Современные тенденции развития машиностроительного оборудования и в первую очередь объектов металлообрабатывающей промышленности характеризуются повышением уровня автоматизации и внедрением качественно новых конструкций станков с ЧПУ (числовым программным управлением). Современные достижения в области электроники, появление новых видов интегрированных микропроцессорных систем позволяют создавать эффективные системы управления и высокоточное оборудование на их базе. На предприятиях, функционирующих в новых экономических условиях, когда требуется создание высококачественной конкурентоспособной продукции, все в большей степени используются станки с ЧПУ, так как на станках с программным управлением возможна оптимальная обработка геометрически сложных деталей в условиях среднесерийного, мелкосерийного и единичного производства. Постоянное совершенствование систем ЧПУ, неуклонное повышение их надежности и снижение себестоимости делает перспективным применение систем ЧПУ также в условиях крупносерийного переналаживаемого производства. Современный этап развития машиностроения ознаменован широкой модернизацией ранее выпущенных станков с ручным управлением путем их оснащения системами ЧПУ.

Конструкции устройств ЧПУ, систем управления высокого уровня постоянно развиваются и совершенствуются.

Начало промышленного применения станков с числовым программным управлением относится к концу 1950-х г.г. На этом этапе автоматизации производства станки с ЧПУ пришли на смену копировально-фрезерным станкам при обработке фасонных поверхностей: шаблон заменила магнитная или перфорированная лента, которая позволила ввести числовой (цифровой) метод задания программы (информации). Появились микропроцессорные средства управления для реализации приема, обработки и передачи цифровой информации.

Применение станков с ЧПУ позволяет получать значительный экономический эффект и высвобождать большое число оборудования с ручным управлением. Эффективность станков с ЧПУ, по отечественным и зарубежным данным, характеризуется ростом производительности; числом заменяемых универсальных станков с ручным управлением; сокращением сроков подготовки производства и технологической оснастки; уменьшением брака; обеспечением взаимозаменяемости деталей; сокращением или полной ликвидацией разметочных и слесарно-подгоночных работ; обеспечением существенного уменьшения трудоемкости изготовления и повышения производительности труда.

Опыт использования станков с ЧПУ показал, что эффективность их применения особо возрастает при требуемом повышении точности, усложнении условий обработки, при необходимости в процессе обработки взаимного перемещения детали и инструмента в пяти-шести координатах, при многоинструментальной многооперационной обработке деталей с одного установа и т.п.

Важными составляющими эффективности использования станков с ЧПУ явились значительное уменьшение доли тяжелого ручного труда рабочих, сокращение потребности в квалифицированных станочниках-универсалах, изменение состава работников металлообрабатывающих цехов. В этой с вязи можно выделить следующие основные направления научной организации труда при внедрении станков с ЧПУ: привлечение специалистов к непосредственному процессу изготовления деталей; организация многостаночного обслуживания; комплексная автоматизация изготовления деталей при мелко- и среднесерийном производстве с осуществлением управления работой в цехе от ЭВМ.

Практически во всех отраслях машиностроения в последние годы применение станков с ЧПУ стало одним из главных направлений при решении задач автоматизации обработки металлов резанием.

1. Общий раздел

1.1. Назначение и конструкция детали

Деталь «Гайка» 2ТЭ70.31.06.113 применяется в дизелестроении для разъемного соединения, крепления дизеля 70.31.06.113.

«Гайка» изготовлена - Сталь 40 ГОСТ 1050-88 – углеродистая качественная сталь.

Таблица 1- химический состав легированной стали.

Массовая доля элементов % по ГОСТ 1050-88
Cu	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	As
≤ 0.25	0.17-0.37	0.50-0.80	≤ 0.04	≤ 0.035	≤ 0.25	≤ 0.25	≤ 0.08

Таблица 2- механические свойства при комнатной температуре по ГОСТ 1050-88.

Закалка, t0C	Охлаждаю-щая среда	Сечение, мм	σ0,2, Н/мм2	σВ, Н/мм2	, %	KCU, Дж/см2
820-870	Вода или масло	От 40 до 100	355	600-750	19	202

Назначение: После нормализации или без термообработки — крюки кранов, стропы, серьги, башмаки, подмоторные рамы, косынки, муфты, цилиндры, вкладыши подшипников и другие неответственные ненагруженвые детали.

Детали сварных конструкций с большим объемом сварки.

Трубопроводы, кованые детели ТЗС и АЭС, пароперегреватели, трубные пучки теплообменных аппаратов, коллекторы, корпуса аппаратов и другие детали, работающие при температуре от- 40 до + 450°С под давлением.

После химико-термической обработки — фрикционные диски, поршневые пальцы, кулачковые валики, червяки, шестерни, толкатели и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и износостойкости при невысокой

прочности сердцевины.

1.2 Анализ детали на технологичность.

Под технологичностью конструкции понимают ее соответствие требованиям минимальной трудоемкости и материалоемкости.

Цель анализа на технологичность – это выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможно улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.

Отработка конструкции на технологичность – комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции детали по установленным показателям, произведение качественной и количественной оценки технологичности конструкции.

Качественная оценка производится по следующим параметрам:

- материал – допустимо;

- форма и качество обрабатываемых поверхностей – хорошо;

- простановка размеров – хорошо;

- заготовка – прокат.

Количественная оценка технологичности.

Таблица 3- количественный метод оценки технологичности конструкции.

Наименование поверхности	Количество поверх-ностей	Количество унифици-рованных элементов	Квалитет точности	Параметр шерохова-тости Ra, мкм
Наружная поверхность:
 40	2	2	14	6,3
 30	1	1	14	6,3
Резьбовая поверхность:
М27×2-6Н	1	1	10	2,5
Радиус:
R 2	1	1	14	6,3
Фаска:
30о	2	2	14	6,3
2×45о	1	1	14	6,3
Линейные размеры:
7	1	1	14	6,3
29	1	1	14	2,5
41*	3	3	17	25
ИТОГО	Σ 13	Σ 13

Показатели технологичности конструктивных элементов детали:

- Коэффициент унификации конструктивных элементов детали

, (1)

где Q_у.э и Q_э – соответственно число унифицированных конструктивных элементов детали и общее.

.

- Коэффициент использования материала.

, (2)

где m_д – масса детали, кг;

m_з – масса заготовки, кг.

.

, (3)

где А_ср. – средний квалитет точности.

.

.

- Коэффициент шероховатости поверхности.

,

где Б_ср. – средняя шероховатость поверхности, мкм.

мкм

.

Каждый коэффициент сравниваем с нормативными по ГОСТ 14.209– 85

К_у.э.= 1 0,60 (5)

К_и.м.= 0,48<0,75 (6)

К_т.ч.= 0,92 0,80 (7)

К_ш= 0,0997< 0,32 (8)

На основании выполненных расчетов можем считать деталь технологичной, за исключением коэффициента использования материала, т.е. необходимо применить более прогрессивный метод получения заготовки.