия в работе режущих инструментов). Выбор модели станка определяется, прежде всего, возможностью изготов-ления на нем деталей необходимых размеров, конфигурации и шероховатости. Если эти требования можно обеспечить на различных станках, то конкретную модель оборудования выбирают из следующих соображений: соответствия размеров рабочей зоны станка габаритам заготовки; соответствия точности станка заданной точности детали; соответствия его производительности расчетной; соответствия мощности оборудования потребной мощности; возможности автоматизации и механизации выполняемых на этом станке работ; обеспечения минимальных затрат по себестоимости продукции… При выборе оборудования с использованием ЧПУ, кроме вышесказан-ного необходимо учитывать объем инструментального магазина, количество управляемых координат, постпроцессор и др. Технические характеристики ряда станков можно найти в литературе [4]. Таким образом, на этапе разработки операции определяется тип и модель станка, установочно-зажимное приспособление, режущий, вспомогательный и мерительный инструмент и оснастка, СОЖ, количество одновременно изготавливаемых деталей, технологические базы, схема последовательности обработки поверхностей, последовательность выполнения переходов и т.д.

Похожие:

	Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине... Рассматриваются вопросы, связанные с условиями и порядком выполнения курсового проекта. Даны общие требования к курсовому проекту,...		Методические указания к выполнению курсовых проектов Красноярск 2010 Маркетинг: Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 080507. 65 всех форм обучения. Красноярск,...
	Методические указания и индивидуальные задания по выполнению курсового проекта по дисциплине Студенты, работающие над проектом должны помнить, что залогом высококачественного и своевременного завершения проекта является систематическая...		Руководство к выполнению курсового проекта по дисциплине «Основы дизайна городской среды» Руководство к выполнению курсового проекта по дисциплине «Основы дизайна городской среды» разработано в соответствии с требованиями...
	Руководство к выполнению курсового проекта по дисциплине «Основы дизайна городской среды» Руководство к выполнению курсового проекта по дисциплине «Основы дизайна городской среды» разработано в соответствии с требованиями...		Методические указания по выполнению курсового проекта для специальности... Ское обслуживание и ремонт автомобильного транспорта и предназначен для закрепления и углубления знаний по технологии и организации...
	Методические указания по выполнению конструктивной части курсового... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования воронежский государственный архитектурно-строительный...		Методические указания по выполнению курсового проекта по направлению... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Методические указания для курсового проектирования по дисциплине Технология проектирования на базе комплекса российских стандартов гост 34		Руководство к выполнению курсового проектирования содержит примерный... Руководство предназначено для студентов специальности 080401. 65 «Товароведение и экспертиза товаров (по областям применения)» всех...
	Методические указания по самостоятельной подготовке к практическим... Представлены методические указания по дисциплине «Маркетинг» к выполнению курсовой работы, проведению практических занятий, библиографический...		Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине... Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине: «Математика» для специальностей: 080302 Коммерция (по отраслям),...
	Методические указания по выполнению курсового проекта «технический... О. А. Подколзин, А. В. Лошаков, Д. А. Шевченко и др.; Ставропольский государствен­ный аграрный университет. – Ставрополь: агрус,...		Методические указания по выполнению курсового проекта разработаны... Рассмотрено на заседании цикловой методической комиссии специальностей «Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта», «Механизации...
	Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине “ Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине “Основы внешнеэкономической деятельности” для студентов экономических...		Методические указания к выполнению дипломного проекта для студентов... Методические указания к выполнению дипломного проекта по специальности 070602 «Дизайн (по отраслям)»