ВВЕДЕНИЕ

Технология машиностро­ения в настоящее время переживает новый этап своего развития, связанный с системным применением и комплексным внедрением информационных технологий во все отрасли машиностроительного производства, начиная с конструирования деталей и проектирования технологий изготовления деталей и сборки узлов, заканчивая эксплуатацией, ремонтом и утилизацией изделий. Это за­ставляет решать задачи проектирования технологий изготовления и сборки изделий не на интуитивно-логическом уровне методом перебора апробированных технологий и методом аналогов, а использовать более точные численные методы проектирования и численно обоснованные технологические решения.

Технология машиностроения является прикладной наукой, включающей в себя учение о типизации технологических процессов, о жесткости и надежности технологической системы, точности процессов обработки, рассеянии размеров обрабатываемых поверхностей, погрешностях технологической оснастки и оборудования, механической обработки, состояние металла поверхностного слоя и эксплуатационные свойства деталей машин, о путях повышения производительности технологических процессов, а также теорию технологических баз и другие теоретические разделы.

Важное значение приобретает принятие оптимальных технологических решений на всех этапах проектирования. В настоящее время не все этапы проектирования имеют точное численное обеспечение: работы в этом направлении продолжаются. В этом случае часть задач проектирования могут быть решены за счет использования численной нормативной информации, основанной на достоверном практическом опыте с использованием национальных и международных банков апробированных типовых технологий и программных средств проектирования в САПР.

Разработка и использование методов численного компьютерного проектирования технологий в практике, математическое моделирование процессов меха­нической обработки, является одной из важнейших задач машиностроительного производства, без успешного решения которой невозможно конкурентное развитие машиностроения.

Рассматриваются следующие этапы проектирования маршрутной технологии: принципы, методы и последовательность проектирования; формирование исходных данных; отработка конструкции деталей и заготовок на технологичность; определение конструкторского и технологического кодов деталей; численное обоснование метода изготовления заготовок; выбор методов черновой, чистовой и финишной размерной обработки. Рассмотрена методика разработки технологических процессов сборки машин, проектирования маршрутной и операционной технологии изготовления деталей, представлена технология изготовления валов, ходовых винтов и шпинделей, фланцев, зубчатых колес, корпусных деталей и станин, кронштейнов и шатунов. По каждому этапу проектирования приводятся примеры. Представлены нормативные материалы, необходимые для численного проектирования. Рассматриваются технологические методы обеспечения качества; базирование и закрепление заготовок; разработка вариантов маршрута обработки; выбор оборудования и инструментов, приспособлений и средств механизации; средств контроля и измерений; оценка эффективности маршрутной технологии; оформление технологической документации. По каждому этапу проектирования приводятся примеры. Представлены нормативные материалы, необходимые для проектирования.

Современное машиностроение характеризуется применением автоматизированных CAD/CAE/CAM - систем проектирования технологий и CALS-технологий, обеспечивающих повышение производства. В современных станках с ЧПУ, роботах, контрольно-измерительных машинах - кроме традиционных механических, электрогидропневматических приводов, применяются мехатронные приводы с электронной микропроцессорной техникой управления высокоточными перемещениями. Поэтому в основе конструирования, проектирования технологических процессов и изготовления деталей машин и приборов используются компьютерные технологии. В мировой практике машиностроения для автоматизированного проектирования технологий широко используется «метод адресации», в последние годы – метод «скоростного прототипирования».

Цель и задачи курса. Цель преподавания дисциплины «Технология машиностроения» – научить студентов проектированию технологических процессов изготовления деталей и сборки изделий.

Задачи изучения - освоение методов проектирования технологии изготовления валов, ходовых винтов, шпинделей, шестерён и др. и сборки машин с учётом достижения требуемой точности. В результате изучения дисциплины студент должен уметь: определять конструкторский и технологический коды деталей; владеть приемами повышения технологичности конструкции деталей; уметь базировать заготовки и определять погрешности базирования; обосновывать метод изготовления заготовок; выбирать оптимальную последовательность и маршрут обработки; формировать состава переходов и операций; определять припуски и предельные размеры; определять режимов обработки; уметь выбирать станочное оборудование, инструменты и средства контроля; уметь нормировать технологические операции; оформлять технологическую документацию. Уметь разрабатывать технологии сборки узлов машин; автоматизировать технологии изготовления деталей и сборки узлов. Знания полученные на лекциях закрепляются при выполнении лабораторных работ и курсовом проектировании.

Издание соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта по направлению «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» и предназначено для студентов специальностей 151001 «Технология машиностроения».

Учебное пособие будет так же полезным для инженеров конструкторов и технологов машиностроительных предприятий, аспирантов машиностроительного профиля.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Раздел. 1. Разработка технологических процессов

сборки машин …………………………………………..………. 9

1. Виды, этапы и структура сборки ……………..……… 9

2. Проектирование технологических

процессов сборки ………………………………………………10

3. Методы обеспечения точности сборки ……………….. 17

Раздел 2. Разработка маршрутной и операционной

технологий изготовления деталей ………………………19

4. Принципы, методы и последовательность

проектирования технологических процессов ………………...19

4.1. Исходные данные ………………………………..19

4.2. Принципы проектирования ……………………..20

4.3. Методы проектирования ………………………...21

4.4. Последовательность проектирования …………..22

4.5. Разработка, приемка и передача в

производство ……………………………………………………23

4.6. Освоение технологических процессов …………23

5. Отработка конструкций заготовки и детали

на технологичность …………………………………………… 24

5.1. Виды и показатели технологичности …………..24

5.2. Последовательность отработки на

технологичность ………………………………………………. 27

5.3. Пример отработки на технологичность ………..28

6. Определение конструкторского и

технологического кодов деталей и поверхностей …………... 30

6.1. Определение конструкторского кода деталей…30

2. Характеристика технологического

классификатора деталей ………………………………………..33

2. Технологический классификатор деталей,

обрабатываемых резанием …………………………………….35

2. Примеры определения

технологического кода …………………………………………39

6. Численное обоснование методов

изготовления заготовок ……………………………………….. 41

7.1. Классификация методов изготовления

заготовок …………………………………………………..…… 41

7.2. Численное обоснование метода изготовления..

заготовок ………………………………………………………..45

1. Определение затрат на изготовление

заготовки ………………………………………………………..45

2. Определение затрат на механическую

обработку ………………………………………………………. 47

2. Примеры численного обоснования методов

изготовления заготовок ………………………………………. 54

6. Выбор методов черновой, чистовой, финишной

размерной обработки. Последовательность обработки

поверхностей …………………………………………………... 60

6. Последовательность обработки поверхностей ……..86

10. Базирование и закрепление заготовок,

определение погрешностей базирования ……………………. 88

10.1. Классификация и характеристика баз ……….. 88

10.2. Принципы базирования заготовок …………….91

10.3. Выбор технологических баз и способов

закрепления заготовок ………………………………………... 92

10.4. Расчет погрешностей базирования ……………99

11. Предварительный выбор оборудования,

инструментов и средств измерений ………………………….103

12. Численное формирование состава

переходов и операций ………………………………………...110

12.1. Численное формирование состава переходов 110

12.2. Примеры численного формирования состава

переходов и операций ………………………………………...111

13. Определение структуры операций …………………118

14. Расчет операционных припусков,

предельных размеров по переходам …………………………120

1. Общие понятия о припусках ………………. 120

14.2. Расчетные формулы для определения

припусков и предельных размеров …………………………..122

14. 3. Примеры расчета операционных припусков

и предельных размеров ……………………………………….126

14. Определение режимов обработки ………………….132

    1. Расчет режимов обработки ………………..132

    2. Примеры расчетов режимов обработки ….142

15.3. Расчет режимов по эмпирическим формулам 153

14. Расчет погрешностей технологического

процесса ………………………………………………………. 155

17. Техническое нормирование технологического

процесса ………………………………………………………. 164

18. Особенности автоматизированного

проектирования технологических процессов

изготовления деталей …………………………………………168