Министерство образования и науки республики казахстан
Казахский Национальный Технический Университет имени К.И.Сатпаева
Институт « Нефти и газа »
Кафедра «Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности»
Методические указания к практическим занятиям
по дисциплине
«Технология изготовления технологических машин»
для специальности 5В072400 - “ Технологические машины и оборудование”
Алматы 2011 г. Предисловие
Методическое указание составлено для студентов, приступающих к изучению начальной части курса “Технология изготовления технологических машин” ― “Основы технологии машиностроения”. Содержание указания и последовательность изложения материала рассчитаны на создание максимума удобств для использования его во время практических и самостоятельных занятий под руководством преподавателя, а также при выполнении самостоятельных работ и проектов по дисциплине.
Предполагается, что студентами уже проработаны и освоены следующие дисциплины: “Технология конструкционных материалов”, “Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения”, “Основы конструкционных материалов”, а так же некоторые другие дисциплины, помогающие формировать специалистов механиков по направлению специализации. Одновременно им ещё предстоит знакомство с такими дисциплинами, как "Автоматизация производственных процессов", "Основы конструирования специализированного оборудования", "Технологические основы гибких производственных систем", "Система автоматизированного проектирования технологических процессов", "Проектирование цехов" и прочими, читаемыми на последних курсах обучения.
«Методические указания к практическим занятиям» рассчитано для выполнения следующих методических задач:
― дать первые представления о технике и очередности выполнения всех основных этапов разработки технологического процесса, познакомить с особенностью осуществления и трудоемкостью каждого этапа, показать наличие тесной логической взаимосвязи между отдельными этапами проектных работ;
― увязать в ходе обучения теоретические положения дисциплины с их практической реализацией, сформировать у обучаемых цельное представление о технологии машиностроения как о науке и подготовить их к квалифицированному и самостоятельному курсовому и дипломному проектированию;
― с первых шагов освоения новой дисциплины выработать у будущих специалистов привычку обязательного логического и формального обоснования принимаемых решений при проведении любых проектных работ, а также навыки четкого и лаконичного изложения подобных обоснований в пояснительных записках.
Для обоснования принимаемых решений часто пользуются материалами, опубликованными в научно-технической, справочной, периодической, учебной и прочей литературе по технологии машиностроения. В целях облегчения и сокращения времени информационных поисков нужного материала в методических указаниях приводится размещение материалов по различным разделам проектирования в наиболее распространенных изданиях последних лет.
В каждом разделе методических указаний после краткого изложения основных теоретических положений перед студентом ставится очередная проектная задача и приводится образец (пример) ее решения. Естественно, что не следует рассматривать указанные образцы как догмы и пользоваться при составлении описаний фразами из методического указания. Каждый студент в ходе практических занятий должен стремиться проявить максимум прилежания, творческой активности, индивидуализма.
Цель практических занятий ― закрепление теоретических знаний по курсу технологии изготовления технологических машин и получение первичных навыков самостоятельного проектирования технологических процессов.
Основное внимание студенты уделяют производству деталей заданного качества наиболее производительными и экономичными методами.
В процессе практических занятий каждый студент для конкретной детали составляет маршрут обработки и подробно проектирует технологический процесс на 1―3 технологические операции (устанавливает режимы, рассчитывает силы и моменты сил резания, анализирует точность обработки, осуществляет техническое нормирование и др.).
Эффективность и рентабельность техпроцесса устанавливается (подтверждается) вариантным проектированием, т.е. сравнением целесообразности обработки одних и тех же поверхностей (элементов) детали разными способами и разными инструментами, на различном оборудовании.
Весь объем работ по проектированию технологического процесса включает в себя следующие разделы и их последовательность:
1. Анализ исходных данных
- анализ рабочего чертежа детали (технологичности детали, рабочего чертежа и технических условий);
- конструктивно-технологический анализ детали;
- анализ условий производства;
- установление типа производства;
- анализ действующих технологических процессов.
2. Выбор заготовки и его экономическое обоснование.
Производится расчёт припусков и установление размеров заготовки. Технико-экономическое обоснование правильности выбора заготовки.<
3. Установление конструкторских и технологических баз.
Проектирование технологического маршрута обработки.
На основании рабочего чертежа детали определяются конструкторские и технологические базы, основные и вспомогательные. С их учётом, в произвольной форме, составляется технологический маршрут механической обработки.
4. Выбор средств технологического оснащения.
На основании составленного технологического маршрута и рабочего чертежа детали, по справочной литературе, производится выбор необходимого комплекта лезвийных и измерительных инструментов, технологическая оснастка и требуемое технологическое оборудование.
5. Заполнение технологической документации.
Спроектированный технологический маршрут разбивается на операции, установы и переходы, и записывается в соответствующие технологические карты по определённым правилам. Там же указывается применяемое технологическое оборудование, оснастка, режущий и измерительный инструмент. По нормативно-справочной литературе назначаются режимы резания. Разрабатываются операционные эскизы.
6. Расчёт режимов обработки и их оптимизация.
В каждой операции выбирается самый нагруженный режим резания (с наибольшей глубиной резания), выполняется его расчёт и оптимизация. Производится его проверка по мощности, на выполнение требований точности обработки и прочности режущего инструмента.
7. Нормирование технологических процессов.
На каждый переход и установ технологического процесса назначаются, по справочной литературе, технически обоснованные нормы времени: основное, вспомогательное и т.д. В конечном итоге определяется штучно - калькуляционное время на изготовление детали.
8. Проектирование технологической оснастки.
На данном этапе выполняется расчёт и проектирование специального механизированного приспособления. Разрабатывается схема базирования заготовки, схема сил зажима, выполняется расчёт погрешности базирования, сил зажима, силовой расчёт основных элементов приспособления.
9. Оценка экономической эффективности разработанного технологического процесса.
В заключение, рассчитывается годовой экономический эффект от применения данного технологического процесса с предлагаемым приспособлением. Определяется его срок окупаемости и критическая партия деталей.
Принятый технологический процесс оформляется в соответствии со стандартами и правилами ЕСТД и ЕСТПП.
Исходные данные для проектирования технологического процесса механической обработки. Их анализ
Технологический процесс обработки проектируют на основе рабочего чертежа детали, сборочного чертежа изделия, производственной программы, технических условий на изготовление детали и чертежа заготовки.
Первым этапом проектирования технологического процесса обработки является анализ исходных данных:
Анализ рабочего чертежа детали и технических условий на её изготовление.
Здесь производится проверка рабочего чертежа на:
возможность правильного представления о форме детали;
наличие всех необходимых размеров, допусков, отклонений от нормативных значений, посадок, квалитетов точности и т. п.;
наличие указаний о шероховатости всех поверхностей, материале детали, его твёрдости и термообработке (что особенно важно при назначении режимов обработки);
наличие технических условий на изготовление и сборку, определяющих точность геометрической формы поверхностей, точность их взаимного расположения и особые условия.
Конструктивно-технологический анализ детали
Анализируется конструкция детали на технологичность, на необходимость применения того или иного металлорежущего оборудования, на возможность или невозможность обработки данной детали без применения специальной технологической оснастки для получения заданных параметров точности и качества.
Анализ условий производства.
Анализируются условия предприятия или его подразделения (завода, цеха, участка и т.д.) в которых предстоит изготавливать данную деталь на наличие требуемого оборудования, рабочих требуемой квалификации.
Определение типа производства.
Устанавливается тип производства для данной детали и согласуется с типом производства предприятия. Если типы производств не совпадают, принимается решение о необходимых мерах по их согласованию: применение специализированной технологической оснастки, специального технологического оборудования и т.д.
Анализ действующих технологических процессов.
Рассматривается возможность использования тех. процессов, уже действующих на этом предприятии, в качестве прототипов для разработки нового технологического процесса.
Заготовками для изготовления деталей механизмов могут служить:
- Отливки, полученные различными методами, применяются для изготовления деталей сложной формы из чугуна, цветных металлов и специальной литьевой стали (к обозначению марки стали добавляется индекс Л). Методами литья в заготовке могут быть получены отверстия различной формы. Заготовки-отливки характеризуются повышенной шероховатостью поверхности, повышенной твёрдостью поверхностного слоя (корки), большими величинами припусков на обработку и высокой стоимостью; поковки, применяются для изготовления деталей из пластических металлов менее сложной, чем у отливок, конфигурации, но имеющих большие перепады размеров (например — диаметров). Методами ковки отверстия, как правило, не получают. Исключение составляют случаи, когда получение отверстия другими способами экономически нецелесообразно.
- Заготовки-поковки характеризуются меньшей, чем у отливок шероховатостью поверхности, но большей волнистостью; повышенной твёрдостью поверхностного слоя (корки), большими величинами припусков на обработку и невысокой стоимостью;
- Штамповки применяются для изготовления деталей из пластических металлов более сложной, чем у отливок, конфигурации. При штамповке возможно получение отверстий любой формы и конфигурации. Заготовка-штамповка отличается малой шероховатостью поверхности, высокой точностью, малыми значениями припусков на обработку и самой высокой стоимостью. Заготовки-штамповки применяют в тех случаях, когда имеются поверхности, которые невозможно обработать механически, но требуется их высокое качество;
- Сортовой прокат. Его основное достоинство — дешевизна. Он изготавливается из стали и цветных металлов в виде прутков с различной формой поперечного сечения (круг, квадрат, шестигранник, труба, угольник, тавр и т. п.). Заготовки из проката нашли самое широкое применение благодаря своей простоте и дешевизне. Существенным недостатком является низкий коэффициент использования материала.
Самым первым критерием при выборе типа заготовки служит материал из которого изготавливается деталь:
сталь - прокат, поковка, штамповка, реже - отливка;
чугун - различные способы литья;
цв. металлы - прокат, отливка, реже - штамповка.
Вторым критерием являются технологические возможности каждого из типов:
для деталей простой формы предпочтителен прокат; для деталей средних и крупных размеров простой формы с большими перепадами размеров - поковка; менее предпочтительны, из-за высокой стоимости, отливка или штамповка; для деталей сложной формы - отливка или штамповка.