Файл: А.А. Клепцов Технология машиностроения. Методические указания и задания к контрольной работе №4 для студентов заочной формы.pdf

1. Содержание контрольной работы

1.1.В соответствии с заданным типом производства определить такт выпуска для массового производства или размер производственной партии для мелкосерийного.

1.2.В зависимости от конфигурации, размеров детали и типа производства выбрать и обосновать метод получения заготовок.

1.3.Составить маршрут технологического процесса обработки

детали.

1.4.Операции зубообработки разработать подробно:

-составить маршруты обработки отдельных поверхностей по переходам. Для операции зубонарезания рассмотреть два различных способа обработки и выбрать наиболее рациональный с точки зрения производительности, точности и стоимости обработки;

-выбрать технологические базы;

-определить межоперационные размеры, припуски и допуски

на посадочный диаметр Д3 и любую торцевую поверхность расчетно-аналитическим методом; на остальные поверхности

– по таблицам;

-подобрать в соответствии с типом производства оборудование, приспособления, режущий и мерительный инструменты;

-рассчитать по формулам теории резания режимы резания для операций обработки зубьев, а для остальных выбрать по таблицам справочников;

-определить в соответствии с типом производства штучное и штучно-калькуляционное время для разрабатываемых операций;

-заполнить необходимую технологическую документацию (маршрутные, операционные карты, карты эскизов).

1.5. Составить пояснительную записку со всеми выполненными расчетами, в конце указать список использованной литературы.

1

2. Методические указания к выполнению контрольной работы.

Разработка технологического процесса механообработки состоит

ввыполнении ряда этапов:

-анализ исходных данных; отработка детали на технологичность;

-расчет такта выпуска (партии запуска);

-выбор заготовок;

-выбор технологических баз;

-формирование маршрута обработки отдельных поверхностей и детали в целом;

-расчет припусков;

-построение операций обработки, уточнение маршрутного техпроцесса;

-нормирование операций;

-заполнение технологической документации.

2.1. Целью первого этапа проектирования технологического процесса является уяснение функционального назначения изготавливаемой детали. Следует внимательно изучить чертеж, требования по точности размеров, формы и шероховатости поверхности. Одновременно следует рассмотреть технологичность изготовления детали для производственных условий. Нужно обратить внимание на унификацию конструктивных элементов детали, обоснованность требований по точности и шероховатости поверхностей, возможность использования высокопроизводительных методов обработки и контроля.

Замечания к конструкции детали, выявленные на этом этапе, отражаются в пояснительной записке.

2.2. Расчет такта выпуска для поточно-массового производства ведут по формуле

t = 60 NF η,

где F – действительный годовой фонд времени работы оборудования (2030 – односменная, 4015 – двусменная работа);

N – программа выпуска, шт.;

2

η - коэффициент, учитывающий потери времени по организационным и другим причинам (η ≈ 0,95).

Величина партии деталей, запускаемых в производство при малых сериях, определяется периодичностью заказов, сроками поставки готовых изделий и рядом других факторов.

В работе можно принять, что детали запускают в производство раз в месяц, тогда величина партии запуска

n =12N ,

где N – годовая программа, шт.

2.3.Выбор метода получения заготовки производится в такой последовательности:

- определение вида заготовки (штамповка, литье, прокат и т.д.); - выбор метода получения заготовки; - технико-экономическая оценка метода получения заготовки.

Правильное решение этих вопросов значительно влияет на технологический процесс механической обработки: количество технологических операций, их трудоемкость, себестоимость процесса и изделия в целом, на величину расхода металла. Необходимо стремиться к максимальному соответствию размеров и форм заготовки готовой детали. На выбор и обоснование метода получения заготовки влияют: вид материала, размеры и форма детали, тип производства.

С целью технико-экономической оценки выбирают два различных метода получения заготовки, определяют стоимость получения каждым методом и выбирают метод, обеспечивающий наименьшие затраты. Методика технико-экономической оценки приведена в [5].

2.4.Выбор технологических баз - один из самых ответственных этапов проектирования технологического процесса механической обработки. Он тесно связан с этапом формирования маршрута обработки и практически выполняется одновременно с ним. При выборе технологических баз следует, по мере возможности, стремиться к соблюдению трех основных принципов базирования: совмещения баз; постоянства баз; последовательной смены баз.

3

Особое внимание при проектировании техпроцессов изготовления зубчатых колес необходимо обращать на постоянство баз, т.к. высокая точность по концентричности расположения зубчатого венца обеспечивается путем использования на разных операциях одной и той же технологической базы (обычно это центральное отверстие).

Чистовая база должна обеспечивать наибольшую устойчивость и жесткость заготовок, простоту и дешевизну установочного приспособления, удобство установки детали.

Приведенные требования зачастую бывают противоречивы и на практике по экономическим соображениям иногда приходится отказываться от их выполнения.

На первых операциях при изготовлении зубчатых колес в первую очередь обрабатывают поверхности, которые в дальнейшем будут использоваться в качестве технологических баз на большинстве операций. В любом случае выбор баз диктуется служебным назначением и заданной кинематической точностью зубчатого колеса.

При необходимости получения зубчатых колес высокой точности (точнее 8-й степени) перед отделочными операциями обработки зубчатого венца, как правило, производится отделочная обработка технологических баз. При этом в качестве технологической базы принимается делительный диаметр зубчатого венца.

Основные методические положения по выбору баз приведены в книгах [1,2].

2.5. Маршрут обработки отдельных поверхностей устанавливается исходя из требований рабочего чертежа и принятого метода получения заготовки, по заданным точности и шероховатости поверхности. С учетом размера и формы детали выбирают метод окончательной обработки. Зная вид заготовки, устанавливают первый метод обработки. Базируясь на первом и завершающем методе, устанавливают промежуточные методы обработки. При этом исходят из того, что каждый последующий метод должен быть точнее предыдущего, технологический допуск на промежуточный размер и качество поверхности, полученные на предыдущем этапе обработки, должны позволить использовать намечаемый последующий метод и вид обработки.

4

Экономические классы точности, достигаемые при различных методах обработки, приведены в справочнике [6].

Маршрут обработки зубчатого венца определяется степенью кинематической точности колеса. Так, для получения зубчатых колес 5-7 степеней точности, как правило, после термообработки производится отделочная обработка технологических баз, и затем – отделочная обработка зубчатого венца с установкой на доведенные базы. Колеса 8-й степени получают чистовой обработкой зубчатого венца шевингованием до термообработки, без отделочной обработки технологических баз.

Маршруты обработки зубчатых колес 5-й – 10-й степеней точности приведены в книге [7].

2.6. Составление маршрута обработки детали в целом должно дать общий план обработки, наметить содержание операций технологического процесса, выбрать тип оборудования. Это сложная задача с большим числом вариантов решения. При разработке маршрута можно руководствоваться следующими общими соображениями.

Впервой операции обрабатываются поверхности, принятые за технологические базы.

Состав других операций формируют исходя из типа оборудования, необходимого для обработки отдельных поверхностей, требуемой точности и производительности обработки, причем чем точнее поверхность, тем позже она обрабатывается. В конец маршрута часто выносят обработку легко повреждаемых поверхностей (резьб и др. элементов).

Взначительной степени состав операций зависит от типа производства. При малой серии надо стремиться сократить число операций, выполнить их концентрированно на оборудовании с ЧПУ, совмещая черновую и чистовую обработку большинства поверхностей. При крупносерийном и массовом производстве, как правило, маршрут разделяют на большое число операций. При этом стремятся отделить операции черновой обработки от чистовой, что позволяет использовать для первых операций более производительное, но менее точное оборудование, рабочих меньшей квалификации и т.д.

Если деталь подвергается термообработке, то маршрут расчленяют на две части: до термообработки и после.

5

Типовые маршруты обработки зубчатых колес приведены в книге [7].

2.7. Аналитический расчет припусков и промежуточных размеров технологических переходов проводится для центрального отверстия

D3 и любой торцевой поверхности по методике, описанной в [5, 6]. На эти же поверхности по таблицам соответствующего стандарта назначаются табличные значения припусков для определения ко-

эффициента уменьшения припусков:

где Zрасч - расчетное значение общего припуска на поверхность; Zтабл - табличное значение припуска.

Расчетный пуск всегда меньше табличного, так как последний предусматривается для наиболее невыгодного случая.

Припуск на все остальные поверхности детали определяют по таблицам с учетом полученного коэффициента уменьшения:

Z = ZтабКум.

Промежуточные технологические размеры посадочного диаметра, определенные аналитическим расчетом, затем проставляют в операционных картах и эскизах на соответствующие операции. Все полученные значения припусков на поверхности детали представляются в пояснительной записке в табличной форме.

2.8. Разработка операционной технологии ведется в такой последовательности:

2.8.1. Уточняется состав технологических операций, намеченный при построении маршрута обработки, окончательно формируется состав переходов, включаемых в данную операцию, устанавливается последовательность выполнения технологических переходов в каждой операции. Для решения этих задач рассматриваются схемы построения операций [5, 7].

При проектировании операций для мелкосерийного производства обычно стремятся сконцентрировать технологические переходы обработки большинства поверхностей в пределах небольшого числа операции, выполняемых на станках с ЧПУ без переустановки дета-

6

ли. Число применяемых инструментов не должно превышать емкость инструментального магазина станка.

В массовом производстве, наоборот, используется принцип дифференциации операций, когда на каждой операции обрабатывается небольшое число поверхностей на предварительно настроенных станках-автоматах без переналадки.

Возможные варианты построения операций оценивают по производительности и себестоимости обработки.

2.8.2.Выбирают конкретные модели и типоразмеры станков исходя из конструктивно-технологических характеристик заготовки, требуемой точности и производительности обработки [6].

2.8.3.Выбирают приспособления, режущий, вспомогательный и мерительный инструменты. Выбор проводят по справочникам [6] исходя из типа производства, его организационной формы, вида изделия и программы выпуска.

2.8.4.Рассчитывают режимы резания, определяют нормы времени. Для разработанных операций устанавливают настроечные размеры и составляют карту эскизов.

2.9. При разработке технологической операции обработки зубчатого венца необходимо обратить внимание на требуемую степень кинематической точности, т.к. она определяет технологический процесс изготовления. Типовые схемы обработки приведены в книге [7]. Наиболее ответственной и сложной операцией обработки является нарезание зубьев, в связи с чем ее в контрольной работе необходимо рассмотреть более подробно. В современном машиностроении применяется много различных методов обработки зубьев. Например, для предварительной обработки это может быть фрезерование модульными фрезами; зубофрезерование червячными фрезами; долбление; протягивание и т.д. Отделка может производиться зубошлифованием, шевингованием и т.д. В контрольной работе надо выбрать два метода, которые применимы при заданном типе производства, и привести в пояснительной записке их сравнение по производительности, точности, другим технологическим характеристикам, подтвердив обоснованность выбора. Для выбранного метода заполняют технологическую документацию, заполняют карту эскизов.

7

2.10. Элементы режимов резания выбирают таким образом, чтобы была достигнута наибольшая производительность труда при наименьшей себестоимости данной технологической операции.

В контрольной работе на 2-3 перехода для разных поверхностей режимы резания назначают расчетным путем по методике [5, 6]. При этом сначала устанавливают глубину резания. Глубину резания желательно назначать из условия срезания припуска за один проход. Подача для черновых операций назначается максимальной исходя из жесткости технологической системы (станок - инструмент - приспособление -деталь) и мощности станка. Для чистовых операций подачу определяют исходя из точности обработки. Величину подачи необходимо согласовать с паспортными данными станка. Скорость резания рассчитывают по формулам теории резания. По скорости определяют число оборотов станка и приводят в соответствие с паспортными данными.

Для отдельных переходов режимы резания назначают опытностатистическими методами по таблицам [6, 9].

Полученные режимы обработки необходимо представить в виде таблицы в пояснительной записке.

2.11. Методика нормирования технологических процессов приведена в [5]. Определение норм времени производят в такой последовательности:

1.На основании режимов резания определяют основное время обработки. Зависимости для его определения приведены в книге [5].

2.По соответствующим нормативам [8] определяют вспомогательное время (время на управление станком, установку и закрепление заготовки, смену инструмента и т.д.), время технического и организационного обслуживания, время на отдых рабочего.

3.Сумма всех составляющих дает штучное время выполнения операции. Для мелкосерийного производства определяют штучнокалькуляционное время:

Tшт−к =tшт + tппз ,

где tпз - подготовительно-заключительное время на операцию, определяется по нормативам [9]; n - размер партии запуска.

8

2.12. Разработка технологического процесса заканчивается оформлением технологической документации, которая должна быть выполнена в соответствии с Единой системой технологической документации (ЕСТПП).

В контрольной работе должны быть заполнены и подшиты в пояснительную записку;

-титульный лист; ГОСТ 3.1105-84;

-маршрутные карты; форма 1, 1А ГОСТ 3.1118-82;

-операционные карты; форма 2, 2А ГОСТ 3.1404-86;

-карты эскизов; ГОСТ 3.1105-84.

2.13.Операционные эскизы для разрабатываемых операций выполняют на бланке по ГОСТ 3.1105-84 в любом масштабе. Деталь изображают в том положении, которое она занимает при обработке на данной операции. На эскизе необходимо показать с помощью условных обозначений по ГОСТу ее базирование и закрепление. Обрабатываемые поверхности обводят утолщенными контурными линиями. На эскизе должны быть расставлены с допусками все размеры, погрешности формы, взаимного расположения поверхностей и шероховатости.

2.14.В пояснительной записке приводят все проведенные расчеты, обоснования принятых решений и список литературы, использованной при выполнении задания.

9