3.1 Содержание

В содержании указываются введение, наименование всех частей, разделов и подразделов, заключение, список использованных источников и литературы, наименование приложений с указанием номеров страниц, с которых начинаются эти элементы работы (кроме приложений). Содержание помещается вслед за титульным листом.

3.2 Введение

Введение должно содержать:

• обоснование актуальности темы ВКР;

• цель ВКР;

• перечень задач, выполнение которых необходимо для достижения цели, ожидаемый

результат;

• новизны и практической значимости ВКР;

• современное состояние производственной задачи, которой посвящена ВКР;

• обзор литературы;

• описание структуры квалификационной работы.

Основное внимание во введении должно быть уделено автоматизации и роботизации производства, применению ГПС, внедрению новой техники и прогрессивной технологии, проведению других мероприятий для повышения производительности труда и снижению себестоимости.

При составлении обзора литературы нужно определить, что они дают для изучения поставленной проблемы, а также обратить внимание, на какие источники опираются их авторы. При этом следует помнить, что анализ исследуемых источников и литературы нельзя подменять простым перечислением нормативно-правовых актов, работ и их авторов.

Объем введения составляет примерно 1–2 страницы.

3.3 Технологическая (конструкторская) часть

Технологическая (конструкторская) часть ВКР, независимо от выбранной темы, должна состоять из описательной части, отображающей теоретические аспекты выбранной темы, и содержательной, в которой приводятся методика и техника исследования, излагаются полученные результаты, даются практические рекомендации и формулируются выводы. Текстовая часть дипломного проекта оформляется в виде пояснительной записки, содержащей обоснования, расчеты и показатели разработанных и рекомендуемых решений.

В конце каждого раздела должны быть сформулированы выводы.

Содержание разделов и подразделов основной части должно точно соответствовать теме ВКР и полностью ее раскрывать.

В основной части ВКР выбор формы представления иллюстративного материала (таблицы, диаграммы, рисунки, графики, схемы, фотодокументы и т. д.) зависит главным образом от цели и характера темы работы и должен нести максимум полезной информации. Основная часть ВКР по специальности «Технология машиностроения» должна включать следующие разделы:

• Служебное назначение детали.

• Определение типа производства.

• Технологичность конструкции детали.

• Расчет и выбор вида заготовки.

• Маршрутный технологический процесс.

• Расчет припусков.

• Выбор оборудования, приспособлений, режущего, вспомогательного и мерительного инструментов.

• Расчет режимов резания.

• Нормирование операций.

• Расчет и конструирование режущего инструмента.

• Расчет и конструирование мерительного инструмента.

• Расчет и конструирование приспособления.

• Планировка участка

3.3.1 Служебное назначение детали. В процессе проектирования обучающийся должен ознакомиться с конструкцией детали, ее назначением и условиями работы в узле и механизме. Для обоснования изложения этого раздела необходимо изучить чертеж общего вида, узла или механизма, в который входит рассматриваемая деталь, дать описание назначения самой детали, основных ее поверхностей и влияния их взаимного расположения, точности и шероховатости поверхностей на качество работы механизма, для которого изготавливается деталь.

Из описания назначения и конструкции детали должно быть ясно, какие поверхности и размеры имеют основное и решающее значение для служебного назначения детали и какие – второстепенное.

В этом же разделе следует привести также данные о материале детали [7].

3.3.2 Определение типа производства. В машиностроение различают три основных типа производства: массовое, серийное и единичное.

Тип производства зависит от программы выпуска изделий и трудоемкости его изготовления. От правильного выбора типа производства зависит качество всего технологического процесса. Тип производства и соответствующие ему формы организации труда определяют характер технологического процесса, его построение и структуру.

В связи с тем, что трудоемкость можно определить только после нормирования операции, а следовательно и коэффициент закрепления операций. На основании этого ориентировочно находим тип производства [7], по годовой программе выпуска и массе изделия. Уточнение типа производства производится после расчета норм времени на операции ТП.

3.3.3 Технологичность конструкции детали. В процессе курсового и дипломного проектирования, любая конструкция должна быть самым тщательным образом проанализирована. Цель такого анализа – выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.

Анализ технологичности изделия включает в себя основные показатели: форма детали (сложная, простая), удобство поверхностей для обработки, правильность назначения квалитетов точности и параметров шероховатости, а также вспомогательные коэффициенты в соответствии с ГОСТ 14.201-83:

Коэффициент унификации конструктивных элементов

Куэ = Q_{у э} / Q_э

где Q_уэ – число унифицированных размеров детали;

Q_э – число конструктивных элементов, если К_уэ 0,6, то поэтому параметру деталь технологична

Коэффициент точности обработки

K_T = 1-1 / Acp

Acp = (1n₁ + 2n₂+ … +19n₃)/(n₁+n₂+…+n₁₉)

где 1,2…19 – квалитеты точности;

n₁; n₂; n₁₉– количество размеров, соответствующего квалитета точности если K_Т 0,8, то поэтому параметру деталь технологична

Коэффициент шероховатости поверхности

Кш = 1 / Бср

Бср = (1n₁ + 2n₂+ … +14n₃)/(n₁+n₂+…+n₁₄)

где 1,2…14 – классы шероховатости;

n₁; n₂; n₁₉– количество размеров, соответствующего класса шероховатости если Кш 0,16, то поэтому параметру деталь технологична.

В конце анализа технологичности конструкции изделия должен быть сделан вывод.

3.3.4 Расчет и выбор вида заготовки. Выбор способа получения заготовки устанавливают в зависимости от следующих факторов: вида материала детали, ее конфигурации, технических требований на изготовление детали, программы выпуска и общего количества деталей, подлежащих выпуску по неизменяемым чертежам. При выборе заготовки следует стремиться к наибольшему коэффициенту использования материала, т.е. максимально приблизить форму и размеры заготовки к размерам готовой детали при условии наименьшей себестоимости изготовления детали в целом.

В пояснительной записке необходимо привести обоснование выбора формы заготовки и технологического процесса ее изготовления [4].

На заготовки, получаемые методами давления или литья (штамповкой, ковкой), разрабатывают рабочий чертеж заготовки [1], [2].

Чертеж заготовки должен отражать все особенности способа ее изготовления: литейные и штамповочные уклоны, радиусы закругления, шероховатость поверхности, точность размеров и др.

3.3.5 Маршрутный технологический процесс. Этот этап включает разработку 2 вариантов маршрута технологического процесса.

На данном этапе проектирования необходимо наметить содержание операций технологического процесса и установить последовательность их выполнения, а также последовательность обработки поверхностей. Для решения поставленной задачи можно рекомендовать следующую схему последовательности операций:

• обработка поверхностей, образующих технологические базы на последующих операциях;

• предварительная обработка основных поверхностей детали (при обработке на автоматах и полуавтоматах возможно совмещение предварительной и окончательной обработки поверхностей в одной операции);

• окончательная обработка основных поверхностей детали;

• предварительная и окончательная обработка вспомогательных

поверхностей детали;

После разработки 2 вариантов маршрутной технологии необходимо провести анализ, и выбрать наиболее перспективный, который позволит изготовить изделие высокого качества с наименьшими затратами, и при наибольшей производительности.

Анализ существующего технологического процесса должен быть проведен с точки зрения обеспечения качества продукции. При этом следует выяснить, правильно ли он составлен для выполнения требований чертежа и соблюдаются ли все требования технологического процесса.

Анализ включает следующие вопросы:

• рациональность метода получения заготовки для данного масштаба производства;

• соответствие реальной заготовки чертежу в отношении фактических припусков на обработку и выполнение прочих технических требований;

• правильность выбора черновых, чистовых и промежуточных баз на операциях технологического процесса, соблюдение принципа единства технологических баз;

• правильность установления последовательности операций процесса для достижения заданной точности детали;

• степень концентрации или дифференциации операций технологического процесса [6], [9], [12].

После анализа должен быть произведен вывод с обоснованием выбора того или иного варианта маршрутного технологического процесса.

3.3.6 Расчет припусков. Расчет общего и промежуточных (межоперационных) припусков на механическую обработку производят расчетно-аналитическим методом для одной обрабатываемой поверхности детали, а для остальных поверхностей припуски устанавливаются по нормативам (таблицам). По найденным размерам припусков определяют промежуточные размеры заготовки.

Для аналитического расчета припусков необходимо выбрать поверхность, для обработки которой применяется наибольшее количество операций или переходов, т.е. наиболее точную поверхность [15], [16].

На основании расчета припусков определяются режимы резания. При расчете припусков использовать программу расчета припусков.

3.3.7 Выбор оборудования, приспособлений, режущего, вспомогательного и мерительного инструментов. В начале, необходимо уточнить содержание каждой операции, намеченное при составлении маршрута. При этом намечают и конкретизируют последовательность выполнения отдельных переходов.

Характер операций и принятый метод обработки определяют тип станка, а размеры заготовки и обрабатываемых поверхностей – основные параметры станка (размеры стола, высота центров, расстояние между центрами и т.д.).

На выбор модели станка влияет также и тип производства. При большем выпуске деталей (массовое и крупносерийное производство) применяют специальные высокопроизводительные одношпиндельные и многошпиндельные автоматы, и полуавтоматы; при небольшом выпуске (мелкосерийное, среднесерийное производства) – универсальные станки и станки с ЧПУ. Установленным требованиям обычно с большим запасом мощности и большей степенью автоматизации рабочего цикла.

Исходя из конструктивных и технических особенностей оборудования и заготовки, а также типа производства, выбирается приспособление, режущий, вспомогательный и мерительный инструменты. Выбор оборудования, приспособлений, режущего, вспомогательного и мерительного инструментов осуществляем с помощью программы САПР ТП, а также по необходимой справочной литературе. [9], [20].

3.3.8 Расчет режимов резания. Режимы резания рассчитываются для технологических операций механической обработки с помощью программы САПР ТП, а выбираются из таблиц справочников. [3], [9], [11], [18], [19]. Операции с ЧПУ разрабатываются с CAD/CAM системы, поэтому режимы резания для них рассчитываются с помощью программы, [25].

3.3.9 Нормирование операций. При нормировании операций ТП используется программы САПР ТП, [21]. Операции, которые не нормируются с помощью САПР ТП, рассчитываются по технической литературе, [17].

В зависимости от типа производства определяется штучное-t_шт или штучно-калькуляционное время-t_шт.к

В массовом и крупносерийном производстве определяется t_шт

_{В единичном, мелкосерийном, среднесерийном производстве определяется} t_{шт.к [17].}

После нормирования операций уточняется тип производства.

Пример уточнения типа производства по коэффициенту

закрепления операций

Кзо =  О / Ср,

где Кзо – коэффициент закрепления операций,

О – число различных операций выполняемых на участке,

Ср – число рабочих мест одного наименования.

Операция 010-токарная

Ср = (Тшт  N )/ (60  Fд) = (0,09  500) / (60  4015) = 0,02,

где Fд – действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч

N - годовая программа выпуска изделий, в штуках

Тшт – время затраченное на изготовление одного изделия, мин

Кз = 0,02 – коэффициент загрузки оборудования, принимаем

1 станок

О = Кзн / Кз,

где Кзн - нормативный коэффициент загрузки,

Кзн = 0,8 – 0,9 – мелкосерийное, единичное производство,

Кзн = 0,75 - 0,85 – среднесерийное производство,

Кзн = 0,65 – 0,75 – крупносерийное, массовое производство,

принимаем 0,75

O = 0,75 / 0,02 = 37,5  38

Кзо = 38 / 1 = 38

Кзо  1- массовое производство

1 < Кзо  10 - крупносерийное

10 < Кзо  20 - среднесерийное

20 < Кзо  40 –мелкосерий

Kзо > 40 – единичное

Выбираем мелкосерийный тип производства.

Уточнения типа производства по коэффициенту

серийности

Кс = tв / Тшт. ср.,

где Кс – коэффициент серийности

tв = Fд  60 / N,

где tв-такт выпуска изделий,

Fд – действительный годовой фонд времени, ч - 4015 ч,

N - годовая программа, шт

Тшт.ср = Тшт / n,

где n - количество Тшт

Кс 1 - массовое

Кс = 2 - 10 - крупносерийное

Кс = 10 - 20 - среднесерийное

Кс > 20 - мелкосерийное

Объем партии выпуска ( количество деталей в партии )

n = N  a / F,

где а - число дней на которое необходимо иметь запас деталей на складе, принимаем а = 5

F = число рабочих дней в году, F = 247

n = 2000  5 / 247 = 41 деталь

3.3.10 Расчет и конструирование режущего инструмента. В задании на курсовой и дипломный проекты может быть указана разработка режущего инструмента (фасонного резца или других резцов, комбинированного инструмента, протяжки и т.д.). В этом случае необходимо описать конструкцию инструмента, обосновать выбор материала режущей части инструмента, привести расчет основных элементов инструмента, расчет его на прочность и проверку на допустимый прогиб (по согласованию с руководителем курсового и дипломного проектов) [13].

3.3.11 Расчет и конструирование мерительного инструмента. Для выполнения данного подраздела необходимо изучить технические требования на деталь, особенно в том направлении, которое касается точности размеров или точности взаимного расположения поверхностей. Результаты анализа необходимо отразить в пояснительной записке: выбрать контролируемый параметр, обосновать конструкцию контрольного калибра, его материал и другие требования, произвести расчет предельных размеров (исполнительные размеры) [10].

3.3.12 Расчет и конструирование приспособления. Для выполнения данного подраздела необходимо описать конструкцию и принцип работы приспособления. Рассчитать усилие зажима детали, а также требуемое усилие на штоке привода. Рассчитать необходимый диаметр пневмоцилиндра. Рассчитать нагруженную деталь приспособления. Рассчитать элементы приспособления на прочность [5].

3.3.13 Планировка участка. Проектирование планировки участка механической обработки необходимо осуществлять после расчета площади участка.

Планировку оборудования разрабатывают в соответствии с компоновочным планом. Выбор того или иного способа расположения оборудования зависит от принятой организационной формы производства [8].

Основной принцип, который должен быть соблюден при планировке, - это последовательное движение деталей в процессе обработки, т.е. увязка планировки с технологическим процессом и установление минимальных расстояний между станками, а также между станками и элементами зданий согласно утвержденным нормам технологического проектирования.

Металлорежущие станки в механических цехах должны быть расположены в соответствии с технологическим процессом.

В механических цехах станки могут быть расположены в два, три и больше рядов вдоль пролета в зависимости от его ширины и габаритных размеров оборудования. При продольном расположении оборудования облегчается обслуживание станка рабочим и подача деталей к станку цеховых транспортом.

При расположении токарных станков вдоль цеха экономно используется площадь при тыльном их расположении.

Не следует устанавливать крупные станки вдоль окон, так как это затемняет цех и создает неблагоприятные условия для работы.