МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) ФИЛИАЛ В г. АРСЕНЬЕВЕ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ «ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ» Специальность 151001.65 Технология машиностроения Шифр и название специальности (направления) подготовки Форма обучения заочная Филиал ДВФУ в г. Арсеньеве Кафедра Самолето- и вертолетостроения Курс 5,6, семестр Лекции 24 час. Практические занятия 14 час. Семинарские занятия 0 час. Лабораторные работы 4 час. Консультации 0 Всего часов аудиторной нагрузки 42 час. Самостоятельная работа 145 час. Контрольные работы 1 Курсовой проект 6 курс Зачет 6 курс Экзамен 5 курс Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, утверждённого 28.02.2001 г. рег. № 513 тех/дс Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры Самолето- и вертолетостроения, протокол от «29» июня 2012 № 9 . Заведующий кафедрой: д.т.н., профессор С.И. Феоктистов Составитель: д.т.н., профессор Ю.Ф. Огнев 29. 06. 2012 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) ФИЛИАЛ В г. АРСЕНЬЕВЕ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ» Специальность 151001.65 Технология машиностроения Шифр и название специальности (направления) подготовки Форма обучения заочная Филиал ДВФУ в г. Арсеньеве Кафедра Самолето- и вертолетостроения Курс 5,6, семестр Лекции 24 час. Практические занятия 14 час. Семинарские занятия 0 час. Лабораторные работы 4 час. Консультации 0 Всего часов аудиторной нагрузки 42 час. Самостоятельная работа 145 час. Контрольные работы 1 Курсовой проект 6 курс Зачет 6 курс Экзамен 5 курс Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, утверждённого 28.02.2001 г. рег. № 513 тех/дс Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Самолето- и вертолетостроения, протокол от «29» июня 2012 № 9 . Заведующий кафедрой: д.т.н., профессор С.И. Феоктистов Составитель: д.т.н., профессор Ю.Ф. Огнев 2 29. 06. 2012 I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры: Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______ Заведующий кафедрой _______________________ __________________ (подпись) (и.о. фамилия) II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры: Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______ Заведующий кафедрой _______________________ __________________ (подпись) (и.о. фамилия) 3 Содержание дисциплины по ГОС: Использование разработки технологического процесса изготовления машины и изготовления деталей любого типа в единичном, серийном и массовом производствах. Оценка технологичности изделия. Технология сборки типовых сборочных единиц и их контроль. Особенности монтажа подшипниковых узлов, валов, зубчатых и червячных передач. Общие положения и подходы к автоматизации процесса сборки машины. Разработка технологических процессов изготовления деталей любого типа в единичном, серийном и массовом производствах. Выбор метода получения заготовок. Технология изготовления корпусных деталей, станин, валв, шпинделей, ходовых винтов, деталей зубчатых и червячных колёс, червяков, фланцев, втулок, коленчатых валов, рычагов, вилок и их контроль. Общие подходы к автоматизации технологических процессов изготовления деталей. 4 1. Цели и задачи дисциплины Задача программы дисциплины обеспечить подготовку дипломированного специалиста инженера-технолога по проектированию технологических процессов на изготовления детали машин и их частей (сборочных единиц): определении рациональной последовательности и установление последовательности изготовления деталей машин и машин в целом; выбор и конструирование необходимого инструмента, приспособлений и оборудования; назначение технических условий на сборку элементов и общую сборку изделия по операциям; выбор методов средств технического контроля качества изготовления и сборки. 2. Начальные требования к освоению дисциплины. Для успешного освоения дисциплины «Технология машиностроения» студенты должны освоить дисциплины, включённые в учебный план и составляющие циклы: ЕН – общие математические и естественнонаучные дисциплины; ОПД – общепрофессиональные дисциплины; СД – специальные дисциплины и дисциплины специализации. Необходимы знания по дисциплинам: Технологические процессы в машиностроении, Материаловедение, Метрология, стандартизация и сертификация, Технические измерения, Резание металлов, Металлорежущий инструмент, Металлорежущее оборудование, Основы проектирования приспособлений; Основы технологии машиностроения. 3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины В результате теоретического изучения дисциплины студент должен: Усвоить теоретические основы проектирования технологических процессов изготовления деталей и сборки изделий. В результате практического изучения дисциплины студент должен уметь: Применять полученные знания при решении практических задач. 5 4. Объем дисциплины и виды учебной работы Заочная форма обучения Вид учебной работы Всего часов Распределение по курсам 5 курс 6 курс Общая трудоемкость дисциплины 187 129 58 Лекции 24 12 12 Лабораторные занятия 4 4 Практические занятия 14 6 8 Всего самостоятельная работа 145 107 38 В том числе: курсовое проектирование 38 Контрольные работы 15 Вид итогового контроля (экзамен, зачет) 38 15 экзамен зачёт 5. Содержание дисциплины 5.1.Лекции. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Классификации технологических процессов (ТП). Оформление технологической документации. Методические основы проектирования ТП. Структура технологических операций. Дифференциация и концентрация операций. Схемы технологических операций Исходные данные для проектирования ТП механической обработки деталей. Размер программного задания. Технологичность конструкции. Проектирование чертежа исходной заготовки. Методы получения заготовок. Методы обработки заготовок. Обработка без снятия стружки. Методы покрытия. Технологические методы сборки. Разъёмные и неразъёмные соединения. Сварка. Пайка, склеивание. Клёпка Исходные данные для проектирования ТП. Основы принятия технологических решений: виды технологических решений и особенности их принятия. Особенности проектных решений. Этапы проектирование ТП. Функциональные задачи ТП. Анализ и предпроектная подготовка чертежа детали чертежа детали. Постановка технологической задачи при проектировании ТП. Определение типа производства, метода работы Анализ технологичности конструкции детали. Технологический контроль конструкторской документации Выбор заготовки и методов её изготовления. Определение маршрута обработки отдельных поверхностей. Определение маршрута обработки групп поверхностей. Определение стадий обработки Базирование. Анализ схем базирования. Выбор схемы установки заготовки. Составление маршрута изготовления детали. Определение типа оборудования и оснастки. Расчёт припусков. Методы определения припусков. Разработка операций обработки заготовок. Определение рациональную структуру операции. Выбор СТО. Определение режимов обработки. Установление настроечных размеров и схем наладки. Технико-экономический анализ вариантов проектируемых ТП Разработка ТП серийного производства. Типизация ТП и групповая обработка. Разработка ТП массового производства. Разработка ТП единичного производства. 6 19 Разработка ТП сборки. Основные положения. 20 Исходные данные для разработки ТП сборки, их анализ. Анализ условий работы машины, программы выпуска. Выбор типа производства и метода работы. 21 Выбор организационной формы сборки. Анализ и отработка конструкции изделия и сборочных единиц на технологичность. 22 Выбор метода обеспечения заданной точности собираемого изделия. Разработка технологической схемы сборки. Разработка маршрутного ТП сборки. 23 Типовые ТП сборки. Сборка и монтаж подшипниковых узлов. 24 Сборка и монтаж зубчатых и червячных передач. Балансировка и контроль сборочных единиц и машины в целом. 25 Технология изготовления типовых деталей. Технология изготовления валов. Технология изготовления втулок. 26 ТП изготовления корпусных деталей. 27 ТП изготовления деталей типа «рычаг». 28 ТП изготовления зубчатых колёс. 29 Особенности проектирования ТП для станков с ЧПУ. 30 Особенности проектирования ТП обработки заготовок на автоматизированных участках и автоматических линий. 5.2. Содержание практических занятий № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Наименование практического занятия Методы технологического проектирования производственных систем. Технологическая документация, её оформление. Выбор схемы построения операции. Анализ исходных данных. Формирования технологического образа детали. Методы получения заготовок. Проектирование исходной заготовки Этапы проектирования ТП. Постановка технологической задачи. Определения типа производства. Схемы базирования. Анализ комплектов баз. Выбор баз. Маршрут обработки детали. Выбор оборудования, оснастки. Проектирование операции. Подготовка задания на проектирование станочных приспособлений. Проектирование ТП по типовому техпроцессу. Анализ исходных данных при проектировании технологического процесса сборки. Анализ работы машины. Разработка схемы сборки. Проектирование операции сборки. Итого: Кол-во часов 1 2 1 2 1,5 0,5 2 2 1 1 14 5.3. Содержание лабораторных занятий. № п/п 1 2 Наименование лабораторного занятия Исследование точности и размеров при однопроходной обработке деталей. Исследование шероховатости обработанной поверхности в зависимости с режимами обработки Итого: 7 Кол-во часов 2 2 4 5.4. Курсовое проектирование. Наименование курсового проекта: «Проектирование технологического процесса механической обработки детали». Цель курсового проекта: разработка технологического процесса (ТП) механической обработки детали продолжительности по заданному выпуска, чертежу, календарного с учётом плана программы выпуска, условий выпуска деталей, реализации ТП, проектирование специального станочного приспособления. 6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 6.1 Основная литература 1. Боровик, А.Г. Основы технологии машиностроения: курс лекций / А.Г. Боровик; ДВГТУ. – Владивосток : Изд-во ДВГТУ, 2007. – 332 с. 2. Маталин, А.А. Технология машиностроения : учебник / А.А. Маталин. – 3-е изд., стер. – СПб. : Лань, 2010. – 512 с. : ил. 3. Сысоев, С.К. Технология машиностроения. Проектирование технологических процессов : учеб. пособие / С.К. Сысоев, А.С. Сысоев, В.А. Левко. – СПб. : Лань, 2011. – 352 с. 6.2. Дополнительная и справочная литература 1. Горошкин, А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник / А.К. Горошкин. – 7-е изд., перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 1979. – 303 с. : ил. 2. Дальский, А.М. Сборка высокоточных соединений в машиностроении / А.М. Дальский, З.Г. Кулешов. – М. : Машиностроение, 1988. – 303 с. 3. Новиков, М.П. Основы технологии машин и механизмов / М.П. Новиков. – М. : Машиностроение, 1980. – 592 с. 4. Сборка и монтаж изделий машиностроения: Справочник. В 2 т. Т1. Сборка изделий машиностроения / под. редакцией В.С. Корсакова, В.К. Замятина. – М. : Машиностроение. 1984. – 591 с. 5. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. / под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова – 4-е изд., переаб. и доп. – М. : Машиностроение, 1986. 6. Технология машиностроения : в 2-х т. Т.1. Основы технологии машиностроения : учебник для вузов / под ред. А.М. Дальского. – М. : МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. – 564 с. : ил. 7. Технология машиностроения : в 2-х т. Т.2. Производство машин : учебник для вузов / под ред. Г.Н. Мельникова. – М. : МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. – 640 с. : ил. 8. Технология машиностроения: В 2 кн. : учеб. пособие для вузов/ Э.Л. Жуков, И. И. Козырь, С. Л. Мурашкин и др.; под ред. С. Л. Мурашкина. – 2-е изд. доп. – М. : Высшая школа, 2005. 8 9. Формализация проектирования процессов обработки резанием. – М. : Машиностроение, 1986. – 136 с. (Библиотека технолога). 6.3. Интернет-ресурсы Маталин, А.А. Технология машиностроения : учебник / А.А. Маталин. – 3-е изд., стер. – СПб. : Лань, 2010. – 512 с. : ил. http://e.lanbook.com/view/book/258/ 2. Сысоев, С.К. Технология машиностроения. Проектирование технологических процессов : учеб. пособие / С.К. Сысоев, А.С. Сысоев, В.А. Левко. – СПб. : Лань, 2011. – 352 с. : ил. http://e.lanbook.com/view/book/711/ 3. Технология машиностроения: Учеб. пособие / И.С. Иванов. - М.: ИНФРА-М, 2010. - 192 с.: http://znanium.com/bookread.php?book=169839 1. 7. Рейтинговая оценка по дисциплине Усвоение учебной дисциплины максимально оценивается в 100 рейтинговых баллов, которые распределяются по видам занятий в зависимости от их значимости и трудоемкости. По результатам текущей работы по дисциплине в течение семестра студент может набрать не более 70 баллов. На итоговый контроль отводится 30 баллов. Посещаемость занятий учитывается поправочным коэффициентом, равным отношением количества часов посещаемых занятий к плановым. Распределение баллов по видам учебных работ № Распределение баллов 5 курс 15 20 15 Наименование работ п/п 1 Теоретический материал 2 Лабораторные работы 3 Практические занятия 4 Курсовое проектирование 6 Контрольные работы 7 Посещаемость 8 Экзамен /Зачет Итого Распределение баллов 6 курс 15 15 35 15 5 30 100 5 30 100 Перевод баллов в пятибалльную шкалу отлично 85-100 хорошо 71-84 удовлетворительно 60-70 неудовлетворительно менее 60 9 Примечание. При набранной общей сумме баллов менее 40 по результатам третьей аттестации студент не допускается к итоговой аттестации по дисциплине. 10 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) ФИЛИАЛ В г. АРСЕНЬЕВЕ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ по дисциплине «Технология машиностроения» 151001.65 Технология машиностроения г. Арсеньев 2012 11 В материалах приведены задания и вопросы по каждой теме в соответствии с рабочей учебной программой дисциплины «Технология машиностроения». В приложении приводятся справочные таблицы и некоторые паспортные данные станков, а также общие сведения о технико-экономической эффективности обработки, необходимые для решения задач. Введение К технологии машиностроения относятся все этапы процесса изготовления машиностроительной продукции. Однако сложившиеся понятие «технология машиностроения» обозначает преимущественно процессы механической обработки заготовок для изготовления деталей и сборки машин. Это объясняется тем, что заданные формы детали с необходимым качеством поверхностного слоя достигается в основном путём механической обработки. В процессе механической обработки возникает наибольшее число проблем, связанных с выполнением требований к качеству машин. Процесс механической обработки реализуется достаточно сложной технологической системой, включающей в себя металлорежущий станок, станочную технологическую оснастку, режущий инструмент и заготовку. Технология машиностроения – это комплексная инженерно-научная дисциплина об изготовлении машин требуемого качества в установленном производственной программой количестве, в заданные сроки с наименьшими затратами живого и овеществлённого труда, при этом широко использующая разработки многих учебных дисциплин, и является теоретической основой для решения технологических задач с применением прогрессивных методов обработки поверхностей деталей машин, основных принципов проектирования технологических процессов изготовления деталей машин в соответствии с технико-экономическими показателями. Цель курса – дать будущим специалистам навыки в проектировании технологических процессов изготовления деталей машин. Основная задача курса – теоретические основы решения технологических задач с применением прогрессивных методов обработки поверхностей деталей машин, основных принципов проектирования технологических процессов изготовления деталей машин, при выполнении требований качества в установленной программе выпуска, минимальных затратах материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности труда. Задания и вопросы для самоконтроля 1. Технология машиностроения – как наука. 2. Предметная область машиностроения. Тема 1. Классификация технологических процессов. Оформление технологической документации. Методологические основы проектирования ТП. Виды технологических процессов (ТП) (единичный, типовой, групповой). Основные требования к разработке технологических процессов. Исходная информация для разработки технологических процессов. Этапы разработки ТП (для различных видов ТП). Основные задачи, решаемые на этапах разработки единичных, групповых и типовых, перспективных ТП. Виды основных технологических документов. Понятие о единой системе технологической документации (ЕСТД). Назначение, форма и содержание технологической документации: маршрутных и операционных карт. Значение документации для повышения технологической дисциплины на производстве. Производственная система. Методы технологического проектирования производственной системы. 12 Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Виды технологических процессов. 2. Единичный технологический процесс. 3. Унифицированный технологический процесс. 4. Типовой технологический процесс. 5. Групповой технологический процесс. 6. Перспективный технологический процесс. 7. Рабочий технологический процесс. 8. Комплексный технологический процесс. 9. Оформление технологической документации. 10. Виды технологических документов. 11. Методы проектирования по точной производственной программе. 12. Методы проектирования по приведённой производственной программе. 13. Методы проектирования по условной производственной программе. 14. Методика выбора структуры производственной системы (краткая характеристика). Тема 2. Структура технологической операции. Дифференциация и концентрация операции. Схемы построения операции Структура ТП. Операция ТП. Структура операции. Схемы построения операции. Дифференциация и концентрация операции. Задания и вопросы самоконтроля. 1. Структура технологического процесса. 2. Степень концентрации и дифференциации операции. 3. Схемы построения операции. 4. Выбор схемы построения операции. 5. Одноместные схемы обработки. 6. Многоместные схемы обработки. Тема 3. Технологические характеристики типовых заготовительных процессов. Общие сведения о заготовках. Виды заготовок. Отливки. Деформируемые заготовки. Заготовки из проката. Сварные и комбинированные заготовки. Заготовки, получаемые методами порошковой металлургии Задания и вопросы самоконтроля. 1. Виды заготовок. Технические условия на изготовления заготовок. 2. Отливки. Характеристики. 3. Кованные и штампованные заготовки. Характеристики. 4. Заготовки из проката. Сварные и комбинированные заготовки. 5. Заготовки, получаемые методами порошковой металлургии. Тема 4. Методы обработки поверхностей деталей машин. Классификация деталей. Методы обработки наружных цилиндрических поверхностей. Точение. Фрезерование и протягивание. Чистовая и отделочная обработка. Методы обработки внутренних цилиндрических поверхностей (отверстий). Обработка отверстий лезвийным инструментом. Обработка отверстий абразивным инструментом. Характеристика методов упрочнения поверхностей. Поверхностно-пластическое деформирование. 13 Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Классификация деталей. 2. Методы обработки наружных цилиндрических поверхностей. 3. Точение. 4. Фрезерование и протягивание. 5. Чистовая и отделочная обработка. 6. Методы обработки внутренних цилиндрических поверхностей (отверстий). 7. Обработка отверстий лезвийным инструментом. 8. Обработка отверстий абразивным инструментом. 9. Характеристика методов упрочнения поверхностей. 10. Поверхностно-пластическое деформирование. 11. Методы обработки наружной резьбы. 12. Методы обработки внутренней резьбы. Тема 5. Технологические методы сборки. Характеристика методов сборки. Методы подготовки поверхностей для сборки. Виды соединений. Методы соединений. Сварка. Пайка. Склеивание. Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Характеристика методов сборки. 2. Методы подготовки поверхностей. 3. Резьбовые соединения. 4. Шпоночные, шлицевые соединения. 5. Подвижные соединения. 6. Неподвижные соединения. 7. Клёпанные соединения. 8. Пайка. 9. Клеевые соединения. Тема 6. Технологические решения. Технологические решения. Виды технологических решений. Основы принятия технологических решений. Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Исходные данные для проектирования ТП. 2. Основные виды технологических решений. 3. Аналитические технологические решения. 4. Проектные технологические решения. 5. Прогностические технологические решения. 6. Особенности проектных решений. Тема 7. Этапы проектирования технологического процесса. Этапы проектирования технологического процесса механической обработки деталей машин. Функциональные задачи ТП. Определения типа производства. Задания и вопросы для самоконтроля 1. Исходные данные. Этапы проектирования ТП. 2. Функциональные задачи ТП. 3. Типы производства. Массовое производство. 4 Серийное и единичное производство. 5. Методы работы. 6. Анализ конструкции детали. 7. Постановка технологической задачи при проектировании ТП. 14 Тема 8. Обеспечение технологичности конструкции изделия. Определение технологичности изделия (ТКИ). Основные показатели ТКИ: трудоёмкость, металлоёмкость, энергоёмкость. Обеспечение технологичности конструкции детали. Обеспечение технологичности конструкции соединения и сборочной единицы. Технологическая себестоимость изделия. Оценка уровня технологичности конструкции деталей и машин. Дополнительные показатели технологичности изделия. Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Определение технологичности изделия (ТКИ). 2. Основные показатели ТКИ: трудоёмкость, металлоёмкость, энергоёмкость. 3. Оценка уровня технологичности конструкции машин. 4. Привести примеры технологичных и нетехнологичных конструкций деталей машин. 5. Основные показатели технологичности конструкции деталей машин. 6. Основные показатели производственной технологичности машин. 7. Критерии оценки технологичности машин. 8. Дополнительные показатели технологичности изделия 9. Анализ технологичности детали. Тема 9. Выбор метода получения заготовок. 1. Критерий выбора заготовок. 2. Факторы, влияющие на выбор процесса и метода изготовления заготовки. 3. Последовательность выбора заготовок. 4. Выбор заготовок, получаемых литьём. 5. Выбор заготовок, получаемых давлением. 6. Экономические критерии выбора метода получения заготовки. Тема 10. Маршрут обработки отдельных поверхностей. Стадии обработки. 1. Последовательность выбора маршрута обработки. 2. Критерий выбора методов обработки отдельных поверхностей заготовок. 3. Стадии обработки. Тема 11. Базирование. Анализ схем базирования. Выбор схемы установки заготовки. Общие понятия о базировании. Виды установки деталей. Понятия о базах. Классификация баз. Правило шести точек. Правила при выборе баз. Погрешности базирования. Принципы совмещения и постоянства баз. Основные виды базирующих поверхностей, схемы базирования. Условные обозначения. Примеры выполнения схем установок заготовок. Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Принципы выбора баз. Принципы совмещения и постоянства баз. 2. Правила при выборе черновых и чистовых баз. 3. Принципы совмещения и постоянства баз. 4. Основные виды базирующих поверхностей при различных способах обработки: точении, круглом шлифовании, фрезеровании и сверлении. 5. Правило шести точек. Основные виды базирующих поверхностей при различных способах обработки: точении, круглом шлифовании, фрезеровании и сверлении, строгании. 6. Принципы совмещения и постоянства баз. Погрешность базирования. 7. Условные графические обозначения опор и зажимов (базирования деталей). Примеры. 8. Привести примеры выполнения схем установок деталей (заготовок) на токарновинторезном станке в поводковом патроне: а) с неподвижным и вращающими центрами; б) с неподвижным и вращающими центрами с применением неподвижного люнета; 15 в) с неподвижным и вращающими центрами с применением подвижного люнета. 9. Привести примеры выполнения схем установок деталей (заготовок) на токарновинторезном станке в трёхкулачковом патроне с упором в торец и вращающимся центре: а) с механическим устройством зажима; б) с пневматическим устройством зажима; в) с гидравлическим устройством зажима; г) с цанговым устройством зажима. 10. Пример выполнения схем установок деталей (заготовок) на токарно-винторезном станке в трёхкулачковом патроне с упором в торец, вращающимся центром и подвижной опоре: а) с механическим устройством зажима; б) с пневматическим устройством зажима; в) с гидравлическим устройством зажима. 11. Примеры выполнения схем установок деталей (заготовок) на вертикально-фрезерном станке. 12. Пример выполнения схем установок деталей (заготовок) на токарно-винторезном станке в четырёхкулачковом патроне, вращающимся центром и подвижной опоре: а) с механическим устройством зажима; б) с пневматическим устройством зажима; в) с гидравлическим устройством зажима. 91. Пример выполнения схем установок деталей (заготовок) на токарно-винторезном станке в трёхкулачковом патроне, вращающимся центром и неподвижной опоре: а) с механическим устройством зажима; б) с пневматическим устройством зажима; в) с гидравлическим устройством зажима. 92. Пример выполнения схем установок деталей (заготовок) на токарно-винторезном станке: а) на цанговой оправке с упором в торец; б) на цилиндрической гладкой оправке с упором в торец; в) на цилиндрической оправке с упором в торец; г) на цилиндрической резьбовой оправке с упором в торец; д) на цилиндрической шлицевой оправке с упором в торец; е) на конической роликовой оправке с упором в торец. 13. Примеры выполнения схем установок деталей на горизонтально-фрезерном станке в приспособлении с призмами, с упором в торец: а) с пневматическим устройством зажима с плоской рабочей частью; б) с механическим устройством зажима с плоской рабочей частью; в) с электромагнитным устройством зажима с плоской рабочей частью. 14. Пример выполнения схем установок деталей (заготовок) на вертикально-сверлильном станке разного типа заготовок. 15. Критерий выбора количества точек базирования. 16. Скрытые (условные) базы. 17. Базирующая роль направленных зажимов. 18. Искусственные технологические базы. 99. Дополнительные опорные точки и поверхности. Тема 11. Маршрут изготовления детали. Выбор средств СТО. Общий план обработки заготовки. Вопросы, решаемые при выборе маршрута обработки детали. Обработка прецизионных (высокоточных) деталей. Предварительное содержание операций. Предварительный выбор средств СТО. Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Задачи, выполняемые при проектировании маршрута обработки заготовки. 2. Принципы построения маршрута обработки заготовки. 16 3. Особенности проектирования маршрута обработки прецизионных (высокоточных) деталей. 4. Определение предварительного содержания операций. 5. Предварительный выбор средств СТО (оборудование, оснастки, инструмента). Тема 13. Припуски. Методы их определения. Общие понятия о припусках. Промежуточный припуск. Общий средний припуск. Методы определения припусков. Допуски и припуски на отливки и штамповки. Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Понятия припуска. Промежуточный средний припуск. Общий средний припуск. 2. Фактор, влияющие на определение промежуточного припуска на обработку. 3. Опытно-статистический метод определения припусков. 4. Расчётно-аналитический метод определения припусков. 5. Вероятностно-статистический метод определения припусков. 6. Назначение допусков и припусков на отливки и штамповки. Тема 14. Разработка операций обработки заготовок. Задачи на этапе разработке операции. Установление промежуточных операций. Выбор схемы построения операции обработки. Проектирование переходов. Выбор средств технологического оснащения. Установления режимов резания. Необходимые расчёты точности. Проектирование схем наладки станков. Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Задачи, решаемые при проектировании операции. 2. Задачи, решаемые при установлении промежуточных операций. 3. Определение структуры операции. Выбор схемы построения операции. 4. Проектирование переходов. 5. Проектирование схем наладки станка. 6. Выбор средств технологического оснащения. 7. Установление режимов резания. 8. Расчёт точности получения размеров при механической обработке. Тема 15. Технико-экономический анализ проектируемых ТП. Методы расчёта экономичности вариантов ТП. Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Бухгалтерский метод оценки вариантов ТП. 2. Поэлементный метод оценки вариантов ТП. 3. Расчёт экономичности обработки с различной точностью и шероховатостью поверхности. 4. Оценка экономической эффективности варианта по приведённым затратам. Тема 16. Разработка ТП серийного производства. Типизация ТП и групповая обработка. Сущность типизации и классификации. Сущность группового метода обработки заготовок. Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Сущность типизации и классификации. 2. Классификация и типизация обработки отдельных поверхностей. 3. Классификация и типизация обработки сочетаний поверхности 4. Классификация и типизация обработки заготовок. 5. Проектирование технологии групповой обработки. Сущность групповой обработки заготовок. 17 6. Проектирование групповой операции. 7. Групповые поточные линии. 8. Значение групповой обработки и условия её организации. Тема 17. Разработка ТП массового производства. Принципы организации массового производства. Особенности проектирования технологии в массовом производстве. Построение операции при проектировании технологического процесса массового производства. Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Характеристика массового производства. Организация поточного производства. 2. Особенности выбора технологических баз и простановка размеров на чертеже. 3. Построение операции при массовом производстве. 4. Расчленение обработки ТП на стадии. Тема 18. Разработка ТП сборки. Основные положения. Исходные данные. Общие положения разработки технологических процессов сборки. Типовые технологические процессы сборки. Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Значение сборки в процессе изготовления машин. 2. Классификация видов сборки. 3. Организационные формы сборки. 4. Расчёты сборочных размерных цепей. Методы достижения точности замыкающего звена. 5. Методы групповой взаимозаменяемости. 6. Методы пригонки и регулирования. 7. Структура и содержания технологического процесса сборки. 8. Анализ исходных данных для проектирования технологического процесса сборки. 9. Технологичность конструкции изделия при сборке. 10. Установление последовательности и содержание сборочных операций, и составление схемы сборки. 11. Выбор средств СТО. 12. Испытание машин. 13. Сборка и монтаж узлов с подшипниками качения. 14. Сборка узлов с подшипниками скольжения. 15. Сборка узлов с подвижными цилиндрическими соединениями. 16. Сборка зубчатых и червячных передач. 17. Сборка узлов с плоскими направляющими скольжения. 18. Балансировка сборочных единиц. Тема 19. Технология изготовления типовых деталей. Разработка технологических процессов изготовления валов, втулок, корпусных деталей, зубчатых колёс, рычагов. Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Характеристика валов. Технологические задачи при изготовлении валов. Требования технологичности валов. 2. Материалы и заготовки валов. Основные схемы базирования. 3. Методы предварительной обработки валов. 4. Методы чистовой обработки валов. 5. Методы обработки шпоночных пазов и шлицевых поверхностей. 6. Обработка на валах резьбовых поверхностей. 18 7. Типовые маршруты изготовления валов. 8. Характеристика втулок. Материалы и заготовки для втулок. Основные схемы базирования. 9. Методы обработки внутренних цилиндрических поверхностей. 10. Типовые маршруты изготовления втулок. 11. Характеристика корпусных деталей. Технологические задачи, решаемые при изготовлении корпусов. 12. Материал и заготовки для корпусных деталей. Основные схемы базирования при обработке корпусов. 13. Методы обработка плоских поверхностей корпусных деталей. 14. Характеристика зубчатых колёс. Технологические задачи при изготовлении зубчатых колёс. Материалы и заготовки зубчатых колёс. 15. Основные схемы базирования. Основные методы формообразования зубьев зубчатых колёс. Типовые маршруты изготовления зубчатых колёс. 16. Рычаги. Технологические задачи при изготовлении рычагов. Материалы и заготовки для рычагов. Основные схемы базирования. 17. Типовые маршруты изготовления рычагов. Тема 20. Особенности проектирования технологических процессов для станков с ЧПУ. Особенности проектирования ТП тел вращения. Особенности проектирования деталей типа корпусов. Задания и вопросы для самоконтроля. 1. Проектирование обработки валов на станках с ЧПУ. 2. Проектирование обработки корпусных деталей на станках с ЧПУ. 3. Применение многоинструментальной обработки на станках с ЧПУ. 4. Проектирование гибкой автоматизированной технологии. 5. Особенности проектирования ТП обработки заготовок на автоматизированных участках и автоматических линиях. Задачи. Определить условное число однотипных операций Поi, выполняемых на каждом рабочем месте, коэффициент закрепления операций Кз.о. и тип производства при реализации технологических процессов изготовления двух деталей, используя исходные данные (табл. 1). Применяемые формулы: Поi, = , где: η = 0,8 – нормативный коэффициент загрузки рабочего места всеми за ним операциями; FД = 4015 ч. – действительный фонд времени работы оборудования, ч; КВ =1,3 – коэффициент выполнения норм; NГ – программа выпуска, шт; Тш.к. – трудоёмкость выполняемой операции, ч. Кз. о. = , где: Рр.м. – количество операций. 19 Вариант 175А 175Б 175В 175Г 175Д 175Е 175Ж 175З 175И 175К 175Л 175М Номер детали 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 005 3,3 2,1 4,7 5,2 1,2 12,0 15,0 0,9 3,0 1,2 5,0 3,8 7,0 4,0 2,7 7,0 13,5 3,0 9,5 1,8 6,5 0,8 3,6 26,0 010 4,8 5,3 7,8 4,3 0,8 32,3 42,0 1,2 4,5 2,1 6,2 4,3 6,5 7,0 1,8 8,0 6,8 4,5 36,0 6,7 4,3 1,7 5,2 14,0 Тш. к. – на операцию, мин 015 020 4,6 5,9 8,8 7,5 5,4 10,3 12,4 4,8 2,1 2,8 15,6 10,3 11,3 7,4 7,1 3,4 6,3 5,4 0,9 1,8 4,2 7,8 12,0 6,3 8,3 5,4 2,2 3,5 3,9 4,6 9,0 10,0 7,5 14,0 2,9 7,4 14,0 22,0 3,8 12,0 11,2 7,8 1,9 0,6 2,8 8,3 43,0 8,0 Таблица № 1 Nгi, шт 025 6,3 1,8 15,2 1,2 1,9 9,2 5,3 1,2 3,2 8,3 7,8 4,7 6,6 7,5 3,5 1,8 6,1 1,2 1,4 4,2 - 030 7,5 11,2 3,8 0,7 1,7 5,4 2,4 8,5 5,3 3,4 3,2 - 4500 10 000 2500 7500 15 000 1500 1000 10 000 7500 30 000 1500 3800 10 000 50 000 1500 5000 1500 12 000 4000 25 000 1000 40 000 3000 1000 .Определить возможные виды и способы получения заготовок. Обосновать этот выбор. Вариант Деталь Номер чертежа Годовая программа Выпуска, шт. 176А Вал-шестерня ТМ1 1000 176Б 20 000 176В 60 000 176Г Фланец-кулак ТМ2 1000 176Д 10 000 176Е 40 000 176Ж Серьга ТМ3 50 176З 1000 176И 5000 176А1 Крестовина ТМ4 1000 176Б1 5 000 176В1 50 000 176К Шестерня ТМ5 1000 176Л 5000 176М 10 000 176Н Корпус ТМ6 100 176О 2000 176П 10 000 20 Вариант 176Р 176С 176Т 176У 176Ф 176Х 176Ц 176Ч 176Ш 176Щ 176Э 176Ю Деталь Номер чертежа Шестерня ТМ7 Фланец ТМ8 Корпус ТМ9 Крышка ТМ10 Годовая программа Выпуска, шт. 1000 5000 10 000 100 1000 5000 50 1000 5000 50 500 5000 Оптимальный метод получения заготовки выбирается, анализируя ряд факторов: материал заготовки, технические требования на её изготовление, объём и серийность выпуска, форму поверхностей и размеры детали. Максимально приблизить геометрические формы и размеры заготовки к размерам и форме готовой детали – одна из главных задач в заготовительном производстве. Наиболее широко применяются методы изготовления заготовок: 1. литьё; 2. обработка металлов давлением; 3. сварка; 4. комбинированные методы. Каждый метод содержит большое число способов получения заготовки. Вид заготовок и способ их изготовления для конкретной детали определяются такими показателями, как 1. материал; 2. конструктивная форма; 3. серийность производства; 4. масса заготовки. 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Расчёт припусков. Припуск – слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали. Припуск назначается по справочнику и расчётно-аналитическим способом. При расчётном способе определяется минимальная величина припуска, достаточной для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и для компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе. Минимальный припуск: а) при обработке наружных и внутренних поверхностей (двухсторонний припуск): 2Zmin = 2[(RZ + h)i-1 + ]; б) при обработке поверхностей вращения в центрах: 2Zmin = 2(RZ + h + ρ)i-1; в) при последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск): Zmin = (RZ + h)i-1 +ρi-1 + εi; г) при параллельной обработке противолежащих поверхностей (двусторонний припуск): 2[(RZ + h)i-1 + ρi-1 + εi]; где: RZi-1 – шероховатость поверхности после выполнения предыдущего перехода; hi-1 – глубина дефектного слоя после выполнения предыдущего перехода; ρi-1 – суммарное отклонение погрешностей после выполнения предыдущего перехода; εi – погрешность установки заготовки при выполнении перехода. Задания для выполнения задачи. Диск с центральным отверстием изготавливается из углеродистой стали. Заготовка – поковка класса точности Т4 по ГОСТ 7505 – 89. Поверхности отверстия могут обрабатываться за два или один установ. При обработке за два установа последовательность следующая: 1. черновое растачивание отверстия с базированием по наружной необработанной поверхности D1 в патроне; 2. черновое обтачивание наружной поверхности D1 с базированием по обработанному отверстию D2 на оправку; 3. окончательная обработка отверстия с базированием по поверхности D1. Во втором случае окончательная обработка отверстия производится с базированием по необработанной наружной поверхности D1 в патроне. Необходимо рассчитать припуск на поверхность D2 и определить, какой из вариантов обработки наиболее эффективен (по экономию материала). Данные к задаче приведены в таблице 2. Таблица 2. 32 Вариант 177А 177Б 177В 177Г 177Д 177Е 177Ж 177З 177И 177К 177Л 177М D1 Размеры диска, мм D2 L 180 150 220 100 350 190 280 220 260 190 290 220 80Н8 60Н8 100Н8 40Н7 150Н8 100Н8 200Н7 200Н8 180Н7 140Н8 170Н7 140Н8 32 20 25 15 25 20 25 30 35 25 20 40 Шероховатость Масса Поверхности Заготовки D2 Rа, мкм G, кг 2,5 5,1 1,25 2,1 2,5 5,8 1,25 0,77 2,5 6,1 2,5 3,1 1,25 5,7 2,5 1,5 1,25 7,4 2,5 2,4 1,25 6,6 2,5 3,7 178. Чугунная втулка изготавливается литьём. Отливка 10-го класса точности размеров по ГОСТ 26645 – 85. Черновую и получистовую обработку поверхности D2 производится на токарном станке. Чистовая обработка производится шлифованием. Как изменится величина припуска пр наличии или отсутствии перед этой операции закалка и насколько. Данные к задаче приведены в таблице 3. Таблица 3. Вариант 178А 178Б 178В 178Г 178Д 178Е 178Ж 178З 178И 178К 178Л 178М D1 115 110 200 120 120 160 200 180 190 180 120 150 Размеры втулок, мм D2 D3 40Н7 70 30Н8 60 70Н7 90 80Н8 100 50Н7 80 60Н8 120 90Н7 140 100Н8 130 110Н7 140 95Н8 120 50Н7 80 80Н8 110 33 L 30 60 110 40 70 40 60 80 50 45 70 60 I 15 40 60 20 40 20 40 55 35 25 40 35 Оценка качества выполнения контрольных заданий: Процент правильно выполненных заданий 100 – 80 % 80 – 60 % 60 – 50 % Менее 50 % Оценка по 4-х балльной системе отлично хорошо удовлетворительно неудовлетворительно 34 Перечень типовых вопросов для итогового контроля 5 курс 1. Исходные данные и этапы разработки технологических процессов. 2. Соответствие технических требований и норм точности служебному назначению машины. 3. Служебное назначение и конструкции станины. 4. Технические требования к станинам. 5. Заготовки станин. 6. Способы базирования станин. 7. Методы обработки станин и оборудование. 8. Контроль станин. 9. Служебное назначение и конструктивные виды корпусных деталей. 10. Технические требования к корпусным деталям. 11. Выбор технологических баз и последовательности обработки корпусных деталей. 12. Методы обработки основных отверстий в корпусных деталях . 13. Контроль корпусных деталей. 14. Средства автоматизации изготовления корпусных деталей. 15. Служебное назначение валов и технические требования, предъявляемые к ним. 16. Материалы и заготовки для ступенчатых валов. 17. Методы обработки ступенчатых валов в серийном производстве. 18. Методы обработки ступенчатых валов в массовом производстве. 19. Служебное назначение и технические требования к коленчатым валам. 20. Материалы и методы получения заготовок коленчатых валов. 21. Способы базирования и последовательность обработки коленчатых валов. 22. Служебное назначение и технические требования к шпинделям. 23. Материалы и методы получения заготовок шпинделей. 24. Способы базирования и последовательность обработки шпинделей. 25. Термическая обработка шпинделей. 26. Отделочные операции обработки шпинделя. 27. Балансировка шпинделей. 28. Контроль шпинделей. 29. Служебное назначение и типовые конструкции зубчатых колес. 30. Технические требования к зубчатым колесам. 31. Материалы и заготовки зубчатых колес. 32. Маршрут обработки цилиндрических зубчатых колес. 33. Методы нарезания зубчатых венцов. 34. Контроль зубчатых колес. 35. Служебное назначение и технические требования к деталям червячных передач. 36. Методы нарезания червячных колес и червяков. 37. Маршрут обработки червячных колес. 38. Маршрут обработки червяков. 39. Контроль червячных пар. 40. Средства автоматизации обработки деталей зубчатых и червячных передач. 41. Служебное назначение и технические требования к фланцам. Заготовки фланцев. 42. Маршрут обработки фланца. 43. Служебное назначение рычагов и технические требования к ним. 44. Материалы и заготовки рычагов. 45. Маршрут обработки рычагов. 46. Контроль рычагов. 35 Перечень типовых вопросов для итогового контроля 6 курс 1. Формы и основные правила организации группового производства. 2. Понятие группового метода обработки. 3. Методы группирования деталей. 4. Понятие группового технологического маршрута. 5. Выбор комплексной детали. 6. Построение групповой технологической операции. 7. Использование револьверных станков при групповой обработке. 8. Классификация и группирование деталей для обработки на револьверных станках. 9. Инструментальные материалы и требования к ним. 10. Технологические свойства быстрорежущих сталей. 11. Виды заготовок для изготовления инструмента. 12. Методы пластического формообразования заготовок. 13. Методы обработки поверхностей вращения инструмента. 14. Обработка стружечных канавок на инструменте. 15. Затылование инструмента. 16. Формообразование резьбы на резьбонарезном инструменте. 17. Шлифование резьбы на резьбонарезном инструменте. 18. Характеристики поверхностного слоя при шлифовании инструмента. 19. Шлифуемость инструментальных материалов. 20. Способы повышения эффективности процесса шлифования инструмента. 21. Выбор шлифовального круга для шлифования инструмента из быстрорежущей стали. 22. Выбор шлифовального круга для шлифования инструментов из твердых сплавов. 23. Круглое наружное шлифование инструмента. 24. Безцентровое шлифование сверл и метчиков. 25. Шлифование отверстий и торцов насадного инструмента. 26. Профильное шлифование фасонного инструмента. 27. Методы шлифования стружечных канавок. 28. Понятие заточки инструмента. 29. Заточка резцов. 30. Заточка сверл. 31. Заточка зенкеров и разверток. 32. Заточка фрез. 33. Заточка резьбонарезного инструмента. 34. Повышение износостойкости инструмента при помощи покрытий. 35. Использование ХТО для повышения износостойкости инструмента. 36. Технология изготовления державки резца с неперетачиваемыми пластинами. 37. Типовой маршрут изготовления цельного зенкера. 38. Типовой маршрут изготовления дисковой фрезы. 39. Типовой маршрут изготовления метчика. 40. Типовой маршрут изготовления шлицевой протяжки. 36 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) ФИЛИАЛ В г. АРСЕНЬЕВЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ по дисциплине «Технология машиностроения» 151001.65 Технология машиностроения г. Арсеньев 2012 37 Предисловие В результате изучения дисциплины «Технология машиностроения» студенты должны получить представление об основах проектирования технологических процессов, технологии изготовления деталей машин и сборки машин, а также освоить методы проектирования технологических процессов изготовления деталей машин с наименьшими затратами и высокой производительностью труда в соответствии с требованиями качества. В соответствии с программой дисциплины необходимо, используя учебную литературу, изучить основы дисциплины и провести самоконтроль по представленным вопросам. После этого выполняется контрольная работа. При выполнении контрольной работы можно использовать предложенную литературу, указанную в методических рекомендациях, а также другую литературу. Рекомендации по выполнению контрольной работы. Выбор задания контрольной работы. Вариант контрольной работы определяется по двум последним цифрам номер зачётной книжки студента по таблице. На пересечении строки, соответствующей предпоследней цифре номера зачётной книжки, и столбца, соответствующего последней цифре номера зачётной книжки, указаны четыре числа, которые являются порядковыми номерами контрольных вопросов в их перечне. Контрольная работа включает в себя подробный ответ на четыре вопроса, в том числе решение задачи. Перечень контрольных вопросов представлен в программе курса после каждой темы и имеет сквозную нумерацию. Для решения задачи в приложении приведены справочные таблицы и паспортные данные некоторых типов станков, а также общие сведения о технико-экономической эффективности обработки. Оформление контрольной работы. Контрольная работа оформляется на листах формата А4. Текстовый материал оформляется в печатном или разборчивом рукописном виде. Схемы, рисунки, таблицы должны иметь сквозную нумерацию. В тексте должны быть ссылки на используемую литературу. Требования при написании ответов на контрольные вопросы: все ответы должны иллюстрироваться конкретными примерами; вопросы желательно рассматривать с точки зрения экономистов. На второй странице контрольной работы указывается оглавление, на предпоследней – перечень использованных литературных источников. Предпоследняя цифра в зачётной книжке 0 1 0 3 71 121 175А 13 85 153 175Л Выбор вариантов заданий контрольной работы Номера контрольных заданий Последняя цифра зачётной книжки 1 2 3 4 5 6 7 4 5 6 7 8 9 10 72 73 77 78 79 80 81 135 153 160 161 167 97 98 175Б 175В 175Г 175Д 175Е 175Ж 175З 14 15 16 17 18 19 20 86 55 88 89 90 91 44 167 87 95 135 121 114 92 175М 176Ф 176О 175А 177Б 177В 175Г 38 8 11 82 99 175И 21 93 109 178Д 9 12 84 135 175К 22 94 108 175Е 2 3 4 5 6 7 8 9 23 24 95 96 121 135 176Ж 176З 33 34 91 92 105 106 176В 176Г 37Б 37В 115 116 161 167 176Т 176У 13 40А 86 77 125 126 177А 177Б 41Е 42А 90 91 135 136 177Л 177М 24 34 135 121 156 158 178И 178К 51 52 36А 36Б 121 135 177И 177К 61 62 86 88 135 153 175Б 175В 25 26 27 28 29 30 31 32 97 98 99 100 88 87 89 90 153 161 162 167 101 102 103 104 176И 176К 176Л 176М 176Н 176О 176А 176Б 35А 35Б 35В 36А 36Б 36В 36Г 37А 93 62 65 69 111 112 113 114 107 108 109 110 121 135 153 160 176Д 176Е 17А1 176Б1 176В1 176П 176Р 176С 35А 38 39А 39Б 29 39А 39Б 39В 95 96 98 99 43А 110 113 124 117 118 120 120 121 122 123 167 176Х 176Ц 176Ч 176Ш 176Щ 176Э 176Ю 175Г 40Б 40В 3 41А 41Б 41В 41Г 41Г 97 109 87 86 87 88 118 114 127 128 129 121 135 132 133 135 177В 177Г 177Д 177Е 177Ж 177З 177И 177К 42Б 42В 55 27 18 58 15 22 92 93 94 95 86 87 88 42А 137 144 145 146 147 148 151 153 178А 178Б 178В 178Г 178Д 178Е 178Ж 178З 65 44 45 46 47 48 49 50 50 42Г 42Д 60 86 42Б 135 153 159 160 161 164 166 167 168 170 178Л 178М 177В 177Г 177Д 177Е 177Ж 177З 53 54 55 56 57 58 59 50 36В 36Г 86 109 66 69 72 94 153 160 161 167 86 167 93 121 177Л 177М 176Н 176О 176П 176Р 176С 175А 63 64 65 66 67 68 69 70 42А 42Б 42Б 48 87 86 51 53 160 161 167 121 109 135 108 86 175Г 175Д 175Е 175Ж 175З 175И 175К 175Л Методические указания к выполнению курсового проекта Введение Методические указания могут быть использованы для выполнения курсовых проектов, курсовых и контрольных работ студентами всех специальностей, изучающих дисциплину «Технология машиностроения» Технология машиностроения – это комплексная инженерно-научная дисциплина об изготовлении машин требуемого качества в установленном производственной программой количестве, в заданные сроки с наименьшими затратами живого и овеществлённого труда, при этом широко использующая разработки многих учебных дисциплин, и является теоретической основой для 39 решения технологических задач с применением прогрессивных методов обработки поверхностей деталей машин, основных принципов проектирования технологических процессов изготовления деталей машин в соответствии с технико-экономическими показателями. Цель курса – дать будущим специалистам навыки в проектировании технологических процессов изготовления деталей машин. 1. Общие положения. Цель курсового проектирования - закрепления теоретических знаний, полученных при изучении дисциплины, практических навыков решения технологических задач при проектировании технологических процессов. Проектирование технологического процесса – сложная комплексная задача, решение которой должно надёжно обеспечивать выполнение, заданных чертежом и техническими условиями, требований на изготовления детали с наименьшими для данного производства затратами при высокой производительности труда. Процесс проектирования можно рассматривать как процесс поиска условий обеспечение получения всех заданных характеристик. При этом технологическое проектирование можно разделить на три группы задач, связанных с обеспечением: формы, размеров и шероховатости отдельных поверхностей; заданного взаимного расположения поверхностей; высокие экономические показатели процесса обработки. Эти задачи взаимосвязаны между собой и области их решения пересекаются. Первая группа требований зависит в основном от выбранных методов и числа ступеней обработки поверхностей, применяемого режущего инструмента, геометрической точности технологического оборудования, вида наладки, режимов резания. Вторая группа обеспечивается точностью позиционирования станка и приспособления, точностью базирования и закрепления детали, а также степенью наращивания точности взаимного расположения поверхностей в процессе обработки. Третья группа – это минимизация затрат ручного и овеществлённого труда для заданного объёма производства и условий труда, При этом должно обеспечиваться наиболее полное использование оборудования, приспособлений и других средств оснащения. 2. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ЭТАПОВ РАБОТЫ И ИХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ. 1.1 Формирование задания на проектирование. В задании указать: 1. Цель разработки технологического процесса (ТП): - совершенствование технологии действующего ТП (повышение надёжности, экономическая эффективность др.); - разработка новых ТП для действующего производства; - разработка ТП для вновь создаваемого производства и др. 2. Программа выпуска деталей. 3. Продолжительность выпуска. 4. Количество деталей, подлежащих выпуску по неизменным чертежам. 5. Календарный план выпуска деталей. 6. Сроки выпуска головного изделия, опытной партии, серийное производство, время технической подготовки производства. 7. Условия реализации ТП. 40 1.2. Характеристика условий реализации ТП: 1. Полная информация о заготовительном производстве: виды, освоенные ТП, перспектива развития заготовительного производства. 2. Информация о службе технологической подготовки производства. 3. Информация и вспомогательных цехах и участках: инструментальном производстве, производства технологической оснастки. 4. Информация об основном производстве: - номенклатура изделий и действующие ТП; - наличие в производстве аналогичных изделий; - работа по типовым и групповым ТП; - наличие оборудования; - инструментальное обеспечение; - применяемая технологическая оснастка; - средства и организация контроля; - квалификация рабочего персонала; - перспективы развития производства. 1.3. Анализ и предпроектная подготовка чертежа детали. 1. Определить основные и вспомогательные конструкторские базы детали. Выявить наличие скрытых баз и элементы детали их материализующие. 2. Пронумеровать обрабатываемые поверхности. 3. Определить положение поверхностей относительно осей координат. 4. Построить графы размерных связей, провести их анализ и, в случае необходимости корректировку. 5. Определить необрабатываемые поверхности, являющиеся исходными базами. 6. Сформулировать группы поверхностей, одинаковых по конструкторским и технологическим характеристикам (для формирования идентичных планов обработки). 7. Предварительно оценить доступность поверхностей детали для обработки с разных координатных направлений. 8. Сформулировать комплексы поверхностей, для которых совместная обработка необходима или возможна. 9. Обозначить комплексы совместно обрабатываемых поверхностей и 10. Выявить необходимость назначения внестаночных и специальных операций, не связанных с формообразованием детали. 1.4. Технические предложения на проектирование ТП (формирование общих характеристик проектируемого ТП). 1. 2. 3. 4. 5. Включение нового ТП в состав имеющихся типовых (групповых ТП или проектирования единичного ТП). Организация вида производства (поточного, предметно-замкнутого или специального). Предложения по заготовке: определить вид и метод получения заготовки; назначить припуски, напуски на поверхности детали; назначить технические требования на изготовления заготовки; Определить внестаночные операции. Предложить способы обеспечения точности размеров, форм, взаимного расположения поверхностей. 41 Определить необходимость отделочных операций. Предложения по использованию оборудования. Предложения по применению специального инструмента и оснастки. Предложения по применению выверочного и (или) установочного базирования, Предложения по способу получения размеров (автоматически и (или) индивидуально). Предложения по контролю точности размеров, формы, шероховатости, взаимного расположения поверхностей, специальных требований к детали. 12. Предложения по уровню концентрации и дифференциации переходов в операциях. 13. Предложения по уровню автоматизации ТП и его элементов. 14. Предложения по применению прогрессивных, экологически чистых, малоотходных методов обработки. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 1.5. Формирования объема обработки детали. Для групп поверхностей, одинаковых по конструкторским и технологическим характеристикам, и для отдельных поверхностей назначить виды обработки, сформулировать варианты планов обработки и произвести предварительный выбор станков для реализации возможных видов обработки. Оценить доступность поверхностей детали для обработки с разных координатных направлений. 1.6. Распределения объёма обработки по стадиям. - Выделить стадии обработки детали. - Распределить объём обработки детали по стадиям. - Определить объём обработки для каждой стадии. - Сформировать требования к форме, размерам, взаимному расположению 1.7. Распределение объёма обработки в пределах каждой стадии. Для каждой стадии: распределить объём обработки по координатным направлениям; в пределах каждого координатного направления распределить обработку поверхностей по станкам; - на основе полученной информации создать варианты комплектов станочных однокоординатных групп (СТОК-групп) и выбрать рациональный (оптимальный) вариант; - для каждой СТОК-группы определить требуемую ориентацию детали при установке на станке для обработки (количество необходимых связей); выбрать варианты базирования для СТОК-групп и последовательность их обработки; - произвести расчёт межпереходных размеров для 2-3-х поверхностей. - - 1.8. Проектирование операций (в пределах каждой стадии). 1. Сформулировать необходимое количество установов. Для каждого установа указать схему базирования, обрабатываемые поверхности, выдерживаемые размеры, построить технологические размерные цепи и при необходимости произвести их расчёт. 2. Оценить возможность и целесообразность замены установов позициями. 3. Построить граф-схемы вариантов распределения установов и позиций по операциям и выбрать наиболее целесообразные варианты содержания операций. 42 4. Спроектировать структуру операций: последовательность выполнения переходов, параллельное их выполнение, создание многоместных операций, операций с непрерывным циклом обработки и т. д. 5. Произвести расчёт ожидаемой точности размеров и формы поверхности для одной из проектируемых операций. Возможен расчёт точности взаиморасположения поверхностей. 1.9. Подготовка задания на проектирование установочно-зажимного приспособления. При подготовке задания для одной операции указать: - наименование и модель станка; - номер операции; - схему базирования; - обрабатываемые поверхности и выдерживаемые размеры; - направление и максимальное значение сил резания; - места приложения усилий закрепления; - стороны доступные для обработки. 1.10. Разработка схемы контроля взаимного расположения поверхностей - разработать схему контроля; рассчитать погрешность измерения; разработать инструкцию пользователя. 2. Пояснительная записка. В пояснительной записке отражается сущность выполняемой работы, даются обоснования принятым решениям, содержаться необходимые расчёты и пояснения. Общими требованиями к пояснительной записке являются: - чёткость построения и рубрикации; - логическая последовательность изложения материала; - убедительность аргументации; - краткость и чёткость формулировок, исключающих возможность субъективного толкования; - доказательность выводов и обоснованность рекомендаций. При изложении материала - не рекомендуется использовать и приводить доказательства общеизвестных технологических и конструкторских положений; - необходимо избегать дублирования в изложении проектного материала; - расчёты оформлять в удобную компактную форму, обязательно сопровождать анализом результатов и формулировками принятых на этой основе решений. Записка оформляется в соответствии с общими требованиями к текстовым документам. Текст записки делится на разделы и подразделы. Каждый раздел рекомендуется начинать с нового листа. Нумерация страниц записки сквозная. Первая страница – титульный лист, номер которого не указывается. На последующих страницах номер проставляется в правом углу. Разделы нумеруются арабскими цифрами. Подразделы – арабскими цифрами в пределах разделов. Введение и заключение не нумеруется. 43 Текст должен быть написан или напечатан. Не допускаются значительные исправления в тексте. Терминология должна быть единой и соответствовать стандартам, а при их отсутствии – общепринятым в научно-технической литературе требованиям. Сокращения слов в тексте и надписях, определяющих содержание рисунка, не допускается. Исключение составляют сокращения, разрешённые стандартом. Каждый рисунок нумеруется и сопровождается подрисуночной надписью, расположенной снизу. Название разделов в оглавлении должны отражать характер выполняемых работ на всех этапах КП. 3. Содержание графической части. На одном-двух листах формата А1 в графическом и табличном виде представляются результаты проектирования технологии. В частности: 1. Эскиз детали с указанием номеров обрабатываемых поверхностей и исходных черновых баз. 2. Информация: - о стадиях обработки заготовки; - о требованиях к межстадийному состоянию заготовки; - о планах обработки поверхности детали; - о доступности поверхностей для обработки с разных координатных направлений; - об установах и последовательности их выполнения (с указанием схемы базирования и выдерживаемых размеров); - о решении технологических размерных цепей; - о формировании операций (с указанием количества установов и позиций). На третьем- четвёртом листе изображаются операционные эскизы. На пятом листе – технологическая оснастка. 4. Анализ и предпроектная подготовка чертежа детали. 4.1. Представление системы конструкторских размерных связей. Проектирование единичных технологических процессов практически во всех проектных решениях базируется на результатах анализа структуры размерных связей и технических требований, которые задаются на основе служебного назначения всей детали и её отдельных поверхностей. Система пространственных размерных связей детали должна служить основой для определения последовательности смены ориентации детали в процессе обработки. Согласно классификации, содержащейся в ГОСТе 21495-76, поверхности детали по служебному назначению делятся на четыре вида: исполнительные поверхности – ИП, основные конструкторские базы – ОКБ, вспомогательные конструкторские базы – ВКБ, свободные поверхности – СП. Следует отметить, что на некоторых деталях выделить в явном виде ИП невозможно – они как бы перерождаются в ВКБ. Свободные поверхности, придающие детали конструктивные нормы, делятся на обрабатываемые и необрабатываемые. Такая классификация позволяет сформулировать предложения по систематизации и упорядочению постановки связей между поверхностями детали. 44 Положение детали в изделии определяется комплектом ОКБ. Эти базы должны обеспечивать для неподвижной детали лишение её шести степеней свободы. Подвижные детали, в зависимости от степени подвижности, требуют связей меньше, чем шесть. Таким образом, ОКБ является исходной позицией для системы связей между поверхностями. Положение деталей, присоединённых к данной, определяется положением ВКБ. Поэтому ВКБ должны, непосредственно, связаны с ОКБ. Точно также с ОКБ должны быть связаны ИП. На любой детали имеется один комплект ОКБ и может быть несколько комплектов ВКБ Обрабатываемые свободные поверхности должны координироваться относительно, соответствующих ОКБ и ВКБ в зависимости от их роли и назначения. Особую группу составляют обрабатываемые СП. Положение обрабатываемых поверхностей относительно необрабатываемых СП в процессе изготовления деталей может быть обеспечено только при условии использования необрабатываемых СП в качестве исходных технологических баз. Следовательно, необрабатываемые СП должны быть связаны с ОКБ (или ВКБ в том случае, когда ВКБ являются развитыми – соизмеримыми с габаритными размерами детали). Приведённая характеристика поверхностей позволяет сделать вывод о возможности представления на чертеже ориентированных связей – размерных линий с одной стрелкой, направленной в необходимом направлении (от ИП к ОКБ, от ОКБ к ВКБ, от ОКБ к СП и пр.) И если даже в конце граф размерных связей окажется смешанным, некоторые «элементы упорядочности» приведут к однозначности при принятии проектных решений. Конструкторский и технологический аспекты оценки одной детали зачастую представляются различными. Деталь, выполняющая свои функции в изделии благодаря определённым формам, взаимному расположению поверхностей и другим свойствам, попадая в технологическую среду, в среду производства оценивается с совершенно иных позиций, «функционируют» по другим законам, и только на последних этапах изготовления приобретают свойства, точно соответствующие требованиям конструкции. Конструкторское представление детали является целью и итогом процесса изготовления и лишь в общих чертах предопределяет его особенности. Поэтому не должно существовать прямой зависимости между «конструкторским» образом будущей детали и конкретным технологическими решениями. В большей степени это касается представления системы размерных связей детали. Отсутствие твёрдых правил простановки размеров на чертежах приводит к необоснованному появлению вариантов. Если чертеж детали представить двумя чертежами с различными системами размерных связей. Выходит, что такая деталь в зависимости от имеющегося чертежа, согласно правилу единства конструкторских и технологических баз, будет обрабатываться по различным технологическим процессам. Заданные на чертеже размерные связи могут быть представлены шестью графами (три «линейных» и три «угловых» относительно трёх координатных осей). Язык графического изображения изделий во многом является условным. Некоторые размерные связи не задаются, подразумеваются. Примерами таких связей может быть перпендикулярность, соосность, параллельность и др. На рис. 1 изображена одна проекция детали. Специальных требований к точности относительного углового расположения поверхностей не задано. При этом допустимая непараллельность подразумевается в пределах допуска на размер между поверхностями. Заданные размерные связи представлены в виде графов в направлениях Xl, Yα, Zl,. Видно, что графы для направлений Xl, Zl оказались связанными, а для направления Zl – не связанными, то есть не определено относительное положение вокруг оси Y двух групп параллельных между собой поверхностей. Этот случай является характерным при изображении различных деталей на чертежах. При отсутствии специальных требований перпендикулярность, как правило, не задаётся, поэтому без дополнительных условий невозможно обоснованно связать между собой группы поверхностей. 45 Рис. 1. Проекция детали и графы заданных размерных цепей. При формировании системы размерных связей все подразумевающиеся связи должны быть вскрыты и представлены в явном виде. Полнота, достаточность размерных связей, содержащихся на чертеже, определяет возможность принятия проектных решений, их правильность и надёжность. Условием достаточности является связность каждого из шести графов, отображающих заданные размерные связи. Перед началом проектирования технологического процесса следует выполнить проверку связанности всех шести графов и, при необходимости, добавить недостающие связи. Наличие циклов в графе размерных связей свидетельствует о существовании замкнутых размерных цепей и неоднозначности связей между поверхностями. Избыточность связей, также как и недостаточность, приводит к неоднозначности восприятия образа детали, затрудняющей применение формальных методов проектирования технологических процессов. Наиболее часто встречающиеся характерные случаи неоднозначности оценки размерных связей и пути их устранения. Одним из наиболее распространённых случаев неопределённости является допускаемая ЕСКД простановка размеров относительно воображаемых осей детали и проекцией плоскостей симметрии. Проблемы особенно рельефно проявляются на деталях, симметричных относительно оси (группа, так называемых «точеных» деталей). На первый взгляд, такая простановка размеров вполне правомерна и означает, что поверхности имеют одну общую ось. И хотя на чертеже указывается степень несовпадения осей обрабатываемых поверхностей, как правило, остаётся неясным какова точность связей необрабатываемых поверхностей между собой и с обрабатываемыми. Однозначный ответ может быть получен только в результате анализа функционального назначения каждой поверхности и выявление доминирующих требований к работе (например, равностенность из условий прочности или равномерности зазоров, эстетического внешнего вида изделия и т. д.). В ряде случаев для устранения неопределённости целесообразно поверхности, характеризующих общностью признаков, объединить в комплексы. Комплексы могут образовывать платики и приливы, расположенные на одном уровне, соосные отверстия, системы крепёжных поверхностей и т. д. Следует иметь ввиду, что объёдинение поверхностей в комплексы приводят зачастую к необходимости ограничения дополнительных степеней свободы. В ряде случаев для устранения неопределённости целесообразно поверхности, характеризующиеся общностью признаков, объединить в комплексы. Комплексы могут образовывать платики и приливы, расположенные на одном уровне, соосные отверстия, системы крепёжных поверхностей и т. д. Следует иметь ввиду, что объединение поверхностей в комплексы приводит зачастую к необходимости ограничения дополнительных степеней свободы. Особое внимание следует уделять выявлению элементов, характеризующих угловую связь поверхностей с системой координат и между собой. Если линейные размеры на чертежах, как правило, представляются связными графами с заданными допусками, то 46 допуски на относительные повороты в большинстве случаях непосредственно не задаются. Это приводит к нарушению связности графов и неопределённости относительной ориентации поверхностей. Во избежание этого, в первую очередь, необходимо отразить все явно заданные на чертеже связи (несоосность, неперпендикулярности, непараллельности и др.) Оставшиеся неуказанные требования следует ограничить полем допуска размера в соответствии с ГОСТ 10356-63 или СТ СЭВ 301-76. 4.2. Исходная информация подразделяется на базовую, руководящую и справочную. Для новых заводов или производств базовыми данными являются: рабочий чертёж с указанием материала, конструктивных форм и размеров детали; технические условия и требования на изготовления детали, определяющие точность и качество обрабатываемых поверхностей; особые требования, например, термообработку, химико-термическую обработку или покрытие отдельных поверхностей детали, структуру материала отдельных поверхностей, необходимость балансировки; объём выпуска изделий, входящих в изделие деталей и запасных частей; планируемый интервал времени выпуска изделий и запасных частей. При выпуске изделий на действующем или реконструируемом предприятии дополнительно необходимы сведения о наличии оборудования, средств СТО, производственных площадей и других местных условий, необходимых для проектирования. При этом возможности могут быть ограничены существующими на предприятии возможностями. Справочная информация – это нормативные материалы, каталоги и паспорта на оборудование, альбомы на средства технологического оснащения и специальный инструмент, ГОСТы и нормали на режущий и мерительный инструмент, нормативы точности и шероховатости, расчёты припусков и режимов резания, тарифно-квалификационные справочники и другие материалы. Руководящая информация – это информация о перспективах развития производства в отрасли и на предприятии, стандарты на ТП и их документация. Технологическое проектирование сложная, трудоёмкая и многовариантная задача, имеющая разветвлённые и разнообразные связи элементов технологических объектов, а также недостаточность начальной информации. Поэтому принятие технологического решения имеет свои особенности: процесс проектирования технологических объектов делится на стадии и уровни, т. е. решение задачи состоит из отдельных подзадач; выполнение ТП проводится в несколько этапов; каждый этап подразделяется на некоторое количество операций; операции представляются совокупностью технологических и вспомогательных переходов. Между этапами существует связь, которая предполагает неоконченность решений. Этот принцип предполагает получать не одно, а несколько положительных решений близких к оптимальному, что предполагает решить задачу оптимизации содержания ТП и также использовать принцип преемственности технологических решений. В процессе изготовления деталей постепенно от перехода к переходу, от операции к операции наращивается точность формы, размеров, взаимного расположения поверхностей, повышается качество поверхностного слоя. Наращивание точности по поверхностям детали осуществляется по возможности равномерно, чтобы избежать «точностного перекоса» - такого состояния детали, когда разница в точности обработки отдельных поверхностей весьма существенна. В процессе проектирования ТП также решается задача о назначении «уровней точности», о тех границах точности, до которых могут обрабатываться поверхности без остановки для «перехода» на обработку других поверхностей. Деление процесса на стадии осуществляется и с целью объединения операций, характеризующихся единством технологических признаков: точностью применяемого оборудования, режимов обработки, 47 применяемым инструментом, способом и точностью размерных наладок и др. Это деление образуют черновую, получистовую, чистовую, отделочную стадию. На выделение стадий оказывают влияние конструктивные особенности детали: её жесткость, требования к величине остаточных напряжений, удобство базирования и закрепления детали без повреждения обработанных поверхностей, высокие требования к точности отдельных поверхностей и др. Ввиду сложности задачи решения при проектировании технологического процесса, её решение разделяют на этапы. 2. Этапы проектирования технологических процессов изготовления деталей машин. 2.1. Общий раздел. 2.1. Цель разработки технологического процесса (ТП), т.е. формирование приоритетного перечня требований – это: - повышение надёжности проектируемого технологического процесса, т.е. способность обеспечить получение продукции в полном соответствии с требованиями технической документации в течении заданного времени с установленной производительностью; - улучшение качества изготавливаемой продукции; - механизация и автоматизация при изготовлении продукции; - снижение материалоёмкости изготавливаемого изделия; - снижение себестоимости изготовления продукции. 2.2. Исходные данные для проектирования: - рабочий чертёж детали со всеми необходимыми данными; - технические требования к изготавливаемому изделию; - объём выпуска деталей с учётом запасных частей; - планируемый интервал выпуска изделия и запасных частей; - необходимые сведения об оборудовании, средствах технологического оснащения, производственных площадях. 2.3. Анализ конструкции детали и её служебное назначение следует начинать с: - тщательного изучения рабочего чертежа детали; - условий работы детали в изделии или сборочной единице; - технических требований к детали. Анализ рабочего чертежа предполагает их рассмотрения со следующих позиций: - обоснованность назначения технических требований; - возможность достижения заданных точности и качества имеющимися технологическими методами; - возможность контроля назначенных чертежом требований. - выясняется причины возможных причин отказа детали при эксплуатации; - выясняются технологические задачи изготовления данной детали; - характеризуется её общая конструкция, определяется форма всех её элементов и поверхностей, наличие специальных поверхностей: шпоночных пазов, шлицов, зубьев, резьб, канавок и других элементов конструкций (Приложение 2); - устанавливается функциональное значение поверхностей и связь между ними; - определить размерные связи между поверхностями; - производится предварительная оценка поверхностей для применения их в качестве основных и вспомогательных баз. Результатом анализа чертежа детали является формирования технологических задач по точности обработки, определяющих структуру технологического процесса, применяемое оборудование, оснастку, квалификацию исполнителей и 48 т.д. Пример анализа исходных данных и постановка задачи для технологического проектирования корпус червячного редуктора (рис. 2.1) в условиях серийного производства. При анализе чертежа наносится технологическая цифровая нумерация обрабатываемых поверхностей. Одинаковым поверхностям (например, крепёжные отверстия) присваивается один номер с добавкой буквы к (комплекс). После выбора необрабатываемых поверхностей или исходных поверхностей для установки заготовки на первых операциях они обозначаются буквами. Особое внимание обращается на требования точности взаимного расположения поверхностей: - отклонение от перпендикулярности проекций осей 1 – 1 и 2 – 2 – 0,05/100; - отклонение от соосности отверстий диаметром 62Н7 и 180Н7 относительно оси 1 – 1 не более 0,02 мм; - отклонение от соосности двух отверстий диаметром 62Н7 относительно оси 2 – 2 не более 0,03 мм; - отклонение от перпендикулярности торцев к осям 1 – 1 и 2 – 2 – 0,05/100; - точность относительного положения основных обрабатываемых поверхностей – 58 ± 0,1; 100 ± , а межосевое расстояние 105,25+0,06; - связи обрабатываемых поверхностей с необрабатываемыми заданы размером 17JS12 и номинальной соосности бобышек диаметром 92 и 96 соответственно относительно осей 1 – 1 и 2 – 2. 2.4. Характеристика используемого материала. Задача при анализе материала определить обоснованность его выбора для обеспечения эксплуатационных свойств детали, а также его технологические, физико-химические свойства. 2.5. Отработка конструкции детали на технологичность. Регламентируется ГОСТом 14.201 – 83 и методическими рекомендациями МР 185 – 85. Этими документами установлены основные задачи отработки изделия на технологичность, последовательность их решения, систему показателей технологичности конструкции и стадии их определения. Отработку на технологичность следует производить в следующем порядке: - подобрать и проанализировать исходные данные; - уточнить объём выпуска деталей; - проанализировать показатели качества базовой конструкции, если таковой нет, то проанализировать элементы конструкций изготавливаемых деталей, схожих с элементами детали проектируемого ТП; - определить показатели технологичности детали для проектируемого ТП, произвести расчёт уровня технологичности заданной детали. 49 Рис. 2.1. Корпус червячного редуктора. Технологичность конструкции детали выражает не функциональные свойства изделия, а его конструктивные особенности: состав и взаиморасположение его узлов, форма и расположения поверхностей деталей и соединений, их состояние, размеры, материал и др. Нельзя технологичность рассматривать изолировано без взаимной связи и учёта условий выполнения заготовительных процессов, процессов механической обработки, сборки и контроля. Общие технологические требования к конструкции деталей машин: конфигурация детали должна представлять собой сочетание простых геометрических форм; - конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов; - детали должны изготавливаться из стандартных и унифицированных заготовок; - размеры и поверхности детали должны иметь соответственно оптимальные точность и шероховатость (экономически и конструктивно обоснованные); При технологическом контроле необходимо стремиться к следующему: - уменьшить размеры обрабатываемых поверхностей, что снижает трудоёмкость изготовления; 50 повысить жёсткость конструкции детали для возможного применения многоинструментальной обработки, многолезвийных инструментов и повышения режимов резания; - обеспечивать удобный подвод и отвод режущих инструментов для сокращения вспомогательного времени; - унифицировать или свести к минимуму типоразмеры пазов, канавок, переходных поверхностей и отверстий для сокращения номенклатуры режущих инструментов; - обеспечить надёжное и удобное базирование заготовки с возможностью совмещения технологических и измерительных баз. Примеры конструктивных решений технологичной и нетехнологичной конструкции показаны в табл. 2.2. Т а б л и ц а 2.2. Примеры технологичных и нетехнологичных конструкций Основные Конструкция Преимущества технотехнологические логичной конструкнетехнологичная технологичная требования ции Обрабатываемые 1. Уменьшается расплоскости не должны ход шлифовальных быть сплошными кругов 2. Повышается точность и шероховатость обработки 3. Снижение трудоёмкости. Обрабатываемые 1. Возможность обраплоскости следует ботки за один ход располагать на одпроизводительными ном уровне методами (торцовое фрезерование), плоское шлифование и протягивание 2. Возможность обработки нескольких заготовок 3.Упрощение контроля Обрабатываемые 1. Возможность обраплоскости должны ботки «на проход» быть открытыми. торцовыми фрезами Узкие и длинные по2. Повышение произверхности должны водительности и точбыть расположены ности обработки так, чтобы их можно было обрабатывать вдоль плоскости Закрытые плоскости 1. Снижение трудодолжны иметь переёмкости. ходную поверхность, 2. Применение высосоответствующую копроизводительных размерам и виду инметодов обработки и струмента. нормализованного режущего инстру51 мента 1. Применение высокопроизводительных методов обработки 2. Снижение трудоёмкости 1.Снижение трудоёмкости обработки 2.Повышение точности обработки и стойкости инструмента 3. Упрощение конструкции инструмента 1. Увеличение стойкости инструмента 2 Снижение трудоёмкости обработки отверстия Возможность применение методов высокопроизводительных методов обработки (протягивание) 1. Упрощение конструкции инструмента и повышение его стойкости 2.Упрощение процесса обработки 1.Снижение трудоёмкости обработки отверстия 2. Возможность применения высокопроизводительных методов обработки 1.Повышения точности обработки 2. Увеличение жёсткости инструмента 3. Повышение производительности Обрабатываемые плоскости не должны располагаться в углублении В ступенчатых отверстиях наиболее точную ступень следует делать сквозной Шлицевые отверстия должны быть непрерывными Следует избегать глухих шлицевых отверстий Следует избегать глубоких шлицевых отверстий В отверстиях не должно быть обрабатываемых выточек Для сокращения длины обрабатываемого отверстия следует обеспечить условия для наилучшего направления инструмента Возможность нормального входа и выхода режущего инструмента 1. Предохранение инструмента от поломок 2.Повышение точности сверления 3. Повышение производительности 1. Применение инструмента нормальной Отверстия должны быть расположены 52 так, чтобы можно было работать инструментом нормальной длины длины и более полное его использование 2.Повышение точности обработки 1. Улучшение качества резьбы 2. Улучшение условий работы инструмента 3. Снижение трудоёмкости 1. Повышение производительности 2. Улучшение условий работы инструмента 3. Применение более качественного инструмента 1. Упрощение констструкции приспособления 2. Возможность применения много шпиндельного приспособления для обработки отверстий с параллельными осями 1. Применение более производительного инструмента 2. Улучшения условий работы инструмента, особенно при врезании 3. Снижение трудоёмкости обработки Глухие отверстия с резьбой должны иметь канавки для выхода инструмента или в них должен предусмотрен сбег резьбы Конструкция отверстия с резьбой должна давать возможность работать резбонарезным инструментом на проход Следует избегать повозможности наклонного расположения осей отверстия По-возможности избегать закрытых пазов, Технологичность конструкции заготовок деталей должна иметь в виду не только максимальную рационализацию механической обработки, но и упрощение процессов изготовления самих заготовок. Литые заготовки из чугуна и стали в этом отношении должны удовлетворять следующим основным требованиям, при этом необходимо учитывать, что жидкотекучесть расплавленного чугуна выше и стоимость отливок их стали выше чугунных: а) толщина стенок отливки должна быть по-возможности одинаковой, без резких переходов тонкостенной и толстостенной частями, что даёт возможность получения отливки с однородной структурой и уменьшение внутренних напряжений; б) форма отливки должна быть достаточно простой, для наилучшего удаления её из формы; 53 в) поверхности отливок, расположенных перпендикулярно к плоскости разъёма должны иметь уклоны для удаления её из полости формы, не должна иметь острых кромок. Размеры заготовок полученные литьём, припуски на механическую обработку, уклоны, радиусы регламентируются ГОСТом 26645-86, РД В заготовках, полученных методами горячего деформирования (штамповки и ковки), должно быть обозначено: а) отсутствие резких переходов в поперечных сечении и усиление сечения в изгибах; б) выполнение переходов от одного сечения к другому по дугам относительно больших радиусов; в) закругление острых рёбер у штамповок. Штамповки должны иметь уклоны поверхностей, расположенных перпендикулярно разъёму штампа, необходимый для удаления заготовки из штампа. Размеры заготовок, полученных горячим деформированием, припуски на механическую обработку, уклоны, радиусы регламентируются ГОСТом 7505-86, Целесообразность изменения конструкции детали можно установить с помощью относительных показателей (табл. 2.3) Таблица 2.3. ФОРМУЛА ДЛЯ РАСЧЁТА n Тд= t шт , где: n – число операций в маршруте ПОКАЗАТЕЛЬ i 1 Трудоёмкость изготовления детали изготовления детали; tшт – штучное время выполнения операции, ч. Ст.д.= Мо+Зо+Ц, где: Мо стоимость основных Технологическая себестоимость изготовления материалов за вычетом стоидетали (учитываются только переменные мости реализуемых расходов; Зо – заработная статьи расходов) плата основных производственных рабочих; Ц – цеховые расходы. Уровень технологичности по трудоёмКу.т.д.=Тд/Тб.д., где: Тб.д. – трудоёмкость кости изготовления детали базового (например, заводского) варианта изготовления детали, ч. Ку.с.д.=Ст.д./Ст.б.д., где: Ст.б.д. – технологиУровень технологичности по себестоимости ческая себестоимость базового варианта изготовления детали изготовления детали. Коэффициент удельной трудоёмкости Куд.т.=Тд./Мд, где: Мд – масса детали,кг. изготовления детали Коэффициент удельной технологичесКуд.с=Ст.д./Мд кой себестоимости детали Коэффициент использования материала Ким=Мд/Мз, где: Мз – масса заготовки Ктч.д=1 – 1/ А , где: А = n5 n6 n7 ... ni , 5n5 6n6 7 n7 ...ini Коэффициент точности обработки детали ni – количество размеров детали квалитета i. k R Средняя шероховатость поверхностей R ai 1 k , где: Rai – шероховатость i-ой поверхности; количество поверхностей 54 к– Ку=Ny/N, где: Nу – число унифицированных конструктивных элементов детали; N – общее число элементов детали. Коэффициент унификации элементов конструкции 2.4. Определение класса детали и выбор в качестве аналога действующего типового или группового технологического процесса. Технологический процесс может разрабатываться на основе имеющихся типового или группового технологического процесса. Для этого по технологическому классификатору деталей формируется технологический код детали. По коду изделия относится к определённой классификационной группе и действующему для неё типовому или групповому ТП. Типовой или групповой ТП является информационной основой при разработке рабочего технологического процесса. При отсутствии соответствующей классификационной группы ТП разрабатывается как единичный, с учётом ранее принятых прогрессивных решений в действующих ТП. 2.6. Выбор типа производства. На этапе проектирования, тип производства определяется ориентировочно. Для выбора можно руководствоваться таблицей 2.3. Для более точного выбора тип производства определяется по коэффициенту закрепления операций: К З .О. tД t ШТ , где : t Д 60Ф Д N такт выпуска деталей ФД- действительный фонд времени в планируемый период (год, месяц, сутки, смена). N - объём выпуска деталей за этот же период времени, шт. tШТ - среднее штучное время по операциям. n t ШТ t ШТ i n , где tШТ - штучное время i-ой операции изготовления детали; n - количество основных операций в маршруте. При вычислении tШТ необходимо брать в расчёт лишь время основных операций. Коэффициент закрепления операций: для массового производства К3.0.= 1.. .2; для крупносерийного производства К3.0.= 1... 10; для среднесерийного производства К3.0.= 10... 20; для мелкосерийного производства К3.0.= 20.. .40. Решение по выбору типа производства по К3.0. сравнивается с показателями таблицы 2.3 Таблица 2.3. Количество изготавливаемых в год деталей одного наименования и типоразмера для различных типов производств. Тип производства Единичное Мелкосерийное Среднесерийное Крупносерийное Массовое Крупные изделия тяжёлого машиностроения <5 5 – 100 100 – 300 300 – 1000 >1000 Изделия средних размеров Мелкие изделия <10 10 – 200 200 – 500 500 – 5000 >5000 <100 100 - 500 500 - 5000 5000 - 50000 >50000 При несовпадении решения тип производства принимается по К3.0. 55 Кроме типа производства на данном этапе проектирования устанавливается метод работы. Наиболее приемлем поточный метод производства, объединяющий все рабочие места в единый производственный механизм, сокращает цикл производства, снижает межоперационные заделы и объёмы незавершённого производства. Поточный метод работы tД возможен при: Кз.о= >0,6 t шт Количественные показатели определяются технико-экономическими расчётами или по данным технологической документации. В общем случае анализ должен включать следующие основные вопросы: - обоснованность установления общей последовательности обработки в т.ч. вспомогательных операций; - метод получения заготовки; - методы упрочнения детали в соответствии их её функциональному назначению; - станочное оборудования и рациональность его использования; - концентрация и дифференциация операций; - автоматизация ТП; - базирование заготовок при обработке и определения её погрешности; - возможный брак при обработке и причины его возникновения; - оснащения ТП. В результате анализа должны быть сформулированы конкретные задачи по устранению выявленных недостатков, оценивается динамика изменения размеров, показателей качества заготовки по мере прохождения её по операциям ТП, производительность обработки и степень загрузки оборудования, наличие оснастки. О степени концентрации или дифференциации операций обработки судят по количеству рабочих позиций на станке, числу деталей, обрабатываемых в каждой позиции параллельно, последовательно, параллельно – последовательно, количеству режущих инструментов, установленных на станке, применение комбинированных, профильных и других сложных режущих инструментов, количество многошпиндельных головок и др. При анализе этих данных определяется возможность повышения концентрации или дифференциации операции, при этом определяется схема операции. Анализ схем базирования рассматривает соблюдения основных принципов базирования постоянство и совмещения баз. Если принципы не выполняются, то определяется погрешность базирования. Средства технологического оснащения оценивается видами приспособлений, видом привода приспособления. Инструмент оценивается по степени специализации - (стандартный, унифицированный, специальный). Средства технического контроля оцениваются с учетом типа производства, возможности применения данного инструмента для измерения поверхностей данной детали. 3. Технологический раздел. 3.1.Проектирование заготовки, обоснование выбора её получения. Выбрать заготовку – это, значит, определить её рациональный вид, определяющий её конфигурацию, размеры, напуски, уклоны, толщину стенок, размеры отверстий, припуски на обработку, допуски на точность выполнения размеров, назначить технические условия на выполнение заготовки и выбрать оборудование. Конфигурация заготовки зависит от конфигурации детали, её размеров и материала, условиями работы детали в машине. Конструктор, назначая технические требования, предъявляемые к детали, часто задаёт метод получения заготовки. Факторы, влияющие на выбор процесса и метода изготовления заготовок: 56 - технологическая характеристика материала, его свойства, определяющие возможность применения литья, пластического деформирования, сварки, порошковой металлургии; - физико - химические свойства материала в процессе формоизменения; - конструктивные формы, размеры детали, её масса; - объём выпуска; - наличия технологического оборудования для производства заготовок: литейного, кузнечного, сварочного и др. производств. Всего в машиностроении используются четыре вида заготовки: 1) заготовки, получаемые из сортового проката; 2) заготовки, получаемые давлением (поковки, штамповки); 3) заготовки, полученные литьём (отливки); 4) комбинированные заготовки, получаемые сваркой из разных частей, получаемых из проката, отливок или штамповок. Основой процесса выбора заготовки является принятый метод изготовления. Структура процесса, его содержание определяется степенью сложности заготовки и, соответственно, требуется применение одного или нескольких методов для его выполнения. В результате анализа исключаются многие процессы и методы, устанавливается степень технического совершенства принятых решений, выбираются возможные варианты, производится их уточнение. Заготовка, предназначенная для механической обработки, изготавливается с припуском на размеры готовой детали. Разность размеров заготовки и размеров детали определяет величину припуска. Величина припуска обычно определяется «на сторону», т. е. указывается толщина слоя, снимаемая с данной поверхности. Для цилиндрических деталей припуск указывается «на диаметр», т. е. указывается двойная толщина снимаемого слоя. На величину припуска влияет: 1) материал заготовки; 2) размеры заготовки; 3) вид и способы её получения; 4) сложность конфигурации заготовки; 5) требования к точности и качеству поверхностей детали. Величина общих припусков определяется стандартами (ГОСТ 7505-84 для горячештампованных заготовок, ГОСТ 26645-85 (изм. № 1, 1989 г.)), либо нормативными отраслевыми стандартами или другими нормативными документами. Для учебного проектирования возможно применения следующих расчётных зависимостей. Величина припуска для заготовок из проката может быть определена по следующим формулам: Zd=D0,4·L0,05/IT0,45 ; Zl=D0,3L0,05, где: Zd – припуск на наибольший диаметр детали, мм; Zl – припуск на общую длину детали, мм; D – наибольший диаметр детали, мм; L – длина детали, мм; IT – допуск размера на диаметр D. Величина припуска на заготовки, получаемые литьём: Z=Kn ·Kм ·Kл0,5 ·D0,2 ·L0,05, где: Kn – коэффициент положения поверхности (поверхность расположена внизу отливки Kn =1, сбоку Kn =1,1 и сверху Kn=1,3); Kм – коэффициент материала отливки (чугунное литьё Kм=0,8, остальное литьё Kм=1.0); Kл – класс точности отливок (1 массовое производство, 2 – серийное производство, 3 – ручная формовка); D – размер, на который назначается припуск, мм; L – наибольшая габаритная длина отливки, мм. 57 Величина припуска для заготовок, получаемых штамповкой на молотах, прессах в закрытых штампах: Z=0,15· D m 0, 22 K T K сл , где: D – размер, на который рассчитывается припуск, мм; m – масса штамповки в кг; KT – коэффициент точности штамповки (KT=1,0 штамповка I класса – точная; KT=1,35 штамповка II класса – менее точная); Kсл – коэффициент сложности (Kсл=1 штамповка простая, Kсл=1,1 штамповка средней сложности, Kсл=1,3 штамповка высокой сложности). Например, заготовка на вал (рис. 3.1) выполненная из проката: Z86=860,4·5940,05/70,45= 3,4 мм. Диаметр прута 86+3,4=89,4 мм, диаметр прутка по ГОСТ диаметр прутка 90 мм, длина 594+(3,4·2)=600,8, принимается 601 мм. Масса заготовки из прутка 30 кг. Заготовка штампованная Z=0,15· 86 ·250,22·1,0·1,0=2,8 мм, масса заготовки – 25 кг. Масса заготовки определяется с учётом метода получения: для проката в зависимости от сечения – mз=S·l·ρ, где S – площадь сечения проката, l – дли заготовки, ρ – удельный вес металла, из которого изготовлена заготовка; для заготовки полученной методом горячего деформирования масса определяется по ГОСТ 7505-85 – mз=mд·Кр, где mд – масса детали, Кр – расчётный коэффициент, зависящий от формы детали; для заготовки полученной литьём масса заготовки вычисляется масса детали, к которой прибавляется масса припусков выбранные на поверхности. Для полной оценки выполняется технико-экономический анализ: - коэффициент использования материала Ким= mд , где: mд, mз – масса детали и заmз готовки. Выбирается тот вариант, где Ким выше. - снижение материалоёмкости: М=(mзб – mзн)×В, где: mзн, mзб - соответственно масса заготовки при новом и базовом (сравниваемом) вариантах; В - объём выпуска деталей (шт). ∆M значительно возрастает при возрастании программы выпуска. Характеристики методов получения заготовок показаны в приложении. Себестоимость изготовления деталей: С= Мо+Зо, где стоимость материала Мои Зо заработная плата основных рабочих составляют 80% всех затрат в машиностроении, поэтому сравнивается себестоимость по этим двум показателям. Стоимость основных материалов: Мо= GаСмkт.а.– gоСо·10-3, где Gа – масса заготовки, кг; См – стоимость единицы массы заготовки, руб/кг; kт.а. – коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы ( для заготовок из чёрных металлов – 1,04…1,08, для заготовок из других материалов – 1,0…1,02); gо= mз – mд– масса отходов на одну деталь, кг; Со – стоимость отходов, руб/кг. Заработная плата основных рабочих: m Зо=kв.н.kпр t шi Ci , где i 1 kв.н – коэффициент, учитывающий средний процент выполнения норм (1,18…1,25); k пр – коэффициент, учитывающий премии и дополнительную зарплату (1,2…1,6); tшi – штучное время на выполнение i-ой операции; Сτ – часовая тарифная ставка рабочего при выполнении iой операции. При наличии капитальных затрат на этапе изготовления заготовки С=С+К. Вариант, при котором себестоимость наименьшая, считается наиболее оптимальной. Экономия себестоимости: Э= [(Сб+К)-(Сн+К)]·В. 58 Пример. Полый вал из углеродистой стали весом 12 кг изготавливается разными методами: прокатыванием, штамповкой на прессе, штамповкой на ГКМ, заготовка из трубы Рис. 3.1. Масса заготовки из проката – 30 кг, стоимость материала принимается за единицу; штампованная на прессах – 25 кг стоимость материала - 2,68; штампованная на ГКМ – 20 кг стоимость материала – 3; выполненная из трубы – 18 кг стоимость материала – 1,47. 3.2. Проектирование маршрута обработки. Качество детали обеспечивается постепенным ужесточением параметров точности и выполнением остальных технических требований на этапах превращения заготовки в готовую деталь. Точность и качество поверхностного слоя отдельных поверхностей формируется в результате последовательного применения нескольких методов обработки. Поэтому составлению маршрута изготовления детали в целом предшествует определение маршрутов обработки отдельных поверхностей заготовки. При выборе метода обработки поверхности исходит из его технологических возможностей: обеспечения точности и качества поверхности; величины снимаемого припуска; времени обработки в соответствии с заданной производительностью. Обработка каждой поверхности детали представляет собой совокупность методов обработки, выполняемых в определённой последовательности, которая устанавливается на основе технических требований рабочего чертежа детали и исходной заготовки: - заданные точность и качество поверхностей позволяют выбрать методы (один или несколько) их окончательной обработки; - вид исходной заготовки определяет методы начальной обработки; - методы окончательной и начальной обработки позволяет выбрать промежуточные методы; 59 - вид заданной термической обработки определяет её место в последовательности обработки поверхности. Для одной и той же поверхности может быть применены различные варианты обработки. Эта задача окончательно решается на основании экономического анализа. Последовательность выбора методов обработки поверхностей рекомендуется следующая: 1) выбираются методы обработки поверхности на первом переходе (операции) в зависимости от способа получения заготовки и её точности; 2) определяются методы окончательной обработки поверхности на последнем переходе (операции) в зависимости от комплекса требований по точности рассматриваемой поверхности (данные чертежа); 3) назначаются методы обработки поверхности на промежуточных переходах (операциях) на основе уже выбранных первого и последнего метода обработки. При этом следует учитывать, что каждому методу окончательной обработки предшествуют обычно несколько предварительных (менее точных) методов. Например, чистовому развёртыванию отверстия предшествует предварительное развёртывание, а предварительному – чистовое растачивание, зенкерование или сверление. При этом необходимо учитывать, что каждый предыдущий метод должен быть точнее предыдущего в среднем на один квалитет точности. Количество возможных вариантов маршрута обработки одной поверхности достаточно велико. Однако его можно уменьшить, если учесть габариты детали, её жёсткость, способы установки для обработки, тип производства и т. п. Предварительный выбор маршрута обработки поверхности осуществлён, когда технологический маршрут разбивается на стадии (черновая обработка, получистовая, чистовая и т. д.). Для облегчения выбора методов обработки всех поверхностей детали, определяются типы поверхностей: плоскости, цилиндрические поверхности (наружные и внутренние), к которым предъявляются самые жёсткие требования по точности и шероховатости поверхности и определяются методы обработки для каждой поверхности. Процесс выбора методов обработки делится на несколько этапов. На первом этапе определяется примерное число переходов для получения требуемой точности и качества поверхности. Чистовые и получистовые методы обработки улучшают на 1-2 квалитета, черновые на 2-3 квалитета. Зная квалитет размера исходной заготовки и требуемой точности поверхности заготовки, можно определить на сколько квалитетов нужно улучшить качество заготовки. Принимая, что в среднем каждый переход улучшает качество заготовки на 2 квалитета, определяется число переходов: Nпер = , где Nпер – примерное число необходимых переходов; Кзаг – квалитет исходной заготовки; Кдет – квалитет размера детали. Например, заготовка выполнена по 14 квалитету, а деталь по 7, то требуется (14 – 7)/2 = 3,5 (т.е. 4 перехода) для получения требуемого размера. На втором этапе определяются методы, позволяющие получить требуемую точность и качество поверхности по справочнику и, если методов несколько. то выбирается метод большей производительности и себестоимости. Окончательный маршрут обработки выбирают с помощью соответствующих таблиц в справочной литературе, в которых представлены численные величины погрешностей размеров, формы, взаимного расположения и шероховатости поверхности. Для отдельных поверхностей численные величины погрешностей определяются расчётом. Пример (рис. 3.2). Обработать отверстие, полученное литьём по Н8. На первом переходе (операции) могут применяться предварительное растачивание или предварительное 60 зенкерование, обеспечивающее точность расположения и прямолинейность оси отверстия. В качестве окончательных переходов (операций), обеспечивающих точность размеров, формы и качества поверхностного слоя, можно назначить развёртывание, тонкое растачивание и Рис. 3.2 Варианты обработки отверстия. протягивание. На выборе конкретного варианта в данном случае влияет тип производства и конкретная производственная обстановка. Протягивание обычно применяется в крупносерийном и массовом производстве для обработки отверстий средних размеров. Развёртывание применяется при всех типах производства, но требует обеспечения прямолинейность и точность положения оси отверстия. Тонкое растачивание применяется во всех типах производства, но его применение ограничивается наличием станков, соответствующих повышенным требованиям к точности, жёсткости и кинематическим характеристикам. В качестве промежуточных методов обработки возможны чистовое зенкерование и чистовое растачивание. Таким образом, для данного конкретного случая можно предложить десять различных маршрутов обработки отверстия. Особое внимание следует обращать на характеристику методов с точки зрения обеспечения точности взаимного расположения. Например, как правило, отделочные методы не исправляют погрешности формы и взаимного расположения, а служат лишь для уменьшения шероховатости. При проектирования технологического маршрута обработки разрабатывается общий план обработки заготовки, уточняются технологические базы, предварительно выбираются средства технологического оснащения, намечается содержание операций и учитываются следующие положения: - каждая последующая операция должна увеличивать точность и качество обрабатываемой поверхностей; - в первую очередь обрабатываются поверхности, принимаемые за технологические базы, а также поверхности, относительно которых координируются большее число других поверхностей; - при невысокой точности исходной заготовки сначала обрабатываются поверхности, имеющие наибольшую толщину снимаемого материала, руководствуясь правилом, чем точнее поверхность, тем позже она обрабатывается; - второстепенные поверхности, не влияющие на точность основных параметров (мелкие отверстия, фаски, канавки и т. п.), обрабатываются в конце ТП, но до операции окончательной обработки ответственных поверхностей; 61 - обработка легкоповреждаемых поверхностей (наружные резьбы, наружные зубчатые поверхности, наружные шлицевые поверхности и др.) производится в конце ТП перед термообработкой; - при наличии термообработки необходимы дополнительные операции (рихтовка, защита поверхностей перед химико - термической обработкой и др.); При изготовлении прецизионных деталей маршрут делится на стадии: предварительная (черновая), промежуточная (чистовая), окончательная (отделочная). Также важна стабилизация размеров при механической обработки, необходима доводка базовых поверхностей. Перед обработкой необходимо ясно представлять маршрут и схему установки, при этом учитывать следующие обстоятельства: - возможность подвода режущего инструмента к обрабатываемой поверхности; - удобство установки и снятия заготовки; - надёжность и удобство её закрепления в выбранных местах приложения сил; - исключить деформации заготовки от выбранной схемы её закрепления. В зависимости от сложности детали возможны варианты базирования: - заготовка базируется на черновые (не обработанные) поверхности и при одной установки выполняется её полная обработка; - заготовка базируется на черновые поверхности, производится обработка поверхностей, которые в дальнейшем применяются как чистовые базы; - вариант аналогичен предыдущему, только перед последним этапом принятые чистовые технологические базы подвергаются повторной (отделочной) обработки; - заготовка базируется на различные последовательно сменяемые чистые (обработанные) поверхности. При выборе баз необходимо придерживаться принципа единства и совмещения баз. При невозможности выдержать этот принцип, за базу принимается другая поверхность, при этом влияние от невыполнения должно быть минимальным. Схемы базирования и установки заготовок показаны в приложении 3. При проектировании маршрута производится подбор оборудования, в соответствии с назначением и типом. Пример проектирования маршрута обработки корпуса (рис.2.1, 3.3). 1. В результате анализа конструкции корпуса и технических требований к расположению поверхностей, устанавливается, что основными базами детали являются: поверхность 1 – установочная база; ось 1 – 1 – двойная упорная скрытая база; 2 – 2 – упорная скрытая база, используемая для наложения связи, лишающая детали поворота вокруг оси 1 – 1. 62 Рис. 3.3. Корпус редуктора с технологической разметкой поверхностей. Конструкция детали даёт возможность использования при установках заготовки на первых операциях поверхность L (для обработки платиков 1к в размер 17JS12) и поверхностей G и F (для материализации осей 1 – 1 и 2 – 2 соответственно). Имеется также возможность использования отверстий 9к в платиках в качестве специальных технологических баз для установки заготовки по плоскости и двум отверстиям. 2. Выделяются технологические комплексы поверхностей, которые следует обрабатывать с одной установки. В комплексы входят поверхности, имеющие идентичные, которые являются определяющими при формировании системы базирования, схем установок и содержания операций. Это поверхности, обрабатываемые с одной установки, исходя из заданной точности их взаимного расположения: комплекс 1 – поверхности 1к, которые должны лежать в одной плоскости, и торец 2; комплекс 11 – отверстия 4 и 5 и торец 3; комплекс 111 – отверстия 6к и торцы 7 и 8. С учётом удобства обработки с одной установки, постоянства настройки станка и общности кондукторов и установочных приспособлений объединяются в технологические комплексы: комплекс 1V – отверстия 9к 10к; комплекс V – отверстия 11к. 3. Исходя из заданных требований к расположению поверхностей устанавливается следующая последовательность обработки разных технологических комплексов. Сначала обрабатываются поверхности комплекса 1, включающие основную установочную явную базу; потом поверхности комплекса 11, так как ось 1 – 1 перпендикулярна к поверхности 1к; затем поверхности комплекса 111, поскольку положение оси 2 – 2 задано относительно плоскости 1к и оси 1 – 1. После этого можно вести обработку поверхностей комплексов 1V и V. Таким образом, принятая нумерация технологических комплексов технологических комплексов соответствует рациональной последовательности включения их в обработку. Принятые решения вносятся в таблицу 3.1. Таблица 3.1. 63 Первый вариант технологического процесса изготовления корпуса редуктора Номера 1 11 111 1V V комплекса поверхностей Номер 1к 2 3 4 5 6к 7 8 9к 10к 11к поверхности Требуемая 17 42 116 Ø Ø Ø 31 М12 М8 М8 точность JВ12 ±0,2 ±0,5 180Н7 62н7 62н7 ±0,1 Число ступеней 1 2 1 3 3 3 1 1 2 2 2 обработки Операция 005 010 Токарно015 Горизонтально(черновая) Токарная карусельная расточная Оборудование 1508 1508 2615 Установ У12 У21 У31 Число ступеней 1 2 1 1 1 1 1 1 обработки Точность 17 42 116 IT12 IT12 IT12 31 обработки JВ12 ±0,2 ±0,5 ±0,1 Операция 020 Токарно025 Горизонтально030 035 (получистовая) карусельная расточная сверлильная сверл Оборудование 1508 2615 Установ У22 У32 2Е52 2Е52 Число ступеней 1 1 1 1 2 2 2 обработки Точность IT9 IT9 IT9 IT9 8H 8H 8H обработки 4. Каждая схема базирования (рис. 3.4) обозначена буквой «У» и двумя цифрами: первая цифра указывает номер комплекса обрабатываемых поверхностей, вторая – номер варианта схемы базирования. При обработке первых трёх комплексов поверхностей возможны две схемы базирования: по принципу совмещения технологических и конструкторских баз (рис. 3.4, а, б, в) и по принципу постоянства баз (рис. 3.4, б, в). На схемах базирования У11, У12 (рис. 3.4, а) представлены два решения обработки комплекса 1 поверхностей: фрезерование и обработка на токарно-карусельном станке. При отсутствии продольно-фрезерного станка второе решение предпочтительно: поверхности 1к располагаются в одной плоскости, обеспечивается совмещение переходов за счёт использования бокового и верхнего суппортов. На схемах базирования У21, У22 (рис. 3.4, б) и У31 (рис. 3.4, в) показаны токарнокарусельная черновая и чистовая операции обработки комплекса 11 поверхностей и расточные операции обработки комплекса 111 поверхностей при базировании по принципу совмещения технологических и конструкторских баз. Схема У22 предусматривает использование выдвижного пальца для центрирования по отверстию диаметром 62 мм (после закрепления детали палец выводят из отверстия). Для базирования с соблюдением принципа постоянства технологических баз на схемах установок У23 (рис. 3.4, б) и У32 (рис. 3.4, в) показаны установки заготовки при обработке комплексов 11 и 111 поверхностей на разных станках, на схеме У33 – при обработке комплексов 11 и 111 поверхностей в одну операцию на двух позициях. Очевидно, установки по схемам У23 и У32 не следует применять, так как смещения и повороты заготовки при двукратной установке на два пальца внесут нежелательные погрешности во взаимное расположение поверхностей комплексов 11 и 111. При использовании принципа постоянства баз сразу после обработки комплекса 1 поверхностей необходимо сверлить и развёртывать 64 специальные базовые отверстия. Как показано на схеме установки У41 (рис.3.5), для выполнения этой операции требуется довольно сложное установочно-зажимное приспособление, применение которого окупается только при достаточно-большом объёме производства. Схема базирования при обработке комплексов 1V и V поверхностей (крепёжных отверстий) на радиально-сверлильном станке не представляют особого интереса и поэтому не показаны. 5. В условиях поставки заготовки включается выполнение высокотемпературного отжига для снятия внутренних напряжений первого рода. Для корпуса (рис. 3.3) возможны другие варианты построения маршрутного технологического процесса, которые показаны в табл. 3.2. Второй вариант отличается от рассмотренного варианта (табл. 3.1) решениями по формированию операций обработки комплексов 11 и 111 поверхностей 65 Рис. 3.4. Схемы базирования при обработке поверхностей: а – комплекса 1; б – комплекса 11; в – комплекса 111. 66 В третьем варианте использовано базирование, основанное на принципе постоянства технологических баз и совмещении обработки комплексов 11 и 111 на одной установке, со сменой позиций по схеме У33 (рис. 3.4, в). Этот вариант может быть оказаться предпочтительным при достаточно большом объёме выпуска, когда изготовление сложных установочно-зажимных приспособлений для схем установок У41 ((рис. 3.5) и У33 (рис. 3.4, в) окупится за счёт сокращений общего числа операций и, соответственно, сокращения суммарного оперативного и подготовительнозаключительного времени. Рис. 3.5. Схема базирования для обработки баз. Таблица 3.2 Варианты маршрута обработки корпуса. Операции 05 010 Токарно-карусельная, У21. Предварительная обработка комплекса 11 поверхностей 015 015 Горизонтально-расточная, У31. Предварительная обработка комплекса 111 поверхностей. Сверлильная, обработка крепёжных отверстий комплекса 1V Сверлильная, обработка крепёжных отверстий комплекса V 020 Токарно-карусельная, У22. Окончательная поверхностей комплекса 11 Горизонтально-расточная, У31. Окончательная обработка поверхностей комплекса 111 Слесарная. Зачистка. Контрольная. 035 Третий вариант Радиально-сверлильная, У41. Сверление отверстий в платиках 1к, развёртывание двух базовых отверстий Горизонтально-расточная, У33. Предварительная обработка комплекса 1 и 11 поверхностей (со сменой позиции). Сверлильная, обработка крепёжных отверстий комплекса 1V. Сверлильная, обработка крепёжных отверстий комплекса V Горизонтально-расточная, У33. Окончательная обработка поверхностей комплекса 11 и 111 со сменой позиции Слесарная. Зачистка. 040 Контрольная. 020 025 030 035 040 045 Второй вариант Токарно-карусельная, У12 Обработка поверхностей комплекса Операции 010 1 025 030 3.3. Разработка операций. Расчёт припусков. При разработке операции необходимо стремится к минимальной трудоёмкости, высокой производительности труда, что зависит от режимов резания, количества переходов и рабочих ходов, последовательность их выполнения. Поэтому в первую очередь составляется структура операции, определение последовательности переходов, выбор или проектирование средств 67 технологического оснащения, расчёт режимов резания и припусков, назначение состава СОЖ, расчёт ожидаемой точности механической обработки, определение наладочного размера, расчёт штучного времени, назначение разряда рабочего. Отдельная технологическая операция проектируется на основе принятого технологического маршрута, схемы базирования и закрепления детали на операции, сведений о точности и шероховатости поверхностей до и после обработки на данной операции, припусков на обработку, такту выпуска или размера партии деталей (в зависимости от типа производства). При уточнении содержания операции окончательно устанавливается, какие поверхности заготовки будут обрабатываться в данной операции. Число и последовательность технологических переходов зависит от вида заготовки и точностных требований к готовой детали и процесс возможно разделить на несколько этапов. Для облегчения выбора при анализе детали выявлены типы поверхностей и выбираются методы обработки для каждой поверхности. На первом этапе определяется примерное число необходимых переходов исходя из того, что чистовые и получистовые методы обработки повышают качество поверхности на 1 – 2 квалитета, а черновые на 2 – 3 квалитета. Зная точность исходной заготовки и требуемую точность получаемой поверхности, можно определить, на сколько квалитетов улучшается качество поверхности. Принимая, что в среднем каждый переход улучшает качество поверхности заготовки на 2 квалитета, определяется число переходов. дет , где пер заг 2 Nпер – примерное число необходимых переходов; Кзаг – квалитет заготовки; Кдет – квалитет детали. Например, если заготовка выполнена по 14 квалитету, а деталь по 7, то требуется (14 – 7)/2 = 3,5 (т. е. 4 перехода). Совмещения технологических переходов определяется конструкцией детали, возможностью расположения режущих инструментов на станке и жёсткостью заготовки. Содержание операции зависит от конфигурации заготовки, требований, предъявляемых к детали, методов обработки и выбранных технологических баз, возможности обработки заготовки с разных сторон с одной установки и т.д. В содержании операции указывается: метод и вид обработки, вид обрабатываемой поверхности. По числу устанавливаемых для обработки заготовок схемы операций деляться на одно- и многоинструментальные. Последовательная или параллельная работа инструментов при обработке поверхностей заготовки, а также последовательное или параллельное расположение заготовок относительно режущих инструментов определяют схему операций. Возможно, быть операции с последовательным, параллельным и последовательно-параллельным выполнением переходов. Разработанный маршрут представляется в виде таблицы, в которой указывается: номер операции; краткое содержание переходов (в повелительном наклонении); эскиз заготовки, показанный в том виде, который она принимает после окончания операции. Обрабатываемые поверхности выделяются утолщёнными линиями. На эскиз наносится схема базирования и размеры по каждому технологическому переходу; тип станков. В случае необходимости, отдельных поверхностей численные величины погрешностей могут определятся расчётами точности и подетальных технологических цепей. В курсовой работе величина припусков определяется расчётно- аналитическим и опытно статистическим методами. Рассчитывается промежуточный средний припуск . Формулы для расчёта предложены в таблице 68 Таблица 3.3 Расчётные формулы для определения припусков по видам обработки. Вид обработки Последовательная обработка противоположных и отдельно- расположенных поверхностей Параллельная обработка противоположных поверхностей Обработка наружных и внутренних поверхностей вращения Обтачивание цилиндрических поверхностей заготовки, установленной в центрах; бесцентровое шлифование. Развёртывание плавающей развёрткой, протягивание отверстий. Суперфинишная обработка, полирование и раскатка (обкатка). Обработка лезвийным или абразивным инструментом без выдерживания размера черновой обработки. Шлифование после термообработки А) при наличии εi Расчётная формула zi min=(Rz+h)i-1+ρi-1+εi 2zi min= 2[(Rz+h)i-1+ ρi-1+εi] 2zi min=[(Rz+h)i-1+ 2 2 ] 2zi min= 2[(Rz+h)i-1+ ρi-1] 2zi min= 2(Rz+h)i-1 2zi min= 2Rz i-1 zi min=(Rz+h)i-1+0,25δi-1 zi min=(Rz+h)i-1+ρi-1+εi 2zi min= 2[(Rz+h)i-1+ ρi-1+εi] zi min=(Rz+h)i-1+ρi-1 2zi min= 2[(Rz+h)i-1+ ρi-1] Б) при отсутствии εi Примечание: Rz i-1 – высота неровностей профиля на предшествующем переходе; hi-1 – толщина поверхностного дефектного слоя на предшествующем переходе; ρi-1 – суммарное отклонение расположения поверхности; εi – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе. Параметры, необходимые для расчёта припусков на обработку заготовок, выбираются по справочной литературе. 3.4. Выбор средств технологического оснащения. К средствам технологического оснащения относятся: технологическое оборудование (в том числе контрольное и испытательное); технологическая оснастка (в том числе рабочие инструменты и средства контроля); средства механизации и автоматизации технологических процессов). Выбор группы оборудования производится при назначении метода обработки поверхности, обеспечивающее выполнения технических требований к ней. Выбор модели станка определяется, прежде всего, возможностью изготовления на нём деталей необходимых размеров и формы, качества её поверхности. Если эти условия выдерживаются на различных станках, то модель выбирается из следующих соображений: - соответствие его основных размеров габаритам обрабатываемой детали; - производительность - заданному масштабу производства; - возможность работать на оптимальных режимах резания; - соответствия станка мощности при обработке; - возможности механизации и автоматизации выполняемой обработки; - обеспечения наименьшей себестоимости обработки; 69 - возможности приобретения станка. При выборе особое внимание следует на использование станков с числовым программным управлением (ЧПУ), как одно из основных средств автоматизации механической обработки в мелкосерийном и серийном производствах. Применение оборудование с ЧПУ целесообразно в следующих случаях: - для трудоёмких операций; - оперативное время существенно меньше вспомогательного; - обработка деталей с большим количеством размеров, имеющих высокие требования по точности; Выбор оборудования определяется следующими коэффициентами: - загрузка оборудования кЗ=mp/mn, где mp – расчётное количество станков на операции; mn – принятое количество станков; для массового производства - кЗ =0,65…0,77; для серийного 0,75…0,85; для мелкосерийного и единичного 0,8…0,9. 3.4.1.Выбор технологической оснастки. К технологической оснастке относятся: приспособления, инструменты и средства контроля. В случае применения стандартной оснастки рекомендуется пользоваться альбомами её типовых конструкций. Выбор режущих инструментов производится исходя из условий обработки с учётом: вида станка; метода обработки, режимов и условий работы; материала обрабатываемой детали, её размеров и конфигурации; требований точности обработки и шероховатости поверхностей; заданных объёмов выпуска деталей и производительности обработки, стоимости инструмента и затрат на его эксплуатацию. Выбирая для ТП оснастку и инструмент, желательно применение стандартной, унифицированной оснастки и инструмента, что позволяет сократить время и снизить затраты на эксплуатацию. При невозможности применения стандартизованной оснастки и инструмента, разрабатывается техническое задание на проектирование специальной оснастки и инструмента. Для этого разрабатывается схема закрепления заготовки в приспособлении, базирование, определяется тип и модель станка. При разработке технического задания на специальный инструмент определяется тип инструмента, поверхность для обработки, станок, где будет применяться заказанный инструмент. Средства контроля применяются стандартные с учётом типа производства и точностных характеристик контролируемых поверхностей. При невозможности применения стандартных средств контроля, разрабатывается техническое задание на разработку специальных средств контроля. 3.5. Расчёт режимов резания и определение норм времени. В процессе выполнения курсовой работы необходимо определить аналитическим способом режимы резания на два технологических перехода, а на остальные переходы - по нормативным данным. Режимы резания определяются глубиной резания t, подачей S и скоростью резания V. Значение t, S,V влияет на точность и качество получаемой поверхности, производительность и себестоимость обработки. В порядке возрастания влияния на стойкость инструментов составляющие режимов резания располагаются следующим образом: t →S→V. Поэтому при одноиинструментальной схеме обработке первым устанавливается глубина резания t, а затем подача S и скорость V. 70 При обработки на предварительно настроенном станке глубина резания ровна припуску на заданный размер при выполнении технологического перехода. Подача должна быть максимальной допустимой. При черновой обработке ограничивается прочностью и жёсткостью элементов технологической системы станка и инструмента, а при чистовой и отделочной - точностью размеров и шероховатостью обрабатываемой поверхности. Подача согласовывается с паспортными данными станка. Скорость резания зависит от выбранной глубины резания, подачи, качества и марки обрабатываемого материала, геометрических параметров режущей части инструмента и ряда других факторов. Скорость резания рассчитывается по соответветствующим формулам теории резания. Зная скорость резания, по паспорту станка находится число оборотов шпинделя. Эта методика справедлива для одноинструментальной схемы обработки. Результаты расчётов режимов резания сводятся в таблицу: Наименование операции, перехода. 1 t, мм lр\lрх мм Тм\Тр мин 2 3 4 Sp\Sn мм\об мм\мин 5 np\nn об-1 Vp\Vn м\мин SM мм\мин λ То мин Рэ\Рр кВт 6 7 8 9 10 11 t- глубина резания,мм; 1рез - длина обрабатываемой поверхности,мм; 1р.х.- длина рабочего хода инструмента,мм; Тм- стойкость инструмента в минутах машинного времени; Тр - стойкость инструмента в минутах резания; Sp, Sn — соответственно расчётная и принятая подача на оборот или в минуту; nр, np, nn соответственно расчётная и принятая частота вращения шпинделя (инструмента), об/мин; Vp, Vn- соответственно расчётная и принятая скорость резания, м/мин; SM - скорость подачи, мм/мин; λ= lр\lрх; Т0- основное время, мин; Рэ/Рр- соответственно эффективная и расчётная мощность, кВт; Рр=Рэ\η|; η- КПД станка: η= 0,7-0,8 Определяется сила резания и мощность резания. После расчёта режимов резания уточняются модели выбранного оборудования с точки зрения эффективного исаользования. Технически обоснованная норма времени – это время, необходимое для выполнения заданного объёма работы (операции) при определённых организационно – технических условиях и наиболее эффективным использовании всех производства. В массовом производстве норма штучного времени: Тшт=То+Тв+Тоб+Тот; а в серийном – норма штучно – калькуляционного времени: Тш.к.=Тшт+Тп.з.\n, где: То- основное время; Тв- вспомогательное время; Тоб~ время на обслуживания рабочего места; Тот- время перерыва на отдых; Тп.з.- подготовительно-заключительное время на партию деталей; n- количество деталей в партии. Проектирование карты технического контроля заключается в том, чтобы определить возможность измерения качественных параметров изготовленной детали стандартизованным, 71 унифицированным инструментом или необходимо применение специального контрольного приспособления. Операции нумеруются числами ряда арифметической прогрессии (5, 10, 15 и т.д.). Допускается к числам добавлять слева нули (005, 010, 015 и т. д.). Переходы нумеруются числами натурального ряда )1, 2, 3 и т.д.). Установы нумеруются прописными буквами русского алфавита (А, Б, В и т. д.). Размерные характеристики и обозначения обрабатываемых поверхностей указываются арабскими цифрами. Обозначение позиций и осей допускается обозначать римскими цифрами (ГОСТ 3.1702-79). При полной форме записи в содержании перехода включается: - ключевое слово, характеризующее метод обработки, выраженное глаголом неопределённой форме (например: точить, сверлить, фрезеровать и т. п.); - дополнительная информация, характеризующая количество одновременно или последовательно обрабатываемых поверхностей; - дополнительная информация, уточняющая название обрабатываемой поверхности или конструктивного элемента (например: внутренняя, глухая, кольцевая, коническая, шпоночная и т. п.); - наименование предметов производства, обрабатываемых поверхностей и конструктивных элементов (например: заготовка, канавка, отверстие, торец и т. п.); - информация по размерам или их условным обозначениям (например: «выдерживая размеры 1, 2, 3» или «выдерживая размеры Ø40-0,34; l1 =40+0,2»); - дополнительная информация, характеризующая характер обработки: окончательно, одновременно, по контуру, по программе, предварительно, последовательно, с подрезкой торца, согласно чертежу, согласно эскизу. Пример полной записи перехода: сверлить 3 глухих отверстия, выдерживая размер 1 – 3, последовательно. 3.6. Проектированный ТП должен обеспечивать автоматическое получение всех качественных показателей изготовления детали. При проектировании по возможности должно быть определено узкое место, т.е. возможное невыполнение каких-то показателей качества на изготавливаемую деталь. 4. Проектирование приспособления. 4.1. Приспособлением называется вспомогательное устройство для выполнения операций механической обработки, сборки, испытания и контроля. В зависимости от целевого назначения различаются станочные приспособления для установки и закрепления заготовок, установки и закрепления инструментов; сборочные приспособления; приспособления для контроля и испытания деталей и узлов. По степени специализации приспособления подразделяются на универсальные, переналаживаемые и специальные. Универсальные приспособления – единичное и мелкосерийное производство, иногда для деталей определённого типа. Переналаживаемые приспособления - мелкосерийное и среднесерийное производство. Специальные приспособления – для выполнения одной операции. Требования к приспособлениям: точность; удобство в эксплуатации, эффективность и безопасность в работе; жёсткость; простое и удобное при регулировании и ремонте; обеспечивать условия базирования. Задача конструирования исходит из общей задачи конструирования и вытекает из технического задания (п. 1.9) при изготовлении детали. При этом при конструировании необходимо обеспечить наибольшую эффективность приспособления. 72 Служебное назначение приспособления должно содержать полные сведения об обрабатываемой поверхности, модель станка, данные о применяемом инструменте, материал заготовки и годовую программу выпуска детали. В основу конструирования станочного приспособления положена точность обработки, т. е. суммарная погрешность обработки Δ не должна превышать допуск на выполняемый размер Т, т. е. Δ ≤ Т, допустимая погрешность, вызываемую применением приспособления, можно определить из неравенства: εпр ≤ + + – суммарная погрешность, связанная с геометрическими отклонениями оборудования; Δу – погрешность от упругих деформаций технологической системы; Δн – погрешность настройки технологической системы; Δи – погрешность от износа инструмента; Δт – погрешность от теплового воздействия технологической системы; εб и εз – соответственно погрешности базирования и закрепления заготовки. При проектировании приспособления необходимо иметь чертёж детали, исходной заготовки, технические требования на изготовления детали, технологический процесс на изготовления детали. В ТП содержится последовательность выполнения и содержание операции, имеются сведения по форме, размерам, точности и шероховатости промежуточной заготовки до и после выполнения операции, принятую схему установки заготовки, используемое оборудование и инструменты, назначенные или рассчитанные режимы резания. Разработка приспособления начинается с нанесения на лист контуров промежуточной заготовки в том виде, какой она имеет по окончанию выполнения операции. Далее вычерчиваются основные и вспомогательные опоры, затем зажимные устройства, детали для направления и настройки режущего инструмента и вспомогательные элементы. В заключении вычерчивается корпус приспособления, который объединяет все элементы. Указываются габаритные, присоединительные и основные размеры. В технических требованиях устанавливаются допуски на основные размеры приспособления. Здесь выделяются три группы размеров: первая – размеры сопряжений и требования взаимного расположения элементов, от точности которых зависит точность выдерживаемых на данной операции параметров. Допуски на эти размеры в 2…3 раза меньше допусков на размеры, выдерживаемых при обработке. Ко второй группе относятся размеры ответственных для нормальной работы приспособления сопряжений, погрешности которых не влияет на точность обработки (допуск в основном по IT6…IT8). Третья группа – свободные размеры по IT12…IT14. 4.2. Расчёт сил зажима. В курсовом проекте рассчитываются силы закрепления и характеристика привода. Сила зажима, схемы установки и характеристика привода рассчитывается по справочной литературе по проектированию приспособлений. 5. Заключение В нём содержится итоги выполненной работы, выводы, практическая значимость применяемых решений, возможность практического применения. 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 Приложение 3. 83 84 85 Приложение 4. 86 Примечание: ∆ц – посадка центров, мм. При небольшом диаметре центрового отверстия, мм (1; 2; 2,5; (4; 5; 6;); (7,5; 10); (12,5; 15); (20; 30) ∆ц соответственно ровна 0,11; 0,14; 0,18; 0,21; 0,25. εе – смещение оси отверстия относительно оси внешней поверхности; δD – допуск диаметра внешней поверхности; Smin – минимальный гарантированный зазор; δА – допуск размера базового отверстия; δВ – допуск размера оправки. 87 88 89 Приложение 6. Таблица 3.1. Характеристика методов обработки металлов давлением. Метод Размер Класс Толщина изготовления или Форма точности, Rа, стенки, Материал заготовок масса заготовки квалитет мкм мм Ковка: на молотах и прессах на молотах с использованием подкладного инструмента на ротационно-ковочных машинах. Штамповка: на молотах, прессах на чеканочных кривошипношатунных прессах вальцовкой Высадка Выдавлива-ние Волочение через фильеры для последующего изготовления отдельных заготовок Производстств о Стали, спец. сплавы Единичн ое, мелкосерийное. 3-5 Простая Гост 7829-89 7062-89 10 – 150 кг 3-5 Средней сложности Гост 7829-89 « « Мелкосе рийное Ø до 150мм 3-5 Тела вращения 0,04-0,6 мм До 0,40 « Серийно е До 0,4т 2,5 Простая Гост 7505-89 12,5 -3,2 « Серийно е, массовое До 0,1т 2,5 Средней сложности Гост 7505-89 12,5 -3,2 « « До 0,25т 2,5 3,20,8 « « 12,5 -3,2 Стали, сплавы цветных металлов « Стали, спец. сплавы « « « Rа Производство До 250 т До 0,015т 2,5 Ø до 200мм Ø 1-25 мм _ 2,5 Тела вращения Квалитет 11 - 15 Гост 7505-89 Простая Простая _ Фасонный профиль _ До 12,5 12,5 -3,2 3,20,80 Таблица 3.2. Характеристика методов получение заготовок литьём. Масса НаименьКласс Способ литья отливки, шая точности, Материал т толщина квалитет 90 стенок, мм 3–5 (чугун), 5–8 (сталь), 3–8 (цветные сплавы) В песчаные формы Не ограничено В формы многократного применения (цементные, графитовые, асбесто- и графитоалебастровые) 0,08 - 30 « В оболочковую форму До 0,15 3–5 (сталь), 1,0 – 1,5 Класс 1-3 Чугун,сталь, цветные и специальные сплавы 12,53,2 Единичное, серийное, массовое Класс 2-3 « « Серийное « 6,3 – 1,6 Серийное, массовое Сталь, труднообрабатываемые сплавы « « Квалитет 12 - 16 По выплавляемым моделям До 0,15 0,5 Квалитет 11 - 15 В замораживаемые формы До 0,14 « Квалитет 11 - 15 « 3,2 – 0,80 « 0,01 – 1,0 5-8 Квалитет 13 - 15 Чугун, сплавы цветных металлов 6,3 « Квалитет 12 - 16 « 3,21,6 « « 3,20,40 Крупносерийное, массовое Сталь, чугун 6,31,6 Единичное, серийное Центробежное В кокиль 0,25 – 7,0 3 (силумин1 0 (сталь), 15 (чугун) Под давлением До 0,01 0,5 Квалитет 11 - 15 По газифицированным моделям До 0,15 6–8 (сталь) Квалитет 13 - 15 Таблица 3.3. Удельная кривизна заготовок ∆к (мкм) на 1 мм длины. Заготовки Прокат калиброванный: 6-й квалитет 9-й квалитет Ø заготовки 5…25 Ø заготовки 25…50 Ø заготовки 50…75 0,5 1 0,5 0,75 0,5 91 Ø заготовки 75…120 Ø заготовки 120…150 Ø заготовки >150 10 – 11 квалитет 12 квалитет Прокат калиброванный после термообработки Прокат горячекатаный: после правки на прессе после термообработки Штампованные после правки после термообработки Отливки: плиты корпуса 2 1 1 3 2 1 2 1,3 0,6 0,15 0,12 0,1 0,08 0,06 0,05 2 1,3 1,3 0,6 0,6 0,3 2 1,5 1,5 1 1 1 1 0,8 0,7 0,6 0,5 0,5 2…3 0,7…1 2…3 0,7…1 2…3 0,7…1 2…3 0,7…1 2…3 0,7…1 2…3 0,7…1 Параметры, достигаемые после механической обработки. Rz Вид обработки h мкм Обработка наружных поверхностей Обдирочная обработка лезвийным инструментом отливок 2-го класса, горячего проката обычной точности, нежёстких валов, поковок с большими припусками и др. Черновая обработка лезвийным инструментом заготовок всех видов Чистовая обработка лезвийным инструментом и однократная обработка заготовок с малыми припусками Чистовое торцевое фрезерование Протягивание наружное Тонкая обработка лезвийным инструментом Шлифование предварительное Шлифование чистовое Бесцентровое шлифование калиброванного проката до термообработки Бесцентровое шлифование калиброванного проката после термообработки Обработка отверстий Сверление спиральными свёрлами Глубокое сверление Зенкерование: черновое чистовое Растачивание: черновое чистовое 92 100 100 50 50 30 30 10 5 3 10 5 15 10 20 10 6 12 0,3…0,8 - 40 20 60 30 50 30 50 40 50 20 50 25 Развёртывание: нормальное 10 25 точное 5 10 тонкое 3 Протягивание 4 6 Калибрование шариком или оправкой 0,6 Примечание: Виды развёртывания (нормальное, точное, тонкое) определяются допусками на диаметральные размеры развёрток. Приложение 7. Качество поверхностей заготовок. Вид заготовки Квалитет Отливки в земляные формы: 1-ого класса: наибольший габаритный размер отливки, мм: до 1250; 1250 до 3150. 2-ого класса: наибольший габаритный размер отливки, мм: до 1250; 1250 до 3150. Отливки в кокиль 12…14 Литьё в оболочковую форму 12…14 Литьё под давлением 9…12 Литьё по выплавляемым моделям 6…12 Штамповки массой, кг: до 0,25; 0,25…2,5; 2,5…25; 25…100; 100…200 Прокат горячекатаный диаметром, мм: 5…25; 26…75; 80…150; 160…250 Прокат калиброванный, гладкотянутый 7…12 Примечание: для отливок в земляные формы указано суммарное Rz+h. Rz h мкм 600 800 700 900 200 40 20 30 300 260 140 170 150 150 150 200 300 150 200 250 300 300 150 150 200 300 60 150 250 300 400 60 Качество торцовой поверхности после резки заготовок из горячекатаного проката Диаметр Допуск на Rz+h, НеперпендиСпособ резки заготовки, длину мм курярность 93 мм По упору на ножницах, дисковым пилами и приводными ножовками На прессах и дисковыми фрезами на отрезных станках заготовки, мм ±1 ±1,3 ±1,8 ±2,3 5…25; 26…75; 80…150; свыше 150 5…25; 26…75; ±0,3 ±0,4 торца к оси 0,3 0,2 0,01D 0,0007 D 5…25; ±0,25 26…75; ±0,35 0,2 0,045 D 80…150; ±0,4 свыше 150 ±0,5 Примечание: прирезке на пресс-ножницах и прессах получается вмятина и скос; вмятина в направлении, перпендикулярном к поверхности. Отрезными резцами на станках токарного типа 94 Приложение 8. Погрешность закрепления заготовок εз при установке на опорные штифты приспособлений, мкм Поперечный размер заготовок, мм Метод получения 183050120180260- 360заготовки 6-10 10-18 80-120 30 50 80 180 260 360 500 Установка в зажимное приспособление с винтовым или эксцентриковым зажимами Литьё: - в песчаную форму 100 100 150 175 200 225 250 300 350 машинной формовкой по металлической модели; - в постоянную форму; 100 110 120 130 140 150 160 180 200 по выплавляемым моделям; 80 90 100 110 120 130 140 150 - под давлением 70 80 90 100 110 120 130 140 Горячая штамповка 100 125 150 175 200 225 250 300 Горячекатаная 90 100 125 150 175 200 225 Предварительно 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 обработанная Чисто обработанная 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 Шлифованная 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Установка в зажимное приспособление с пневматическим зажимом Литьё: - в песчаную форму машинной формов90 100 120 140 160 180 200 240 280 кой по металлической модели; - в постоянную форму; 80 90 100 110 120 130 140 160 180 по выплавляемым моделям; 65 70 75 80 90 100 110 120 - под давлением 40 45 50 60 70 80 90 100 Горячая штамповка 90 100 120 140 160 180 200 240 Горячекатаная 70 80 100 120 140 150 180 Предварительно 65 70 75 80 90 100 110 120 130 140 обработанная Чисто обработанная 50 60 70 80 90 90 100 110 120 130 Шлифованная 40 50 60 70 80 80 90 100 110 120 Примечание: 1. Установка заготовки на магнитной плите не даёт погрешности обработки. 2. Поперечный размер заготовки принимать наибольшим в сечении по нормали к обрабатываемой поверхности. 3. Погрешность закрепления дана по нормали к обрабатываемой поверхности. Погрешность закрепления заготовок εз при установке на опорные пластинки приспособлений, мкм Поперечный размер заготовок, мм Метод получения 183050120180260- 360заготовки 6-10 10-18 80-120 30 50 80 180 260 360 500 Установка в зажимное приспособление с винтовым или эксцентриковым зажимами 95 Литьё: - в песчаную форму машинной формовкой по металлической модели; - в постоянную форму; по выплавляемым моделям; - под давлением - 100 110 120 135 150 175 200 240 280 55 60 70 80 90 100 110 120 130 140 40 50 60 70 80 90 100 110 - - 30 40 50 60 70 80 90 100 Горячая штамповка 100 110 120 135 150 175 200 240 Горячекатаная 90 100 110 120 135 150 175 Предварительно 40 50 60 70 80 90 100 110 120 обработанная Чисто обработанная 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Шлифованная 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Установка в зажимное приспособление с пневматическим зажимом Литьё: - в песчаную форму машинной формов80 90 100 110 120 140 160 190 кой по металлической модели; - в постоянную форму; 50 55 60 65 70 80 90 100 110 по выплавляемым моделям; 35 40 50 55 60 70 80 90 - под давлением 25 30 35 40 50 60 70 80 Горячая штамповка 80 90 100 110 120 140 160 190 Горячекатаная 70 80 90 100 110 120 140 Предварительно 35 40 50 55 60 70 80 90 100 обработанная Чисто обработанная 25 30 35 40 50 60 70 80 90 Шлифованная 15 20 25 30 40 50 60 70 80 Примечание: 1. Установка заготовки на магнитной плите не даёт погрешности обработки. 2. Поперечный размер заготовки принимать наибольшим в сечении по нормали к обрабатываемой поверхности. 3. Погрешность закрепления дана по нормали к обрабатываемой поверхности. 130 120 110 220 120 - 110 100 90 Погрешность закрепления заготовок εз при установке в радиальном направлении для обработки на станках, мкм Методы получения Поперечный размер заготовок, мм заготовки 101830801201802603606-10 50-80 18 30 50 120 180 260 360 500 Установка в зажимной гильзе (цанге) Холоднотянутая 40 50 60 70 80 калиброванная Предварительно 40 50 60 70 80 обработанная Чисто 20 25 30 35 40 обработанная 96 Установка в зажимное приспособление с винтовым или эксцентриковым зажимами Литьё: - в песчаную форму 220 270 320 370 420 500 600 700 800 машинной формовкой по металлической модели; - в постоянную форму; 150 175 200 250 300 350 400 450 550 по выплавляемым моделям; 50 60 70 80 100 120 140 160 - под давлением 25 30 35 40 50 60 70 80 Горячая 220 270 320 370 420 500 600 700 800 штамповка Горячекатаная 220 270 320 370 420 500 600 Предварительно 50 60 70 80 100 120 140 160 180 обработанная Чисто 25 30 35 40 50 60 70 80 90 обработанная Установка в пневматическом патроне Литьё: - в песчаную форму машинной 180 220 260 320 380 440 500 580 660 формовкой по металлической модели; - в постоянную форму; 120 140 170 200 240 280 320 380 440 по выплавляемым моделям; 40 50 60 70 80 90 100 120 - под давлением 20 25 30 35 40 45 50 60 Горячая 180 220 260 320 380 440 500 580 660 штамповка Горячекатаная 180 220 260 320 380 440 500 Предварительно 40 50 60 70 80 90 100 120 140 обработанная Чисто 20 25 30 35 40 45 50 60 70 обработанная Примечание: 1. При установке на оправку надо учитывать погрешность базирования и принимать погрешность закрепления заготовки в зависимости от крепления оправки в гильзе, патроне и зажимном приспособлении. 2. Установка заготовки в жёстких центрах не даёт погрешность закрепления в радиальном направлении. Погрешность закрепления, получающаяся при установке в плавающий передний и вращающийся задний центры, не учитывается, так как перекрывается отклонением заготовки под действием силы резания. 900 650 200 100 760 500 160 80 Погрешность закрепления заготовок εз при установке в осевом направлении для обработки на станках, мкм Поперечный размер заготовок, мм Метод получения 97 заготовок Холоднотянутая калиброванная Предварительно обработанная Чисто обработанная 6-10 101880- 12030-50 50-80 18 30 120 180 Установка в зажимной гильзе (цанге) 180260 260360 360500 40 50 60 70 80 - - - - - 40 50 50 70 80 - - - - - 20 25 30 35 40 - - - - - Установка в трёхкулачном самоцентрирующемся патроне Литьё: - в песчаную форму машинной формовкой по металлической 70 80 90 100 110 120 130 140 150 модели; - в постоянную форму; 60 70 80 90 100 110 120 130 140 по выплавляемым моделям; - под давлением 50 60 70 80 90 100 110 120 30 40 50 60 70 80 90 100 Горячая 70 80 90 100 110 120 130 140 150 штамповка Горячекатаная 70 80 90 100 110 120 130 Предварительно 50 60 70 80 90 100 110 120 130 обработанная Чисто 30 40 50 60 70 80 90 100 110 обработанная Установка в пневматическом патроне Литьё: - в песчаную форму машинной формовкой по металлической модели; 55 60 70 80 90 100 110 120 130 - в постоянную форму; по выплавляемым 55 60 65 75 80 90 100 110 120 моделям; - под давлением 45 50 55 65 75 80 85 90 25 35 45 50 65 70 70 80 Горячая 55 60 70 80 90 100 110 120 130 штамповка Горячекатаная 55 60 70 80 90 100 110 Предварительно 40 50 60 70 70 80 90 100 110 обработанная Чисто 25 30 35 40 50 60 70 80 90 обработанная Примечание: 1. При установке на оправку надо учитывать погрешность базирования и принимать погрешность закрепления заготовки в зависимости от крепления оправки в гиль98 160 150 140 120 140 130 120 100 зе, патроне и зажимном приспособлении. 2. Установка заготовки в центрах не даёт погрешности закрепления, но даёт погрешность базирования в осевом направлении. 99 Приложение 9. Отклонение геометрической формы при обработке на металлорежущих станках; размеры, мм Значение отклонений при Отклонение обработке Станки Примечание формы черновой чистовой Токарные Овальность при общего высоте центров: назначения до 400 0,03 0,02 до 800 0,06 0,04 Конусообразность 0,08 0,05 На длине 300 Вогнутость при обработке торцевой поверхности 0,06 0,04 На диаметре 300 Карусельные Овальность при наибольшем диаметре обработываемой детали: На диаметре: до 1600 0,04 0,025 400 1600 – 2500 0,06 0,04 600 2500 – 4000 0,08 0,05 1000 4000 - 8000 0,08 0,06 1500 8000 – 10000 0,10 0,07 2000 св. 10000 0,12 0,08 2000 Конусообразность, бочкообразность и седлообразность при наибольшем диаметре обрабатываемой детали: На длине: до 1600 0,08 0,05 800 1600 – 3200 0,10 0,07 1200 св. 3200 0,12 0,08 На длине 1500 Вогнутость при обработке торцовой поверхности и наибольшем диаметре обрабатваемого изделия: На диаметре: до 1600 0,12 0,08 1200 1600 – 2500 0,15 0,09 1600 2500 -4000 0,18 0,12 3000 4000 – 8000 0,23 0,15 5000 8000 – 10000 0,27 0,18 7500 св. 10000 0,35 0,24 75000 100 Продольнострогальные Фрезерные консольные От плоскостности От параллельности верхней обработанной поверхности основанию при длине строгания: до 1000 до 2000 до 3000 до 4000 до 6000 до 8000 От перпендикулярности обработанных верхней и боковой поверхностей при ширине строгания: до 2000 св. 2000 От плоскостности и параллельности верхней и обработанной поверхностей основанию От перпендикулярности боковых поверхностей основанию От взаимной перпендикулярности боковых (и торцовых) поверхностей 0,05 0,03 0,05 0,08 0,10 0,12 0,15 0,20 0,03 0,05 0,06 0,07 0,10 0,12 0,05 0,08 0,10 0,03 0,05 0,06 На длине 1000 - На длине: 300 500 300 150 0,05 0,04 300 0,08 0,05 1000 101 Продольнофрезерные Горизонтально – расточные От плоскостности От параллельности верхней обработанной поверхности основанию при длине обработки: до 1000 до 2000 до 3000 до 4000 до 6000 до 8000 От паральлельности боковых обработанных поверхностей От перпендикулярности боковых обработанных поверхностей верхней обработанной поверзнос ти Овальность при диаметре расточного шпинделя: от 50 до 90 св.90 до 160 св. 160 Конусообразность при диаметре расточного шпинделя от 50 до 90 св. 90 до 160 св. 160 Вогнутость при обработке торцовой поверхности суппортом планшайбы и диаметре расточного шпинделя: от 50 до 90 св. 90 От перпендикулярности осей отверстий, расточенных при подаче передней стойки или расточного шпинделя 0,08 0,05 0,08 0,10 0,12 0,15 0,19 0,05 0,05 0,03 0,05 0,06 0,07 0,10 0,13 0,03 На длине: 1000 1000 0,05 0,06/0,08* 0,08 0,08/0,10* 0,03 0,04/0,05* 0,05 0,05/0,06* - 0,06 0,08 0,10 0,04 0,05 0,06 На длине: 200 300 400 0,06 0,08 0,08 0,04 0,05 0,05 300 500 300 102 Круглошлифовальные От перпедикулярности оси отверстий плоскости, полученные фрезерованием при горизонтальной и вертикальной подачах Овальность при обработке в центрах и обработке отверстий для наибольшего диаметра детали: до 200 св.200 до 400 св.400 до 800 Конусообразность при обработке в центрах при наибольшем диаметре детали: до 200 св. 200 до 400 св.400 до 800 От параллельности шлифуемой и опорной плоскостей 0,08 0,05 300 0,010 0,012 0, 020 0,006 0,008 0,012 - 0,02 0,03 0,04 0,03 0,011 0,02 0,025 0,02 На длине: до 500 до 1000 На всей длине На длине 1000 Плоскошлифовальные с горизонтальным шпинделем и прямоугольным столом общего назначения * В числителе – обработка расточным шпинделем, в знаменателе – суппортом планшайбы 103 Св. 120 до 500 Св.50 до 120 Св. 18 до 50 До 18 Допуск формы, % по допускам размера Допуск размера по квалитетам Св. 120 до 500 Св.50 до 120 Св. 18 до 50 До 18 Допуск формы, % по допускам размера Допуск размера по квалитетам Приложение 10. Минимальные значения шероховатости поверхностей при различных допусках размера и формы Ra, мкм, не более, при Ra, мкм, не более, при номинальных размерах, мм номинальных размерах, мм IT3 100 60 40 0,2 0,1 0,05 0,4 0,2 0,1 0,4 0,2 0,1 0,8 0,4 0,2 IT9 100;60 40 25 3,2 1,6 0,8 3,2 3,2 1,6 6,3 3,2 1,6 6,3 6,3 3,2 IT4 100 60 40 100 60 40 100 60 40 100 60 40 0,4 0,2 0,1 0,4 0,2 0,2 0,8 0,4 0,2 1,6 0,8 0,4 0,8 0,4 0,2 0,8 0,4 0,2 1,6 0,8 0,4 3,2 1,6 0,8 0,8 0,4 0,2 1,6 0,8 0,4 1,6 0,8 0,4 3,2 1,6 0,8 1,6 0,8 0,4 1,6 0,8 0,4 3,2 1,6 0,8 3,2 3,2 1,6 IT10 IT12 IT13 100;60 40 25 100;60 40 25 100;60 40 3,2 1,6 0,8 6,3 3,2 1,6 12,5 6,3 6,3 3,2 1,6 6,3 3,2 1,6 12,5 6,3 6,3 3,2 1,6 12,5 6,3 3,2 25 12,5 6,3 6,3 3,2 12,5 6,3 3,2 25 12,5 IT14 IT15 100;60 40 12,5 12,5 25 12,5 50 25 50 25 100 1,6 3,2 3,2 3,2 IT16 100;60 25 50 100 60 0,8 1,6 3,2 3,2 IT17 40 25 25 50 40 0,4 0,8 1,6 1,6 Примечание: 1. Если относительный допуск формы меньше значения, указанного в таблице, то Ra следует назначать не более 0,15ITф (Тф – допуск формы). 2. Таблицей можно пользоваться при назначении параметра шероховатости, если по условиям сборки или работы изделия шероховатость поверхности не требуется ограничить более жёсткими пределами. Если точность сопряжения и метод обработки не позволяет определить требования к шероховатости, то её следует назначать по другим главным для данного случая признакам, ориентируясь на практические результаты передовых отраслей промышленности. 100 50 IT5 IT6 IT7 IT11 IT8 Продолжения приложения 10. Ra, мкм Квалитет Вид обработки Резка газовая: ручная машинная Отрезка: приводной пилой резцом фрезой абразивом Строгание: черновое чистовое тонкое Долбление: черновое чистовое Фрезерование цилиндрической фрезой: черновое чистовое тонкое Фрезерование торцовой фрезой: черновое 104 50 – 25 50 – 12,5 17 - 15 50 – 25*(12,5) 100 – 25* 50 – 25* 6,3 – 3,2 17 – 15 17 – 14 17 – 14 15 - 12 25 – 12,5* 6,3 – 3,2* 1,6 – (0,8) 14 – 12 13 – 11; 10** 10 – 8; 7** 50 – 25 12,5 – 3,2* 15; 14 13; 12 50 – 25 6,3 – 3,2* 1,6 – 0,80 14 – 12; 11** 11; 10** 9 – 8; 7** 12,5 – 6,3 14 – 12; 11** чистовое тонкое Фрезерование концевой фрезой: черновое чистовое Обтачивание при продольной подаче: обдирочное получистовое чистовое тонкое (алмазное) Обтачивание при поперечной подаче: обдирочное получистовое чистовое тонкое Сверление св. 15 мм: без кондуктора по кондуктору Зенкерование: черновое чистовое Растачивание: черновое получистовое чистовое тонкое (алмазное) Развёртывание: получистовое чистовое тонкое Протягивание: получистовое чистовое отделочное Зенкерование под углом Шабрение: грубое тонкое Опиловка Зачистка шлифовальной лентой (после резца или фрезы) Шлифование круглое: получистовое чистовое тонкое Шлифование плоское: получистовое чистовое тонкое Прошивка: чистовая тонкая 105 6,3 – 3,2*(1,6) 1,6 – (0,80) 11; 10** 9 – 8; 7** 25 – 6,3 6,3 – 1,6 14 – 12 11 100 – 25 12,5 – 6,3 3,2 – 1,6*(0,80) 0,80 – 0,40*(0,20) 17 – 15 14 – 12 9–7 6 100 – 25 12,5 – 6,3 3,2* 1,6 – (0,80) 16 – 17 15 – 14 13 – 11 11 - 8 25* - 12,5 - 14 – 12 11 25 – 12,5 6,3 – 3,2* 15 – 12 11 - 10 100 – 50 25 – 12,5 3,2 – 1,6*(0,80) 0,80 – 0,40*(0,20) 17 – 15 14 – 12 9–8 7 12,5 – 6,3* 3,2 – 1,6* 0,80 – (0,40) 10 – 9; 8** 7 – 8; 8** 7-6 6,3 3,2 – 0,80* 0,40 – (0,20) 6,3 – 3,2 9–8 8–7 7 - 6,3 – 1,6 0,80 – (0,10) 25 – (1,6) 11 9-8 11 - 8 1,6 – (0,20) 11 - 8 6,3 – 3,2 1,6 – 0,80 0,40 - 0,20*(0,10) 11 – 8 8–6 5 3,2 1,6 – 0,80* 0,40 – 0,20*(0,050) 11 – 8 8–6 7-6 1,6 – 0,40 1,6 (0,050) 9–7 7-6 Калибрование отверстий шариком или оправкой после сверления после растачивания после развертывания 1,6 – 0,40 1,6 – 0,40 1,6 – 0,050 9–8 7 7 Параметр шероховатости и степень точности при различных видах обработки деталей Вид обработки Нарезание резьбы: резцом плашкой фрезой резьбонарезной головкой метчиком Шлифование резьбы Накатывание резьбы Обработка зубьев червячных колёс: фрезерование шевингование червячных колёс Обкатывание и раскатывание роликами или шариками при исходном значении Ra=12,5…3,2 Наклёпыванием шариком при исходном значении Ra= 3,2…0,8 Развальцовка: чистовая тонкая Притирка: чистовая тонкая Полирование: обычное тонкое Доводка: грубая средняя тонкая отделочная (зеркальная) Хонингование: плоскостей цилиндров Суперфиниширование: плоскостей цилиндров Термохимическое упрочнение: цементация цианирование азотирование борирование кадмирование Химическое упрочнение: Ra, мкм 106 Степень точности 6,3 – 3,2 (1,6) 12,5 – 3,2 (6,30) 12,5 – 3,2* (1,6) 6,3 – 3,2* 12,5* - 3,2 (1,6) 1,6 – 0,40 3,2 – 0,20 8 – 6 (5) 8 (6) 8–5 8 – 7 (6) 7 (6,4) 6-4 8-4 3,2 – 1,6 1,6 – 0,80 1,6 – 0,40 9–7 7 9-6 0,80 – 0,20 - 1,6 – 0,40 0,20 – 0,10 7 6 3,2 – 0,40 1,6 – 0,10 7–6 5 1,6 – 0,20 0,10 – (0,050) 6 5 0,40* 0,20* - 0,10 0,050* 0,025 – 0,012(0,008) 7–6 6–5 5 0,40* - 0,10 0,20 – (0,050) 8–7 7-6 0,40 – 0,20*(0,050) 0,40 – 0,10*(0,050) 5 и выше 5 и выше 6,3 – 3,2 3,2 – 1,6 0,80 – 0,10 1,6 – 0,20 6,3 – 0,20 14 – 12 11; 12 9–7 9–7 9-7 хромирование 3,2 – 1,6 8-6 сульфидирование 3,3 – 0,80 9–7 оксидирование 1,6 – 0,20 8–6 никелирование 3,2 – 0,40 8-6 Обработка зубьев цилиндрических и конических зубчатых колёс: шевингование 1,6 – 0,80 (0,40) 7 обкатывание 1,6 – 0,80 7 шлифование 1,6 – 0,40 7–6 зубохонингование 0.80 – 0,012 7–6 притирка 0.80 – 0,012 7 (6) полирование 0.40 – 0,10 протягивание 3,2 – 1,6 8 Примечание: 1 . Значение Ra приведены для стали; для чугуна, алюминия и алюминиевых сплавов следуют брать меньшие значения параметра для сплавов на медной основе при слесарной обработке (опиловка, шабрение), шлифовании и доводочных работах (притирка, полирование, хонингование) – брать любые указанные интервалы. При остальных видах обработки – большие значения. 2. В круглых скобках указаны предельно достижимые значения параметра шероховатости и квалитета. 3. Средние значение для данного вида обработки отмечены одной звёздочкой. 4. Квалитеты для чугуна отмечены двумя звёздочками. 107 Приложение 11. Примеры обозначение покрытий. Способ получения Катодное восстановление Химический Анодное окисление Покрытие Кадмиевое толщиной 15 мкм, хроматирование Кадмиевое толщиной 6 мкм, фосфатированое в растворе, содержащим азотнокислый барий, хроматированное и пропитанное маслом. Хромовое твёрдое толщиной 24 мкм. Хромовое двуслойное: «молочное» толщиной 24 мкм, твёрдое толщиной 12 мкм. Никелевое толщиной 15 мкм, матовое, обработанное гидрофобизирующей жидкостью 136-41 Хромовое толщиной 1 мкм или менее, блестящее, с подслоем меди толщиной 15 мкм и трёхслойного никеля толщиной 21 мкм Цинковое толщиной 3 мкм, фосфатированное, для резьбовых деталей с шагом резьбы до 0,45 мм (с ограниченной максимальной толщиной). Покрытие толщиной 9 мкм сплавом медь – олово – свинец с массовой долей меди 7 – 78% олова 10 – 18%, свинца 4 – 20% Покрытие толщиной 3 мкм сплавом олово свинец с массовой долей олова 55 – 60%, оплавленное. Кадмиевое толщиной 3 мкм по подслою никеля толщиной 9 мкм, хроматированное с последующей термической обработкой для образования диффузного слоя. Никелевое толщиной 9 мкм, гидрофобизированное. Никель-фосфорное с массовой долей никеля 88 - 94%, фосфора 6 – 12%, толщиной 15 мкм Окисное с последующим нанесением лакокрасочного покрытия. Фосфатное с последующим нанесением голубой эмали АС-182 по классу 111 для эксплуатации покрытия на открытом воздухе в умеренном микроклиматическом районе. Окисно-хроматное с последующим нанесением лакокрасочного покрытия. Окисно-станатное с последующим нанесением лакокрасочного покрытия. Окисное твёрдое толщиной 30 мкм, пропитанное маслом. Окисное твёрдое пропитанное маслом 137. Окисное, полученное в растворе бихромата калия. Окисное, окрашенное в бронзовый цвет в процессе анодного окисления. 108 Обозначение Кд15.хр Кд6.окс.фос.хр.прм Хтв24 Хмол24;Хтв12 Н15.м.гфж.136-41 ГОСТ 10834-82 М15.Нт21.Х.б Ц3-6.фос М-О-С (78; 18) 9 О-С (60) опл. ГТ.Н9.Кд3.хр ГТ.Н9.Кд3.хр Хим.Н-Ф(94)15 Хим.Окс.лкп Хим.Фос/Эмаль АС-182 голубая ГОСТ1902484.111.V1 Хим.Окс.Хром.лкп Хим.Окс.Стан.лкп Ан.Окс,тв30.прм Ан.Окс.тв.масло137 -02 ТУ 6-02-897-89 Ан.Окс.хр Аноцвет. бронзо- Горячий Окисно-фторидное с последующим нанесением лакокрасочного покрытия. Фторидно-хроматно-фосфатное Оловянное Покрытие сплавом олово-свинец из припоя бессурьмянистого, изготовленного в виде чушки марки ПОС 40. Алюминиевое толщиной 60 мкм Металлизация 109 вый Ан.Окс.Фтор.лкп Ан.Фтор.Хром.Фос. Гор.О Гор.Припой Ч ПОС 40 ГОСТ 21930-86 Мет. А60 Приложение 12 Примеры рационального применения электрофизических и электрохимических методов обработки Характеристика операции Метод обработки Выполняемая операция Электроконтактный Заготовительная Вырезка по контуру Анодномеханическая Заготовительная Заготовительная Электроимпуль сный Копироваль- нопрошивочная Копироваль- нопрошивочная Прошивка отверстий диаметром 0,11,5 мм Электроискро- вой Прорезка щелей шириной 0,1-0,3 мм Вырезка по контуру Вид обработки; детали Детали из стали Обдирка слитков, разрезка заготовок, предвариттельное формообразование заготовок Разрезка заготовок предварительное формообразование заготовок Разрезка заготовок, предвариттельное формообразование заготовок Штампы, прессфрмы, лопатки турбин Штампы, прессформы, лопатки турбин Клапаны, форсунки Детали электронновакуумной техники Точные детали 110 Максимальная Производительность, мм3/мин 106 5·103 Ra, мкм Квалитет Не устанавливается 25·103 50 –12,5 11 - 9 15·103 25 – 12,5 11 – 9 15·103 25 – 12,5 11 - 9 6,3 – 0,20 9–5 600 Время прошивки 0,3-3,0 мин 3 Скорость резки 10 мм/мин 9-7 3,2 –1,6 7-5 1,6 – 0,4 1,6 – 0,4 7-5 7-5 Шлифование Скругление острых углов, снятие заусенец Прошивка отверстий диаметром 2-100 мкм Форсунки, фильтры, жиклёры, пористые поверхности Копироваль-нопрошивочная Электрохимии ческий Электроннолучевой Световым лучом Прошивка отверстий диаметром 2-100 мкм Прорезка щелей шириной менее 100 мкм Электрохимико механический 3 Детали топливной аппаратуры Штампы, прессформы, лопатки турбин Зубчатые колёса, форсунки, детали автоматики Хонингова- ние 300 – 500 сек 1 см3 0,8 – 0,4 11 – 9 Продолжительность операции 2 – 3 мин 0,80 – 0,40 14 8 0,80 – 0,20 9-7 Форсунки, фильтры, жиклёры, пористые поверхности 5 0,80 – 0,40 11 – 12 Маски для микросхем, щелевые диафрагмы 8 5 3,2 0,80 11 12 Зеркала из коррозийно стойкой стали, волноводы 20 см2 поверхности в 1 мин 0,0250,008 Обусловлен квалитетом предыдущей операции Детали из твёрдых сплавов Разрезка Заготовительная пластинок Анодномеханический Шлифование Электроимпуль ный Ультрозвуковой Копироваль- нопрошивочная Копироваль- нопрошивочная Копироваль- нопрошивочная, Электроискро- вой прошивка отверстий Ø 0,5 Кондукторные втулки, фильеры, твёрдосплав- ные фрезы Твёрдосплав- ные штампы, пуансоны Твёрдосплав- ные штампы, пуансоны Фильеры 250 25 – 12,5 11 30 1,60-0,80 9-7 500 12,5 – 6,3 11 - 9 200 0,40 – 0,10 9–7 120 5 3,2 – 1,60 3,2 – 1,60 7-5 9 Скорость резки 111 – 1,5 мм Вырезка Шлифование Сопряжённые детали твёрдосплавных штампов Кондукторные втулки, фильеры, твёрдосплав- ные фрезы 112 10 мм2/мин 1,60 – 0,20 7–5 5 0,40 7-5 Приложение 13 Числовые значения величин шероховатости. Класс чистоты поверхности (по ГОСТу 2789-59) Наибольшее значение величин шероховатости в мкм Ra 80 40 20 10 5 2,5 1,25 0,63 0,32 0,16 0,08 0,04 0,02 0,01 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Базовая длина l в мм Rz 320 160 80 40 20 10 6,3 3,2 1,6 0,8 0,4 0,2 0,1 0,05 8 8 2,5 0,8 0,25 0,08 Приложение 14 Шероховатость поверхности литых заготовок. Вид обработки Литьё в песчаные формы (в землю) Литьё в кокиль Литьё по выплавляемым моделям Литьё в оболочковые формы Литьё под давлением Центробежное литьё Материал Чёрные металлы Цветные металлы Чёрные металлы Цветные металлы Чёрные металлы Цветные металлы Чёрные металлы Цветные металлы Цинковые, магниевые, алюминиевые сплавы -- 113 Шероховатость поверхности возможная RZ 320-(80) RZ160-(40) RZ80-(20) RZ40-(10) RZ40-(Ra1,25) RZ40-(Ra1,25) оптимальная RZ400 RZ80 RZ20 RZ80-(40) RZ40-(Ra1,25) RZ40 RZ20- (Ra0,63) RZ20 RZ80 RZ20 Приложение 15 Шероховатость поверхностей деталей, обработанных давлением. Вид обработки Горячая ковка в штампах………………………………….. Горячая вырубка и пробивка……………………………… Горячая объёмная штамповка: без калибрования……………………………………… то же с электронагреванием………………………….. c плоскостной холодной калибровкой………………. с объёмной холодной калибровкой………………….. Холодная объёмная штамповка: чеканка………………………………………………… осадка………………………………………………….. высадка………………………………………………… объёмная формовка…………………………………… калибровка…………………………………………….. выдавливание (прямой метод)……………………….. Холодная штамповка в вытяжных штампах: вытяжка полых деталей простой формы (корпусы, стаканы)……………………………………………...... то же, но глубокой вытяжкой………………………… Холодная штамповка в вырубных, пробивных и зачистных штампах: контурные размеры при вырубке плоских деталей… контурные размеры при пробивки…………………... то же при зачистке……………………………………. то же при зачистке и калибровке……………………. Круглый холодный прокат………………………………... Прокат труб………………………………………………… Прокат листовой………………………………………….... Прокат ленты……………………………………………….. 114 Шероховатость поверхности RZ320 – RZ40 RZ320 – RZ40 RZ160 – RZ40 RZ80 – RZ20 RZ10 – Ra0,32 RZ10 – Ra0,32 Ra0,63 – Ra0,32 RZ20 – RZ10 RZ20 – RZ10 RZ10 – Ra1,25 Ra0,63 – Ra0,32 Ra1,25 – Ra0,63 RZ10 – Ra0,63 RZ10 – Ra0,63 RZ20 – RZ10 RZ20 – RZ10 RZ10 – Ra0,63 RZ10 – Rа0,63 RZ10 – Ra0,32 Ra1,26 – Ra0,63 RZ10 – Ra0,32 Ra1,25 – Ra),16