26

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«ПОЛОЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Технология и оборудование машиностроительного производства»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ по дисциплине

«Технология машиностроения (производство машин)»

для студентов специальности 1-36 01 01

«Технология машиностроения»

Новополоцк 2012

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Проектирование маршрутного технологического процесса

Цель работы – ознакомление с принципами проектирования маршрутных технологических процессов и практическое освоение правил оформления маршрутных карт, используемых при разработке технологических процессов механической обработки деталей машин.

Работа рассчитана на четыре академических часа.

Основные положения

Для проектирования технологического процесса исходными данными являются рабочий чертёж детали, годовая программа выпуска деталей. После анализа технологичности детали, выбора производства и метода получения заготовки следует приступать непосредственно к разработке технологического процесса. Маршрут обработки назначают на основании технических требований чертежа детали и заготовки, начиная с выбора метода окончательной обработки, обеспечивающей заданные чертежом детали точность и состояние поверхностного слоя. Проектирование маршрута обработки изделия является сложной и ответственной задачей с большим количеством вариантов решений. С целью экономии времени в лабораторной работе разрабатывается один вариант реализации технологи­ческого процесса механической обработки данной детали. При этом следует придерживаться следующих правил:

1) с целью экономии труда и времени при разработке варианта технологических процессов следует использовать типовые процессы обработки деталей и типовых поверхностей деталей (приложение А);

2) не проектировать обработку на уникальных станках. Их исполь­зование должно быть технически и экономически оправдано;

3) использовать (по возможности) только стандартный режущий и измерительный инструмент;

4) стремиться к обработке наибольшего количества поверхностей данной детали за одну установку и т.п.

При установлении общей последовательности обработки учитывается то, что в первую очередь обрабатываются поверхности, принятые за технологические базы и по которым во время дальнейшей обработки базируется деталь.

В качестве технологических баз выбирают :

- при обработке деталей типа "вал" из штучной заготовки - ось цен­тровочных отверстий, получаемых либо на фрезерно-центровальной, либо на последовательно выполняемых отрезной и центровальной операциях;

- при обработке деталей типа "вал" из проката - наружная цилинд­рическая поверхность заготовки;

- при обработке деталей типа "втулка", получаемых из трубного проката, - наружная цилиндрическая поверхность заготовки или имею­щееся осевое отверстие;

- при обработке деталей типа "втулка", получаемых из круглого проката, - наружная цилиндрическая поверхность;

- при обработке корпусных деталей - наиболее протяженная наруж­ная плоская поверхность детали.

Основными операциями формирования черновых технологических баз являются:

- отрезная + центровальная;

- токарная;

- карусельно-токарная;

- токарная + центровальная;

- фрезерная;

- фрезерно-центровальная;

При выборе баз необходимо четко представлять общую последовательность обработки детали, стремится к более полному выдерживанию принципа совмещения баз. Выдерживание принципа постоянства баз способствует повышению точности взаимного положения поверхностей деталей. Соблюдение принципа постоянства баз повышает однотипность приспособлений и схем установки, что особенно важно при автоматизации процессов обработки. При вынужденной смене баз надо переходить от менее точной к более точной базе. При выборе технологических баз следует учитывать некоторые дополнительные соображения: удобство установки и снятия заготовки, надёжность и удобство ее закрепления, возможность подвода режущих инструментов с разных сторон заготовки.

Одновременно с выбором баз, устанавливается маршрут обработки отдельных поверхностей, к которым предъявляются повышенные требования по точности и по шероховатости. Такой маршрут обработки устанавливают исходя из требований рабочего чертежа и вида принятой заготовки. Осуществление предварительной обработки поверхностей позволяет на ранних стадиях обработки выявить возможные дефекты поверхностей детали из-за дефектов заготовки.

По заданным параметрам точности и шероховатости данной поверхности и с учетом размеров, массы и формы заготовки выбирается метод окончательной обработки. Базируясь на завершающий и начальный методы обработки, устанавливают промежуточные методы обработки. При построении маршрута исходят из того, что каждый последующий метод обработки должен быть точнее предыдущего. Закончив анализ маршрутов обработки отдельных поверхностей, определяют маршрут обработки всей детали с учетом приведенных выше соображений.

После определения общего плана обработки следует наметить содержание операций и выбрать тип оборудования (приложение В). При проектировании содержания операций необходимо стремиться к уменьшению их трудоёмкости, к максимально возможной концентрации выполняемых переходов на одном рабочем месте. Выбор оборудования определяют условия производства, технологические возможности станков, их точность, производительность, возможность обработки данного вида детали и др. В зависимости от типа производства используются и различные модели станков. Для массового производства следует использовать автоматы, полуавтоматы, автоматические линии, агрегатные станки, а для серийного производства предпочтение следует отдавать станкам с ЧПУ, переналаживаемым линиям и т.д. Разрабатывая технологический процесс в условиях конкретного производства, следует в наибольшей степени использовать имеющееся в цехе или на участке оборудование.

Окончательный выбор маршрута технологического процесса осуществляется на стадии сравнения вариантов обработки по технико-экономическим показателям. Для окончательной разработки принимается тот технологический процесс, который при обязательном условии обеспечения требуемого качества изделия обеспечивает наименьшую себестоимость его обработки. В маршрутном технологическом процессе также следует предусматривать в случае необходимости контрольные, слесарные и др. операции.

Разработанный технологический процесс записывают в маршрутную карту.

Маршрутная карта (МК) является составной и неотъемлемой частью комплекта технологической документации, разрабатываемой на технологические процессы изготовления или ремонта изделий и их составных частей. Формы МК устанавливаются ГОСТ 3.1118-82, являются унифицированными, и их следует применять независимо от типа и характера производства, а также степени детализации описания технологических процессов.

При маршрутном и маршрутно-операционном описании технологического процесса маршрутная карта является одним из основных документов, на котором описывается весь технологический процесс в технологической последовательности выполнения операций. При операционном описании технологического процесса маршрутная карта выполняет роль сводного документа, в котором указывается адрес информации (номер цеха, участка, рабочего места), наименование операции, перечень документов при выполнении операций, технологическое оборудование и трудозатраты (приложение)

Порядок выполнения работы

1. Изучить конструкцию детали, определить технологические базы, ориентируясь на таблицы точности и качества поверхностных слоев при обработке (приложение) и учитывая конфигурацию обрабатываемой поверхности, материал, массу и другие факторы, установить для заготовки маршрут обработки, наметить содержание операций.

2. Для каждой операции выбрать тип оборудования (приложение В).

3. Заполнить маршрутную карту в соответствии с разработанным технологическим процессом, приняв операционный способ описания.

4. Составить отчёт.

Содержание отчёта

1. Название и цель работы.

2. Чертёж детали для разработки маршрутного технологического процесса.

3. Перечень операций маршрутного технологического процесса с указанием схем базирования.

4. Маршрутная карта разработанного технологического процесса.

Контрольные вопросы

1. Какие поверхности заготовки обрабатываются в первую очередь?

2. Какие условные стадии разработки техпроцесса обработки можно выделить?

3. Что определяет выбор оборудования?

4. Что является критерием окончательного выбора типа оборудования?

5. Что записывается в маршрутную карту при маршрутно-операционном описании техпроцесса?

6. Что отражают служебные символы МК?

7. Как записывается информация в МК?

8. В какой строке указываются требования по технике безопасности или охране труда?

Список используемых источников

1. Добрынев И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения», 1985.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т., 1982.

3. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения.- Минск: Вышейшая школа, 1983.

4. Справочник технолога-машиностроителя / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерекова.- М.: Машиностроение, 1,2.т., 1986.

5. Маталин А.А. Технология машиностроения: учеб. для машиностроительных вузов по спец. «Технология машиностроения» – Л.: Машиностроение, 1985. – 496 с.

6. Гусев А.А. и др. Технология машиностроения: учеб для вузов.- М.: Высшая школа, 1986. – 480 с.

7. Балабанов А.Н. Контроль технической документации. Изд. 2-е дополн. и перераб.- М.: Издательство стандартов, 1988.-352с.

8. Марочник сталей и сплавов/ Под общ.ред. В.Г. Сорокина.- М.: Машиностроение, 1989.

9. Справочник. Технологичность конструкции изделия/ Под.ред. Ю.Д. Амирова.- М.: Машиностроение, 1990.

10. Обработка металлов резанием: Справочник технолога/ А.А. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Под общ. Ред. А.А. Панова.- М.: Машиностроение. 1988.-736 с.:ил.

11. Сборник задач, упражнений и практических заданий по технологии машиностроения: учеб. Пособие В. И. Аверченков и др. - Новополоцк: ПГУ, 2008. -321 с.

12. ГОСТ 21495-84. Базирование и базы в машиностроении.

13. ГОСТ 3.1702-79. Правила записи операций и переходов. Обработка резанием.

14. Металлорежущие станки / Под ред. В.Э. Пуша.- М.: Машиностроение, 1985.

15. Обработка металлов резанием. Спрвочник технолога/ Под ред. Г.А. Монахова.- М.: Машиностроение, 1974.

Приложение А

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАЛОВ

Характеристика валов

В технологии машиностроения в понятие валы принято включать собственно валы, оси, пальцы, штоки, колонны и другие подобные детали машин, образованные наружными поверхностями вращения при значительном преобладании длины над диаметром. Конструктивное разнообразие валов вызывается различным сочетанием цилиндрических, конических, а также зубчатых (шлицевых), резьбовых поверхностей. Валы могут иметь шпоночные пазы, лыски, осевые и радиальные отверстия.

Технологические задачи формулируют в соответствии с рекомендациями и охватывают требованиям к точности детали по всем ее параметрам.

Точность размеров. Точными поверхностями валов являются, как правило, его опорные шейки, поверхности под детали, передающие крутящий момент. Обычно они выполняются по 6...7-му квалитетам.

Точность формы. Наиболее точно регламентируется форма в продольном и поперечном сечениях у опорных шеек под подшипники качения. Отклонения от круглости и профиля в продольном сечении не должны превышать 0,25...0,5 допуска на диаметр в зависимости от типа и класса точности подшипника.

Точность взаимного расположения поверхностей. Для большинства валов главным является обеспечение соосности рабочих поверхностей, а также перпендикулярности рабочих торцов базовым поверхностям. Как правило, эти величины выбираются по V – VII степеням точности.

Качество поверхностного слоя. Шероховатость базовых поверхностей обычно составляет Rа =3,2...0,4 мкм, рабочих торцов Rа = 3,2...1,6 мкм, остальных несоответственных поверхностей Rа = 12,5...6,3 мкм. Валы могут быть сырыми и термообработанными. Твердость поверхностных слоев, способ термообработки могут быть весьма разнообразными в зависимости от конструктивного назначения валов. Если значение твердости не превышает НВ 200...230, то заготовки подвергают нормализации, отжигу или термически не обрабатывают. Для увеличения износостойкости валов повышают твердость их рабочих поверхностей. Часто это достигается поверхностной закалкой токами высокой частоты, обеспечивающей твердость НRС 48...55. Поверхности валов из малоуглеродистых марок стали подвергают цементации на глубину 0,7...1,5 мм с последующей закалкой и отпуском. Таким способом можно достичь твердости НRС 55...60.

Пример формулировки технологических задач:

− точность размеров основных поверхностей находится в пределах 6...8-го квалитетов, а размеры с неуказанными отклонениями выполняются по 14-му квалитету;

− точность формы регламентируется для опорных шеек допусками круглости и профиля в продольном сечении – 0,006 мм, а у остальных поверхностей погрешности формы не должны превышать определенной части поля допуска на соответствующий размер (например, для нормальной геометриче-

ской точности 60 % от поля допуска);

− точность взаимного расположения задается допусками радиального и торцового биений (соответственно 0,02 мм и 0,016 мм) относительно базы;

− шероховатость сопрягаемых цилиндрических поверхностей ограничивается значениями Rа = 0,8 мкм, а торцовых – Rа = 1,6 мкм; шероховатость несопрягаемых поверхностей – Rа = 6,3 мкм; шлицевый участок подвергается термообработке ТВЧ НRС 50...55.

К технологичности валов предъявляются некоторые специфические требования.

1 Перепады диаметров ступенчатых валов должны быть минимальными. Это позволяет уменьшить объем механической обработки при их изготовлении и сократить отходы металла. По этой причине конструкция вала с канавками и пружинными кольцами технологичнее конструкции вала с буртами.

2 Длины ступеней валов желательно проектировать равными или кратными длине короткой ступени, если токарная обработка валов будет осуществляться на многорезцовых станках. Такая конструкция позволяет упростить настройку резцов и сократить их холостые перемещения.

3 Шлицевые и резьбовые участки валов желательно конструировать открытыми или заканчивать канавками для выхода инструмента. Канавки на валу необходимо задавать одной ширины, что позволит прорезать их одним резцом.

4 Валы должны иметь центровые отверстия. Запись в технических требованиях о недопустимости центровых отверстий резко снижает технологичность вала. В таких случаях следует заметно удлинять заготовку для нанесения временных центров, которые срезают в конце обработки.

Типовые маршруты изготовления валов

Рассмотрим основные операции механической обработки для изготовления вала с типовыми конструктивными элементами и требованиями к ним.