35

Размещено на http://www.allbest.ru/

35

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Методические указания по курсовому проектированию

для студентов специальности Т 03.01.00 «Технология,

оборудование и автоматизация машиностроения»

Содержание

1 Цели и задачи курсового проектирования

2 Объем и содержание курсового проектирования

3 Пояснительная записка

3.1 Требования к оформлению пояснительной записки

3.2 Введение

3.3 Назначение и конструкция детали

3.4 Анализ технологичности конструкции детали

3.5 Определение типа производства

3.6 Анализ базового техпроцесса

3.7 Выбор заготовки

3.8 Принятый маршрутный техпроцесс

3.9 Расчет припусков на обработку

3.10 Расчет режимов резания

3.11 Расчет норм времени

3.12 Расчет точности операции

3.13 Экономическое обоснование принятого варианта техпроцесса

3.14 Расчет и проектирование станочного приспособления

4. Графическая часть проекта

4.1 Чертеж заготовки

4.2 Чертеж детали

4.3 Чертежи операционных эскизов

4.4 Чертеж станочного приспособления

4.5 Обозначение чертежей

5 Технологическая документация

5.1 Маршрутная карта

5.2 Операционная карта

5.3 Карта эскизов

5.4 Карта контроля

5.5 Документация для операций, выполняемых на станках с ЧПУ

Список литературы

Приложение А

техпроцесс резание станочный эскиз

1 Цели и задачи курсового проектирования

Курсовой проект по технологии машиностроения является последним проектом в подготовке инженеров-механиков по специальности ''Технология, оборудование и автоматизация машиностроения'' и определяет способность студентов самостоятельно решать различные конструкторские и технологические задачи, показывает в целом уровень профессиональной подготовки будущих специалистов.

Курсовое проектирование преследует цель - научить студентов разрабатывать прогрессивные технологические процессы на основе современных достижений науки и техники.

Следует отметить, что в курсовом проекте не допускается копирование существующего на базовом предприятии технологического процесса, а рекомендуется на основе анализа разработать более совершенный технологический процесс, использовав современное высокопроизводительное оборудование, прогрессивные конструкции приспособлений и режущих инструментов.

2 Объем и содержание курсового проекта

Курсовой проект состоит из пояснительной записки, графической части и альбома технологической документации.

Пояснительная записка содержит следующие разделы:

- введение;

- назначение и конструкция детали;

- анализ технологичности конструкции детали;

- определение типа производства;

- анализ базового техпроцесса;

- выбор заготовки;

- принятый маршрутный техпроцесс;

- расчет припусков на обработку;

- расчет режимов резания;

- расчет норм времени;

- расчет точности операции;

- экономическое обоснование принятого варианта техпроцесса;

- расчет и проектирование станочного приспособления;

заключение.

Объем графической части проекта составляет четыре листа формата А1 и содержит следующие материалы:

- чертеж детали (0,5 листа);

- чертеж заготовки (0,5 листа);

- операционные эскизы (2 листа);

- приспособление станочное (1 лист).

Объем каждого конкретного проекта определяет его руководитель и записывает в задание на курсовое проектирование.

Альбом технологической документации должен содержать следующие документы:

- титульный лист;

- маршрутная карта;

- операционные карты (на все операции);

- карты эскизов (на все операции);

- карта технического контроля.

3 Пояснительная записка

3.1 Требования к оформлению записки

Пояснительная записка пишется от руки черной тушью (пастой) печатается на пишущей машинке или принтерных устройствах ЭВМ на листах формата А4 в соответствии с ГОСТ 2.105-95.

Первым листом пояснительной записки является лист, определяющий содержание записки, с основной надписью, выполненной по форме 2 ГОСТ 2.104-68. Все последующие листы выполняются с основной надписью 2а того же ГОСТа. В графу 2 основной надписи записывается код (обозначение) документа. Порядок кодирования чертежей и пояснительной записки см. в п. 4.5.

Слово «Содержание» записывается в виде заголовка (симметрично тексту) с прописной буквы. Наименования, включенные в содержание, записывают строчными буквами, начиная с прописной буквы.

Расстояние от рамки до границ текста в начале и в конце строки - не менее 3 мм.

Расстояние от верхней или нижней строки текста до верхней или нижней рамки должно быть не менее 10 мм.

Текст записки разделяют на разделы и подразделы. Разделы должны иметь порядковые номера в пределах всей записки, обозначенные арабскими цифрами без точки и записанные с абзацевого отступа. Подразделы должны иметь нумерацию в пределах каждого раздела. Номер подраздела состоит из номера раздела и подраздела, разделенных точкой. В конце номера подраздела точка не ставится.

Разделы и подразделы должны иметь заголовки. Заголовки следует писать с прописной буквы без точки в конце, не подчеркивая. Переносы слов в заголовках не допускаются. Если заголовок состоит из двух предложений, их разделяют точкой.

Расстояние между заголовком и текстом должно быть равно 15 мм. Расстояние между заголовками раздела и подраздела 8 мм.

Формулы пишутся в записке на отдельной строке симметрично основному тексту. Расчеты, выполненные по приведенной формуле, записываются на следующей строке. Промежуточные результаты не записываются.

Пояснения символов и числовых коэффициентов, входящих в формулу, должны быть приведены непосредственно под формулой. Пояснение каждого символа следует давать с новой строки в той последовательности, в которой символы приведены в формуле. Первая строка пояснения должна начинаться со слова «где» без двоеточия после него.

Пример - Минутная подача S_м, мм/мин, рассчитывается по формуле

S_м = S₀n,

где S₀ - подача на оборот детали, мм/об;

n - частота вращения детали, мин^-1.

Иллюстрации должны быть выполнены в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД. Иллюстрации следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией. Допускается нумеровать иллюстрации в пределах раздела. В этом случае номер иллюстрации состоит из номера раздела и порядкового номера иллюстрации, разделенных точкой.

Иллюстрации, при необходимости, могут иметь наименование и пояснительные данные (подрисуночный текст). Слово «Рисунок» и наименование помещают после пояснительных данных и располагают следующим образом: Рисунок 2.1 - Эскиз заготовки.

Цифровой материал, как правило, оформляют в виде таблицы в соответствии с рисунком 1.

Таблицы слева и справа, снизу и сверху ограничивают линиями. Линии формата не могут служить линиями таблицы.

Таблицы следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией. Допускается нумеровать таблицы в пределах раздела.

Высота строк таблицы должна быть не менее 8 мм.

Таблицу, в зависимости от ее размера, помещают под текстом, в котором впервые дана ссылка на нее, или на следующей странице.

Допускается помещать таблицу вдоль длинной стороны документа на отдельной странице.

Если строки или графы таблицы выходят за формат страницы, ее делят на части, помещая одну часть под другой или рядом, при этом в каждой части таблицы повторяют ее головку и боковик. При делении таблицы на части допускается ее головку или боковик заменять соответственно номером граф и строк. При этом нумеруют арабскими цифрами графы и (или) строки первой части таблицы.

Если в конце страницы таблица прерывается и ее продолжение будет на следующей странице, в первой части таблицы нижнюю горизонтальную линию, ограничивающую таблицу, не проводят.

Графу «Номер по порядку» в таблицу включать не допускается.

Слово «Таблица» указывают один раз слева над первой частью таблицы, над другими частями пишут «Продолжение таблицы» с указанием номера таблицы в соответствии с рисунком 1.

Если все показатели в графах таблицы выражены в одной и той же единице физической величины, то ее обозначение необходимо помещать над таблицей справа, а при делении таблицы на части - над каждой ее частью в соответствии с рисунком 1.

Таблица 1 - Химический состав качественных углеродистых конструкционных сталей, в процентах

Марка стали	С	Si	Mn	P	S
20
25
30
35

3.2 Введение

Во введении рассматриваются особенности современного этапа развития машиностроения как базовой отрасли хозяйственного комплекса, в том числе перспективы развития той отрасли, к которой относится предприятие, на котором студент проходил вторую конструкторско-технологическую практику, по материалам которой выполняется курсовой проект.

3.3 Назначение и конструкция детали

Раздел начинается с определения класса деталей, к которому относится заданная в проекте деталь (класс валов, полых цилиндров, зубчатых колес, корпусов, рычагов, вилок и т.п.).

Далее дается описание работы и назначение узла в машине и детали в узле по материалам (отчету) второй конструкторско-технологической практики. При этом указываются основные и вспомогательные конструкторские базы, исполнительные поверхности. Здесь же анализируются допуски на размеры, форму и взаимное расположение поверхностей детали, указывается, почему к этим поверхностям предъявляются такие требования. При необходимости такой анализ сопровождается эскизами.

В этом же разделе описывается вид термической обработки детали и цель ее проведения.

Заканчивается раздел таблицами химического состава и механических свойств материала детали [3].

3.4 Анализ технологичности конструкции детали

Анализ технологичности является одним из важных этапов в разработке технологического процесса, от которого зависят его основные технико-экономические показатели: металлоемкость, трудоемкость, себестоимость.

Анализ технологичности проводится, как правило, в два этапа: качественный анализ и количественный анализ.

Так, детали типа валов признаются технологичными, если они отвечают следующим требованиям [3]:

- возможность максимального приближения формы и размеров заготовки к размерам и форме детали;

- возможность вести обработку проходными резцами;

- уменьшение диаметров поверхностей от середины к торцам вала или от одного торца к другому;

- возможность замены закрытых шпоночных пазов открытыми;

- жесткость вала обеспечивает достижение необходимой точности при обработке (l:d < 10-12);

Зубчатые колеса признаются технологичными, если они имеют [3]:

- центральное отверстие простой формы;

- простую конфигурацию наружного контура (наиболее технологичными являются зубчатые колеса простой формы без выступающих ступиц);

- ступицы с одной стороны, что позволяет вести обработку на зубофрезерных станках по две детали;

- симметрично расположенную перемычку между венцом и ступицей, что уменьшает коробление детали при термообработке;

- возможность штамповки фигурной перемычки между венцом и ступицей;

- достаточное расстояние между венцами для обработки на зубофрезерных станках (для двухвенцовых зубчатых колес).

Для всех классов деталей признаются нетехнологичными следующие элементы:

- глубокие отверстия (l:d > 5);

- отверстия, расположенные под углом к оси, плоскости и т.п.;

- глухие отверстия с резьбой;

- закрытые с одной или двух сторон пазы;

Не являются нетехнологичными требования к точности размеров и формы поверхностей деталей и шероховатости, так как они вытекают из служебного назначения детали и не определяют ее конструкцию.

Количественная оценка технологичности выполняется согласно ГОСТ 14.201-73.

Заканчивается этот раздел проекта выводами о технологичности конструкции детали.

3.5 Определение типа производства

Тип производства в соответствии с ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций, который показывает число различных операций, закрепленных в среднем по цеху (участку) за каждым рабочим местом в течение месяца.

Студенты машиностроительного факультета выполняют курсовой проект по материалам второй конструкторско-технологической практики, имея базовый вариант технологического процесса. Поэтому для предварительного расчета коэффициента закрепления операций могут быть использованы нормы времени t_шт или t_шт-к,, взятые из базового техпроцесса.

Для расчета коэффициента закрепления операций составляется таблица 1. В первую графу записываются все операции базового техпроцесса, во вторую графу - нормы времени t_шт или t_шт-к.

Таблица 1 - Расчет коэффициента закрепления операций

Операция	Тшт-к, мин	mp	Р	з.ф.	О
05. Токарная	4,2	0,084	1	0,084	9,20
10. Протяжная	1,2	0,024	1	0,024	33,3
15. Зубофрезерная	8,6	0,178	1	0,178	4,49
20. Зубошевинговальная	3,4	0,070	1	0,070	11,43
25. Внутришлифовальная	4,1	0,085	1	0,085	9,41
30. Плоскошлифовальная	3,6	0,074	1	0,074	10,81

78,64

Определяется расчетное количество станков m_p для каждой операции и записывается в третью графу таблицы.

(1)

где N - годовой объем выпуска деталей, шт;

Т_{шт (шт-к)} - штучное или штучно- калькуляционное время, мин;

F_д - действительный годовой фонд времени, ч;

_з.н - нормативный коэффициент загрузки оборудования (для расчетов в курсовом проекте принимается _з.н = 0,75…0,85).

Принятое число рабочих мест Р (четвертая графа) устанавливают округлением значений m_p (третья графа) до ближайшего большего целого числа.

Далее для каждой операции вычисляют значение фактического коэффициента загрузки

. (2)

Количество операций (последняя графа), выполняемых на рабочем месте, определяется по формуле

. (3)

Коэффициент закрепления операций рассчитывается по формуле

. (4)

По ГОСТ 3.1121-84 приняты следующие коэффициенты закрепления операций к_з.о.:

- массовое производство к_з.о =1;

- крупносерийное производство к_з.о = 2…10;

- среднесерийное производство к_з.о = 10…20;

- мелкосерийное производство к_з.о = 20…40;

- единичное производство к_з.о > 40.

В качестве примера рассмотрим техпроцесс изготовления шестерни (см. таблицу 1). Подробно рассчитываем только токарную операцию.

Исходные данные: = 400 деталей; F_д = 4016 ч; _з.н. = 0,8; Т_шт.-к = 4,2 мин.

Расчетное количество станков определяем по формуле (1)

.

Принятое число рабочих мест Р = 1.

Коэффициент загрузки станка определяем по формуле (2)

.

Количество операций, выполняемых на рабочем месте, определяем по формуле (3)

.

Коэффициент закрепления операций согласно формуле (4)

.

Следовательно, производство шестерни будет среднесерийным.

Для серийного производства рассчитывается размер партии деталей по формуле

(5)

где а - количество дней запаса деталей на складе;

Ф - количество рабочих дней в году.

Рекомендуется принимать а = 2…3 дня для крупных деталей, а = 3…5 дней для средних деталей; а = 5…10 дней для мелких деталей.

Для массового и крупносерийного производства рассчитывается такт выпуска по формуле

(6)

где F_д - годовой фонд времени работы оборудования, ч.

В исключительных случаях при отсутствии базового техпроцесса тип производства предварительно может быть определен по годовому выпуску и массе деталей, пользуясь таблицами 2 и 3.

Таблица 2 - Выбор типа производства по годовому выпуску и массе деталей В штуках

Тип производства	Годовой объем выпуска деталей
	Крупных, 50 кг и более	Средних, 8…50 кг	Мелких, до 8 кг
Единичное	До 5	До 10	До 100
Серийное	5…1000	10…5000	100…50000
Массовое	Св. 1000	Св.5000	Св. 50000

Таблица 3 - Выбор серийности производства, В штуках

Серийность производства	Количество деталей в партии (серии)
	Крупных, 50 кг и более	Средних, 8…50 кг	Мелких, до 5 кг
Мелкосерийное	5…10	5…25	10…50
Среднесерийное	11…50	26…200	51…500
Крупносерийное	Св. 50	Св. 200	Св. 500

При этом после расчета норм времени по всем операциям (п.3.11) выполняется раздел «Уточнение типа производства» на основе расчета коэффициента закрепления операций по приведенной выше методике.

3.6 Анализ базового техпроцесса

Студенты, не имеющие базового техпроцесса, настоящий раздел не выполняют.

Разработка нового техпроцесса изготовления детали начинается с анализа существующего техпроцесса.

При анализе существующего техпроцесса рекомендуется рассмотреть следующие вопросы [3]:

- определить соответствие метода получения заготовки установленному типу производства;

- рассмотреть выбор черновых, чистовых и промежуточных баз на операциях технологического процесса, выявить соблюдение принципов постоянства и совмещения баз;

- установить, соответствует ли последовательность и количество операций (переходов) техпроцесса обеспечению заданной точности поверхностей детали, имеющих минимальные значения допусков на размер, форму и их взаимное расположение;

- установить соответствие параметров принятого оборудования размерам обрабатываемой детали, точности обработки, производительности;

- рассмотреть степень концентрации операций (переходов) технологического процесса;

- определить степень применяемости высокопроизводительного режущего инструмента и новых марок материалов его режущей части;

- определить степень оснащенности техпроцесса механизированными приспособлениями.

Для выполнения этого раздела в пояснительной записке приводится маршрутный базовый техпроцесс с кратким содержанием операций.

По результатам анализа излагаются предложения по совершенствованию техпроцесса, и разрабатывается новый техпроцесс.

3.7 Выбор заготовки

При выборе метода получения заготовки решающими факторами являются: форма детали, масса, материал, объем выпуска деталей. Окончательное решение о выборе метода принимается на основе технико-экономических расчетов.

При выполнении экономических расчетов в данном разделе и в п.3.13 стоимость материалов, оборудования и тарифные ставки рабочих принимаются такими, какими они установлены на предприятиях, где студенты проходили вторую конструкторско-технологическую практику.

Для выбора метода получения заготовки сравнивается стоимость заготовки по базовому варианту S₁ и проектируемому S₂.

Стоимость заготовки по базовому варианту может быть взята из отчета по практике.

При отсутствии сведений о методе получения заготовки по базовому варианту стоимость заготовки рассматривается по двум возможным методам ее получения и делается их сравнение.

Стоимость заготовок из проката рассчитывается по формуле [3]

, (7)

где М - затраты на материал заготовки, р.;

С_о.з. - технологическая себестоимость правки, калибрования, разрезки, р.

Расчеты затрат на материалы и технологическую себестоимость выполняются по формулам (8) и (9):

, (8)

где Q - масса заготовки (рассчитывается через объем и плотность материала заготовки), кг;

S - цена 1 кг материала заготовки, р.;

Q - масса детали, кг;

S_отх - цена 1 кг отходов, р.

В отходы включается не только разность между массой заготовки и детали (стружка), но и остаток прутка, образующийся из-за некратности длины заготовки длине прутка. Сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 2590-71 поставляется в прутках длиной 2 - 6 м

, (9)

где С_п.з. - приведенные затраты на рабочем месте, р./ч;

t_{шт.(шт.-к)} - штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции, мин.

Примерные значения приведенных затрат С_п.з. приведены в [3].

Штучное или штучно- калькуляционное время t_{шт (шт.-к)} рассчитывается по формуле

, (10)

где L_рез - длина резания при разрезании проката на штучные заготовки (может быть принята равной диаметру проката L_рез = D), мм;

y - величина врезания и перебега (при разрезании дисковой пилой y = 6…8 мм);

S_м - минутная подача при разрезании (S_м = 50…80 мм/мин);

- коэффициент, показывающий долю вспомогательного времени в штучном ( = 1,84 - для мелко и среднесерийного производства; = 1,5 - для крупносерийного и массового производства).

Расчет стоимости заготовок, полученных литьем или штамповкой, выполняется по формуле [3]

, (11)

где C_i - базовая стоимость 1 т заготовок, р.;

Q - масса заготовки;

К_Т - коэффициент, зависящий от класса точности;

К_с - коэффициент, зависящий от степени сложности;

К_в - коэффициент, зависящий от массы заготовки;

К_м - коэффициент, зависящий от марки материала;

К_n - коэффициент, зависящий от объема выпуска заготовок.

Перед расчетом стоимости заготовки по формуле (11) вычерчивается ее эскиз, назначаются припуски, устанавливаются размеры, по которым рассчитывается объем и масса заготовки Q .

Для штампованных заготовок по ГОСТ 7505-89 устанавливаются:

- группа материала - М;

- класс точности - Т;

- степень сложности - С;

- исходный индекс.

По исходному индексу в том же стандарте определяются припуски на обрабатываемые поверхности и предельные отклонения размеров заготовки.

Параметры литых заготовок определяются по ГОСТ 26645-85. Пример определения литых заготовок приведен в методических указаниях [17].

Заканчивается этот раздел расчетом экономического эффекта.

, (12)

где S₁ и S₂ - стоимость заготовки по базовому и проектируемому вариантам соответственно;

N - годовой объем выпуска деталей.

3.8 Принятый маршрутный техпроцесс

На основе анализа базового техпроцесса, выполненного в п.3.6, составляется новый маршрутный техпроцесс изготовления детали. При этом дается обоснование выбора черновых и чистовых технологических баз, особое внимание обращается на обеспечение принципов постоянства и совмещения баз. Если принципы постоянства и совмещения баз не выдерживаются, то следует дать обоснование необходимости смены баз.

Здесь же дается обоснование выбора (замены) конкретных моделей станков, станочных приспособлений, режущих и мерительных инструментов.

Принятый маршрутный процесс оформляется в виде таблицы 4. Таблицу целесообразно расположить на отдельной странице (нескольких страницах) вдоль длинной стороны листа.

Для обработки самой точной поверхности детали рассчитывается необходимое (достаточное) количество операций (переходов) по коэффициенту уточнения.

Необходимое общее уточнение рассчитывается по формуле

(13)

где Т_заг - допуск на изготовление заготовки (принимается по чертежу заготовки), мм;

Т_дет - допуск на изготовление детали (принимается по чертежу детали), мм.

Таблица 4 - Маршрутный техпроцесс изготовления вала КТМ.00

Номер операции	Наименование и краткое содержание операции	Модель станка	Режущий инструмент, размер, марка инструм. материала	Технологическая база
0,5	Фрезерно-центровальная 1 Фрезерование торцов 2 Сверление центровых отверстий	МР-77	Фреза торцовая 125; Т5К10; Сверло центров. 4; Р6М5	Поверхности заготовки 40, 60, торец
10	Токарная с ЧПУ 1 Черновое точение поверхностей 37, 42, 50 2 Чистовое точение поверхностей 35, 40 3 Точение фасок 4 Точение канавки	16К20Ф3	Резец проходной 16х25,Т5К10; Резец канавочный Т5К10	Центровые отверстия
15	Вертикально- фрезерная 1 Фрезерование шпоночного паза (в=12N9,l=30)	6М12П	Фреза шпоночная 12, Р6М5	Цилиндрич. поверхности 35, 50, торец
20	Термическая
	…………………………….
45	Контрольная	Стол ОТК

С одной стороны, уточнение определяется как произведение уточнений, полученных при обработке поверхности на всех операциях (переходах) принятого техпроцесса

, (14)

где - величина уточнения, полученного на i- ой операции (переходе);

n - количество принятых в техпроцессе операций (переходов) для обработки поверхности.

Промежуточное значение рассчитывается по формулам:

(15)

где Т₁, Т₂, Т₃,…, Т_п - допуски размеров, полученные при обработке детали на первой, второй и т.д. операциях.

Точность обработки поверхности по принятому маршруту будет обеспечена, если соблюдается условие

. (16)

Значения допусков Т₁, Т₂,… Т_п принимаются по [12, таблицы 4, 5].

В качестве примера рассмотрим обработку поверхности вала.

Исходные данные: размер детали 55 к6 ; размер заготовки 60.

Допуск заготовки Т_заг = 2,8 мм, допуск детали Т_дет = 0,019 мм.

Необходимое общее уточнение рассчитываем по формуле (13):

.

Для обработки поверхности 55 к6 принимаем следующий маршрут:

черновое точение;

чистовое точение;

шлифование предварительное;

шлифование тонкое.

Из [12, таблица 3] выписываем допуски на межоперационные размеры: Т₁ = 0,46 мм (квалитет точности IT13); Т₂ = 0,074 мм (квалитет точности IT9); Т₃ = 0,046 мм (квалитет точности IT8). Тонкое шлифование, согласно той же таблице, может обеспечивать точность по пятому квалитету (IT5), хотя по чертежу детали требуется только шестой квалитет. Принимаем Т₄ = 0,013 мм (IT5).

Рассчитываем промежуточное значение уточнений по формуле (15):

.

Определяем общее уточнение для принятого маршрута обработки по формуле (14)

.

Полученное значение показывает, что при принятом маршруте точность обработки поверхности 55к6 обеспечивается, так как , т.е. 147,38 < 215,89.

3.9 Расчет припусков на обработку

В курсовом проекте подробный расчет припусков выполняется на две (наружную и внутреннюю) самые точные поверхности. Такие поверхности определяются руководителем проекта.

Исходными данными, которые записываются перед началом расчета, являются:

метод получения заготовки;

размер поверхности по чертежу детали;

маршрут обработки поверхности.

При расчете для каждой поверхности приводится расчетная таблица и схема графического расположения припусков и допусков. Все расчеты заканчиваются проверкой правильности их выполнения.

Все расчетные формулы, справочные сведения и примеры расчетов приведены в [3].

На все остальные обрабатываемые поверхности припуски назначаются: для поковок - по ГОСТ 7505 - 89, для отливок - по ГОСТ 26645- 85.

Значения всех припусков сводятся в таблицу 5.

Таблица 5 - Припуски и предельные отклонения на обрабатываемые поверхности вала В миллиметрах

Размер детали	Припуск	Предельные отклонения
	табличный	расчетный
55 к6	-	2 2,5	+1,8 -1,0
60 h8	-	2 2,2	+1,8 -1,0
45-0,62	2 1,8	-	+1,3 -1,0
220-1,15	2 2,0	-	+2,4 -1,2

3.10 Расчет режимов резания

В курсовом проекте подробно рассчитываются режимы резания на четыре разнохарактерные операции: на две операции - по аналитическим формулам теории резания металлов, на две другие - по нормативам.

Расчет режимов резания с использованием аналитических формул выполняется по [13].

Для расчета режимов резания по нормативам могут быть использованы [6, 7, 8, 11].

Расчет режимов резания для всех операций начинается с описания исходных условий обработки, которые включают:

номер и наименование операции;

краткое содержание операции;

наименование и модель станка;

наименование режущего инструмента, его размеры, марка материала режущей части.

Далее определяется глубина резания с учетом величины припуска и маршрутной технологии (черновая обработка, чистовая обработка, окончательная обработка и т.д.) обработки поверхности. При этом на чистовую и отделочную обработку оставляется, как правило, 20-30 % общего припуска.

Подача на оборот S_o (подача на зуб S_z при фрезеровании) выбирается в зависимости от глубины резания по справочникам. Справочные значения подачи корректируются и принимаются окончательно по паспортным данным станка выбранной модели. Такие данные имеются в [3].

Скорость резания V_p рассчитывается по формулам теории резания или нормативам. По полученному значению скорости определяется расчетная частота вращения шпинделя

(17)

где D - диаметр детали или инструмента.

Полученное значение частоты вращения корректируется (принимается меньшее) по паспорту станка и принимается окончательно. По принятой частоте вращения определяется действительная скорость резания

. (18)

В заключение рассчитывается эффективная мощность резания N_e и сравнивается с мощностью главного привода станка N_ст с учетом его к.п.д.

Аналогично рассчитываются режимы резания (в пояснительной записке расчеты не приводятся) на все остальные операции и записываются в операционные карты и сводную таблицу режимов резания (таблица 6).

Таблица 6 - Сводная таблица режимов резания

Номер операции	Наименование операции, перехода	Глубина резания t, мм	Длина резания lрез, мм	Подача Sо, мм/об	Скорость V, м/мин	Частота вращения, мин-1	Минутная подача Sм, мм/мин	Основное время t0, мин
				расчетная	принятая	расчетная	принятая	расчетная	принятая
05	Токарная с ЧПУ 1.Точение черн. 40 50	2,0 1,5	25 40	0,4 0,4	0,36 0,36	118 118	100 98,9	939 751	800 630	288 227	0,1 0,19
10	Сверлильная 1. Сверление отв. 10	5	16	0,18	0,16	19	18,2	605	580	92,8	0,24

3.11 Расчет норм времени

Расчет норм времени выполняется для тех операций, на которые рассчитаны режимы резания в п.3.10

В крупносерийном и массовом производстве рассчитывается норма штучного времени.

t_шт = t_о + t_в + t_обс + t_отд, (19)

где t_о - основное время;

t_в - вспомогательное время;

t_обс - время на обслуживание рабочего места;

t_отд - время на отдых.

В мелко- и среднесерийном производстве рассчитывается норма штучно - калькуляционного времени

(20)

где t_{п. з} - подготовительно - заключительное время;

п - размер партии деталей (см. п. 3.5).

Основное время рассчитывается по формуле

(21)

где L_рез - длина резания;

y - величина врезания и перебега;

i - количество рабочих ходов.

Вспомогательное время t_в состоит из затрат времени на отдельные приемы (9,10)

(22)

где t_ус - время на установку и снятие детали ;

t_з.о. - время на закрепление и открепление детали;

t_уп - время на приемы управления станком;

t_из - время на измерение детали.

Оперативное время рассчитывается по формуле

. (23)

Время на обслуживание и отдых t_обс и t_отд в серийном производстве по отдельности не определяются. В нормативах дается сумма этих двух составляющих в процентах от оперативного времени t_оп [10].

В массовом производстве время на отдых t_отд задается в процентах от оперативного времени [9].

Время на обслуживание t_обс в массовом и крупносерийном производстве слагается из времени на организационное обслуживание t_орг и времени на техническое обслуживание t_тех

. (24)

Подготовительно-заключительное время состоит из ряда составляющих:

время на наладку станка и установку приспособления;

время перемещений и поворотов рабочих органов станков;

время на получение инструментов и приспособлений до начала и сдачи после окончания обработки и др.

Примеры расчета норм времени приведены в [3].

Расчеты норм времени по всем операциям сводятся в таблицу 7 и записываются в операционные карты.

Таблица 7 - Сводная таблица норм времени, В минутах

Номер операции

Наименование операции

Основное время t0

Вспомогательное время tв

Оперативное время tоп

Время обслуживания

Время на отдых tотд

Штучное время tшт

Подготовит. - закл. время, tп.з.

Величина партии п

Штучно-калькуляцион. время tшт-к

tуст

tупр

tизм

tтех обс

tорг обс

3.12 Расчет точности операции

Расчет точности выполняется на одну операцию разработанного технологического процесса, на которой обеспечиваются 6…10 квалитеты точности. Обработка поверхностей деталей по 11…17 квалитетам не вызывает затруднений, поэтому нет необходимости проводить расчеты на точность.

Расчет точности следует проводить лишь тогда, когда обработка осуществляется методом автоматического получения размеров.

В курсовом проекте наиболее целесообразно выполнять расчет точности для токарных чистовых операций.

При расчете технологической операции на точность величина суммарной погрешности обработки не должна превышать величины допуска на получаемый размер Т_дет.

Величина суммарной погрешности обработки по диаметральным и продольным размерам в общем виде в серийном производстве определяется по формуле [5]

(25)

где _и - погрешность, обусловленная износом режущего инструмента, мкм;

_Н - погрешность настройки станка, мкм;

_сл - поле рассеяния погрешностей обработки, обусловленных действием случайных факторов, мкм;

_у - погрешность установки заготовки, мкм.

В массовом производстве суммарная погрешность обработки рассчитывается по формуле

На операции будет обеспечиваться необходимая точность обработки при условии

< Т_дет. (26)

Расчеты всех составляющих, входящих в формулы (24) и (25), необходимые для этого справочные сведения приведены в [5].

3.13 Экономическое обоснование принятого варианта техпроцесса

В курсовом проекте сравниваются два варианта технологического процесса: базовый и проектируемый. В качестве базового варианта принимается заводской технологический процесс. При отсутствии базового варианта в проекте рассматриваются (сравниваются) два возможных варианта изготовления детали.

Все расчеты настоящего раздела выполняются с использованием цен и тарифных ставок, действующих в Республике Беларусь на момент выполнения расчетов. Не допускается выполнение расчетов в копейках с увеличением конечного результата до рублей.

При оценке эффективности того или иного варианта техпроцесса наиболее выгодным признается тот, у которого сумма текущих и приведенных капитальных затрат на единицу продукции будет минимальной.

Расчеты приведенных затрат и технологической себестоимости выполняются для всех изменяющихся операций техпроцесса.

Приведенные затраты для двух сравниваемых вариантов техпроцесса рассчитываются по формуле [3]

З = С + Е_н(К_с + К_зд), (27)

где С - технологическая себестоимость, р.;

Е_н - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (Е_н = 0,1);

К_с, К_з - удельные капитальные вложения в станок и здание соответственно.

Расчет основной и дополнительной зарплаты выполняется по формуле

С₃ = С_чК_д З_н К_о.м., (28)

где С_ч - часовая тарифная ставка рабочего (принимается по установленным тарифным ставкам), р./ч;

К_д - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату и начисления (К_д = 1,7);

З_н - коэффициент, учитывающий оплату наладчика (З_н = 1,0);

К_о.м - коэффициент, учитывающий оплату рабочего при многостаночном обслуживании (К_о.м = 1,0).

Расчет часовых затрат по эксплуатации рабочего места выполняется по формуле

С_эксп.= С_ч.з.К_м , (29)

где С_ч.з - часовые затраты на базовом рабочем месте (принимаются по материалам производственной практики), р./ч;

К_м - коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка (принимается по [3, приложение 2]).

Удельные капитальные вложения в станок рассчитываются по формуле

(30)

где Ц_с - отпускная цена станка, р.;

К_м - коэффициент, учитывающий затраты на транспортировку и монтаж (К_м = 1,1);

С_п - принятое число станков на операцию (С_п = 1,0);

- годовой объем выпуска деталей.

Удельные капитальные вложения в здание рассчитываются по формуле

(31)

где С_пл - стоимость 1м² производственной площади (принимается по материалам производственной практики), р./м²;

П_с - площадь, занимаемая станком с учетом проходов, м²;

С_п - принятое число станков на операцию (С_п=1,0);

Площадь, занимаемая станком П_с ,определяется по формуле

(32)

где f - площадь станка в плане (длина к ширине), м²;

К_с - коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь (К = 3,5 при f = 2…4 м²; К = 3 при f = 4…6 м²; К = 4 при f < 2 м²);

Технологическая себестоимость рассчитывается для всех операций по формуле

. (33)

Экономический эффект от внедрения принятого варианта технологического процесса рассчитывается по формуле

(34)

где З_баз - приведенные затраты по базовому варианту техпроцесса;

З_пр - приведенные затраты по проектируемому варианту.

Результаты расчетов приведенных затрат сводятся в таблицу 8.

Таблица 8 - Расчет приведенных затрат

Операция	Модель станка	Tшт, мин	Сз, р.	Сэксп, р.	Кс, р.	Кзд., р.	С, р.
1	2	3	4	5	6	7	8
Базовый вариант
010. Токарная	16К20	7,8	(28)	(29)	(30)	(31)	(33)
1	2	3	4	5	6	7	8
025.Сверлильная	2Н55	6,4	(28)	(29)	(30)	(31)	(33)
Итого Проектируемый вариант
05.Такарная с ЧПУ	16К20Т1	2,3	(28)	(29)	(30)	(31)	(33)
20. Сверлильная с ЧПУ	2Р135Ф2	3,4	(28)	(29)	(30)	(31)	(33)
Итого Примечание - В таблице в скобках указаны номера формул, по которым выполняются расчеты

3.14 Расчет и проектирование станочного приспособления

Этот раздел следует выполнять в соответствии с [16]. Он должен содержать следующие подразделы:

назначение и устройство приспособления;

выбор и расчет привода приспособления;

расчет приспособления на прочность;

расчет приспособления на точность.

В описании назначения и устройства приспособления указывается, для выполнения какой операции оно предназначено, на каком станке устанавливается, из каких узлов (деталей) состоит, как базируется в приспособлении деталь, как действует приспособление при закреплении (откреплении) детали, как устанавливается (выверяется) приспособление на станке. При описании используются позиции сборочного чертежа приспособления.

Расчет привода приспособления начинается с составления схемы всех действующих на деталь сил: силы резания, сил закрепления, объемных сил, реакции опор, сил трения. Схема вычерчивается в пояснительной записке.

По схеме составляются уравнения равновесия детали, из которых определяется необходимая сила закрепления. По силе закрепления с учетом передаточного механизма рассчитываются параметры (величина хода, диаметр и т.д.) привода приспособления.

Для расчета приспособления на прочность определяются его наиболее нагруженные элементы: болты, винты, шпильки, штифты, оси и т.д. Расчет их на прочность (срез, смятие) выполняется по формулам из курса «Детали машин».

Разработанная в проекте конструкция приспособления должна обеспечивать необходимую точность обработки детали. Это означает, что суммарная погрешность при обработке детали не должна превышать допуска Т на размер, т.е.

. (35)

Расчет приспособления на точность выполняется по [16].

4 Графическая часть проекта

4.1 Чертеж заготовки

Заготовки из проката в графической части проекта не вычерчиваются. Их эскиз помещается в пояснительной записке в разделе ''Выбор заготовки''. При этом внутри заготовки тонкими линиями вычерчивается контур детали. Предельные отклонения на диаметр устанавливаются по ГОСТ 2590-71, а на длину - в зависимости от принятого способа разрезки прутка по [12, таблица 66].

Штампованные заготовки выполняются по ГОСТ 7505-89 и вычерчиваются отдельно от чертежа детали. Внутри заготовки тонкими сплошными линиями вычерчивается контур детали. Примеры выполнения поковок приведены в [17, приложение 5].

На чертеже поковки в технических требованиях указываются:

исходная твердость;

группа материала, класс точности, степень сложности, исходный индекс по ГОСТ 7505-89;

радиусы закруглений наружных и внутренних углов;

штамповочные уклоны;

допускаемая величина остаточного облоя;

допускаемое смещение по поверхности разъема штампа;

допускаемая величина высоты заусенца;

допускаемое отклонение от концентричности пробитого отверстия относительно внешнего контура поковки (для поковок с отверстием);

другие технические требования.

Чертежи отливок выполняются в соответствии с ГОСТ 26645-85.

Чертеж отливки может быть совмещен с чертежом детали. При этом основным изображением является чертеж детали, который вычерчивается основными линиями, а припуски на механическую обработку показываются сплошными тонкими линиями.

Штриховка припусков, попадающих в разрезы или сечения, показывается накрест лежащими линиями, расположенными под углом 90⁰. Направление одной из штриховок должно быть продолжением штриховки детали. Припуски, не попадающие в разрезы или сечения, не штрихуются.

Отверстия, не получаемые в заготовке и изображенные на проекциях окружностями, перечеркиваются накрест лежащими линиями под углом 90⁰ ().

В курсовом проекте на совмещенном чертеже детали и отливки припуски на механическую обработку допускается изображать красным цветом, направление штриховки припусков при этом должно являться продолжением штриховки для детали (припуск штрихуется красным цветом).

На совмещенном чертеже указываются размеры припусков.

На совмещенном чертеже детали и отливки технические требования пишутся раздельно (первыми указываются технические требования для заготовки).

В состав технических требований для заготовки входят:

исходная твердость;

радиусы закруглений, если не обозначены на чертеже;

литейные уклоны;

точность отливки по ГОСТ 26645-85;

масса отливки по ГОСТ 26645-85.

4.2 Чертеж детали

Чертеж детали должен соответствовать требованиям действующих стандартов ЕСКД.

Перед перечерчиванием исходный чертеж (синька) должен быть тщательно отредактирован. При обозначении шероховатости целесообразно использовать рекомендации, представленные в таблице 9.

Таблица 9 - Параметры шероховатости

Класс шероховатости (стар. обозначение)	Ra, мкм	Ra, мкм
	Диапазон	Предпочтительное значение	Диапазон	Предпочтительное значение
1	80;63;40	50	320; 250; 200; 160	200
2	40;32;20	25	160; 125; 100; 80	100
3	20;16;10	12,5	80; 63; 50; 40	50
4	10;8;5	6,3	40; 32; 25; 20	25
5	5;4;2,5	3,2	20; 16; 12,5; 10	12,5
6	2,5;2;1,25	1,6	10; 8; 6,3	6,3
7	1,25;1;0,63	0,8	6,3; 5; 4; 3,2	3,2
8	0,63;0,5;0,32	0,4	3,2; 2,5; 2;1,6	1,6
9	0,32;0,25;0,16	0,2	1,6;1,25;1,0;0,8	0,8
10	0,16;0,125;0,08	0,1	0,8;0,63;0,5;0,4	0,4
11	0,08;0,063;0,04	0,05	0,4;0,32;0,25;0,2	0,2
12	0,04;0,032;0,02	0,025	0,2;0,16;0,125;0,1	0,1
13	0,02;0,016;0,01	0,012	0,1;0,08;0,063;0,05	0,05
14	0,01;0,008	-	0,05;0,04;0,032	-

Технические требования в отредактированном виде записываются в следующей последовательности:

- требования к материалу детали, заготовке и термической обработке;

- требование к качеству поверхности детали, покрытию, отделке, краске и др.;

- некоторые размеры с их допускаемыми предельными отклонениями от номинальных;

- отклонения формы и взаимного расположения поверхностей детали, не имеющие условных обозначений;

- условия и методы испытаний;

- указания о маркировании и клеймении;

- правила транспортирования и хранения;

- особые условия эксплуатации;

- ссылки на другие документы, содержащие технические требования к данному изделию, но не приведенные на чертеже (стандарты, технические условия, инструкции и т.п.).

Заголовок «Технические требования» на чертеже не пишут.

Значения допусков на чертежах должны соответствовать величинам, приведенным в таблице 10.

Таблица 10 - Допуски для размеров от 1 до 500 мм

Интервал номинальных размеров	Квалитет
	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Свыше	До	мкм	мм
	3	6	10	14	25	40	60	0,10	0,14	0,25	0,40	0,60	1,00
3	6	8	12	18	30	48	75	0,12	0,18	0,30	0,48	0,75	1,20
6	10	9	15	22	36	58	90	0,15	0,22	0.36	0,58	0,90	1,50
10	18	11	18	27	43	70	110	0,18	0,27	0,43	0,70	1,10	1,80
18	30	13	21	33	52	84	130	0,21	0,33	0,52	0,84	1,30	2,10
30	50	16	25	39	62	100	160	0,25	0,39	0,62	1,00	1,60	2,50
50	80	19	30	46	74	120	190	0,30	0,46	0,74	1,20	1,90	3,00
80	120	22	35	54	87	140	220	0,35	0,54	0,87	1,40	2,20	3,50
120	180	25	40	63	100	160	250	0,40	0,63	1,00	1,60	2,50	4,00
180	250	29	46	72	115	185	290	0,46	0,72	1,15	1,85	2,90	4,60
250	315	32	52	81	130	210	320	0,52	0,81	1,30	2,10	3,20	5,20
315	400	36	57	89	140	230	360	0,57	0,89	1,40	2,30	3,60	5,70
400	500	40	63	97	155	250	400	0,63	0,97	1,55	2,50	4,00	6,30
500	630	44	70	110	175	280	440	0,70	1,10	1,75	2,80	4,40	7,00

4.3 Чертежи операционных эскизов

В графической части курсового проекта выполняются операционные эскизы на восемь разнохарактерных технологических операций, например, токарную, сверлильную, протяжную, зубодолбежную, зубофрезерную, зубошевинговальную, внутришлифовальную, плоскошлифовальную и т.д.

В проекте не допускается вычерчивание однотипных операций, например, черновой и чистовой токарных операций на одни и те же поверхности.

Перечень операций, представленных в графической части, определяет руководитель проекта.

Общий объем операционных эскизов в курсовом проекте составляет два листа формата А1.

Для выполнения эскизов рабочее поле (внутри рамки) формата А1 делится на четыре равные части тонкими линиями (рисунок 2). В каждом получившемся формате вычерчивается эскиз одной операции. В левом верхнем углу записывается номер и наименование операции, например '' Операция 05- токарная с ЧПУ''. В правом нижнем углу размещается таблица с режимами резания, размеры которой приведены на рисунке 3. Если в операции используется несколько режущих инструментов, таблица имеет вид, как на рисунке 4.

При изображении операции, которая выполняется на многошпиндельных (многопозиционных) станках, количество форматов, на которые делится формат А1, равно количеству позиций, включая загрузочную позицию.

Деталь на эскизах изображается в рабочем положении, закрепленной в приспособлении.

Количество изображений (видов, разрезов, сечений) должно быть достаточным для четкого представления о форме, размерных связях обрабатываемых поверхностей с другими поверхностями детали, а также о принципе действия и конструктивной схеме приспособления.

Режущий инструмент на эскизах изображается закрепленным в шпинделе (патроне, резцедержателе) в конечном положении после обработки. Мерные инструменты (сверла, зенкеры, развертки, метчики) показываются в начальном положении до обработки.

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

На операционных эскизах обрабатываемые поверхности обводятся сплошными линиями толщиной 3S.

На эскизах должны быть указаны:

шероховатость обрабатываемых поверхностей;

размеры обрабатываемых поверхностей с предельными отклонениями;

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

- направление движения инструментов и детали стрелками с буквенными обозначениями (D_v - главное движение резания; D_s - движение подачи, D_r - вспомогательное движение).

Примеры выполнения операционных эскизов приведены в приложении настоящих методических указаний.

4.4 Чертеж станочного приспособления

В курсовом проекте на одну операцию разрабатывается конструкция станочного приспособления.

Не допускается перечерчивание заводского варианта приспособления без его существенной переработки.

В курсовом проекте выполняется сборочный чертеж станочного приспособления. Количество проекций, видов, разрезов и сечений должно быть достаточным для однозначного понимания устройства и работы приспособления.