Курсовое проектирование для студентов специальности «Технология машиностроения» (120
..pdfCopyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана
КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ «ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ»
Методические указания
Москва Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2011
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 621.9 ББК 34.5
К93
Рецензент Б.Д. Даниленко
Курсовое проектирование для студентов специальности К93 «Технология машиностроения» : метод. указания / О.М. Деев, Р.З. Диланян, В.Л. Киселев, Е.Ф. Никадимов. – М.: Изд-во
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. – 25, [3] с.
Рассмотрены методика и последовательность выполнения курсовых проектов и работ, даны рекомендации по их выполнению, предложен список необходимой литературы.
Для студентов специальности «Технология машиностроения».
Рекомендовано Учебно-методической комиссией факультета МТ МГТУ им. Н.Э. Баумана.
УДК 621.9 ББК 34.5
c МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В предлагаемом издании авторы с учетом современных тенденций обучения на кафедре «Технология машиностроения» обобщили накопленный опыт проведения курсового проектирования как основного элемента самостоятельной работы студента в формировании из него инженера.
Действующие государственный образовательный стандарт и учебный план для специальности «Технология машиностроения» определили виды курсового проектирования (проекты и работы), их содержание, степень проработки технологических задач и распределение по семестрам. В соответствии с учебным планом и программами учебных дисциплин студент выполняет курсовое проектирование на четырех семестрах (с 8-го по 11-й).
Курсовое проектирование предусматривает выполнение следующих видов проектов и работ:
8-й семестр — курсовой проект по дисциплине «Основы технологии машиностроения» на тему «Разработка технологических процессов изготовления типовой сборочной единицы (узла) и детали» (см. приложение 1);
9-й семестр — курсовая работа по дисциплине «Построение технологических процессов» на тему «Разработка маршрутных технологических процессов изготовления сборочной единицы (узла) и детали для двух типов производства» (см. приложение 2);
10-й семестр — курсовая работа по дисциплине «Технологическая оснастка» на тему «Проектирование технологической оснастки» (см. приложение 3);
11-й семестр — курсовой проект по специализации 1 или 2 на тему «Технология и автоматизация изготовления оригинальной детали» (специализация 1) или «Технология и автоматизация ори-
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
гинального изделия» (специализация 2) (см. приложения 4 и 5 соответственно).
Курсовые проекты и работы желательно связывать с научной тематикой кафедры и особенно с выполнением «Курсовых научноисследовательских работ студентов» (КНИРС), представляя их результаты в расчетно-пояснительной записке (РПЗ) и (или) в графической части. В этом случае руководитель курсового проекта (работы) корректирует содержание и объем графической части и разделов РПЗ.
2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ И РАБОТ
Исходными данными для курсового проектирования чаще всего являются материалы, собранные студентами на производственных практиках.
2.1. Для курсового проекта «Разработка технологических процессов изготовления типовой сборочной единицы (узла) и детали» исходными данными cлужат следующие.
2.1.1.Сборочный чертеж узла средней сложности (не более 30 элементов) с техническими требованиями на изготовление. На сборочном чертеже должны быть указаны присоединительные и габаритные размеры, посадки сопряжений с предельными отклонениями, которые необходимы при сборке и разборке изделия, а также при анализе его конструкции (например, для сопряжения валов с подшипниками качения или скольжения, поршней с цилиндрами, ползунов и кареток с направляющими и т. д.). Если на сборочном чертеже такие размеры не нанесены, то студент должен воспользоваться собранным на практике комплектом чертежей деталей и сборочных единиц, входящих в сборочный чертеж, и самостоятельно проставить размеры условными обозначениями полей допусков или числовыми значениями предельных отклонений.
2.1.2.Спецификации к сборочному чертежу.
2.1.3.Чертеж детали преимущественно формы тела вращения или детали, состоящей из соосных элементов тел вращения. Возможно наличие элементов, выступающих за контур элементов тел вращения (валы ступенчатые, штоки, поршни, крышки, корпусы гидро- и пневмоцилиндров и другие детали средней сложности).
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.1.4.Технологический процесс сборки изделия с практики, представленный маршрутными картами.
2.1.5.Технологические схемы общей сборки изделия и узловой сборки сборочных единиц.
2.1.6.Эскизы к характерным операциям (переходам) сборки, требующим технологической оснастки.
2.1.7.Технологический процесс изготовления детали с практики, представленный маршрутными картами.
2.1.8.Эскизы к операциям (переходам) технологического процесса изготовления детали с упрощенным изображением установочных и зажимных элементов; с указанием обрабатываемых поверхностей, выделенных красными линиями; с нанесением выдерживаемых размеров с допусками и параметрами взаимного расположения поверхностей и шероховатости.
2.1.9.Технологический процесс изготовления детали в виде операционных карт.
2.1.10.Эскизы к операциям (переходам) с показом режущих инструментов в конечном положении (инструментальная наладка),
сконструктивным изображением установочных и зажимных элементов приспособления; на эскизах должны быть указаны обрабатываемые поверхности, выдерживаемые размеры с допусками, шероховатость и параметры взаимного расположения поверхностей.
2.1.11.Тип производства и методы работы на базовом предпри-
ятии.
2.2. При выполнении курсовой работы «Разработка маршрутных технологических процессов изготовления сборочной единицы (узла) и детали для двух типов производства» исходными данными являются cледующие.
2.2.1.Сборочный чертеж узла средней сложности с техническими требованиями на изготовление (остальные требования аналогичны приведенным в п. 2.1.1).
2.2.2.Чертеж детали из сборочной единицы независимо от типа производства. Обычно это детали сложной пространственной формы, имеющие в качестве основных поверхностей как плоскости, так и цилиндры (например, корпусы, картеры, крышки сложной формы и т. п.). Остальные исходные данные см. в п. 2.1.2, 2.1.4— 2.1.8, 2.1.11.
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.3.При выполнении курсовой работы «Проектирование технологической оснастки» исходными данными являются cледующие.
2.3.1.Чертеж детали.
2.3.2.Чертеж заготовки.
2.3.3.Маршрутный технологический процесс изготовления детали (маршрутные карты, эскизы к операциям и другая технологическая документация).
2.4.При выполнении курсового проекта по специализации 1 на тему «Технология и автоматизация изготовления оригинальной детали» исходными данными служат следующие.
2.4.1.Чертеж оригинальной детали. Предпочтительна деталь средней и высокой сложности (корпус насоса, плита гидравлическая, основание суппорта станка и др.).
2.4.2.Чертеж (эскиз) заготовки с техническими требованиями на изготовление.
2.4.3.Технологический процесс изготовления детали на базовом предприятии в маршрутном и операционном описании.
2.4.4.Эскизы к операциям (см. п. 2.1.10).
2.4.5.Программа выпуска.
2.4.6.Сборочные чертежи приспособлений с базового предприятия для механообработки и контроля с техническими требованиями и техническими характеристиками, а также со спецификациями.
2.5.При выполнении курсового проекта по специализации 2 на тему «Технология и автоматизация изготовления оригинальной сборочной единицы (узла)» исходными данными являются cледующие.
2.5.1.Чертеж сборочной единицы (узла) с техническими требованиями на изготовление (см. п. 2.1.1).
2.5.2.Спецификации к сборочному чертежу.
2.5.3.Технологический процесс сборки узла на базовом предприятии; технологические схемы общей и узловой сборки с обоснованиями выбора базовых деталей, последовательности сборки элементов узла и содержания сборочных операций (переходов); эскизы к характерным операциям сборки, требующим технологической оснастки для проведения сборки и контроля по выходным параметрам.
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.5.4. Эскизы, схемы или чертежи сборочной оснастки с базового предприятия со спецификациями, техническими требованиями.
3. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ И РАБОТ
3.1. Разработка технологического процесса сборки изделия
(см. приложение 1, раздел 1).
3.1.1.Изучение и анализ сборочного чертежа изделия и спецификации. Сборочный чертеж должен соответствовать требованиям ГОСТ 2.109–73, ГОСТ 2.108–68 [1, 2] и содержать:
а) изображение сборочной единицы, дающее представление о расположении и взаимной связи составных частей, соединяемых по данному чертежу;
б) габаритные, установочные, присоединительные и справочные размеры изделия, а также предельные отклонения и требования, которые должны быть выполнены при изготовлении;
в) указание о характере сопряжения и методах его осуществления;
г) номера позиций составных частей и деталей, входящих в изделие.
Анализ сборочного чертежа и имеющихся на нем технических требований позволяет сформулировать основные технологические задачи по обеспечению технических требований при сборке изделия, а также составить схемы контроля выходных параметров [3—6].
3.1.2.Определение типа производства. Тип производства устанавливают либо изучением маршрута сборки на базовом предприятии, либо его задает руководитель проекта [5].
3.1.3.Проведение анализа технологичности конструкции изделия. Технологичность конструкции изделия [7, 8] оценивают по качественным и количественным показателям [9, 10]. Необходимые для анализа данные приведены в учебно-методической литературе [3, 5, 11, 12].
3.1.4.Составление технологических схем общей и узловой сборок. Основные положения и необходимые обоснования изложены
вработах [5, 6, 13].
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.1.5. Разработка сборочных операций и переходов, составление технологического процесса сборки изделия. Решение о выборе принципиальных направлений разработки технологии сборки изделия зависит от программы, типа производства и видов сборки [14]. Вид сборки определяется сочетанием семи признаков: 1) объектом; 2) стадией; 3) формой организации; 4) последовательностью; 5) подвижностью объекта; 6) механизацией и автоматизацией; 7) точностью изготовления. Так, сборка может быть общая, промежуточная, единичная, параллельно-последовательная, подвижная с периодическим перемещением, ручная с групповой взаимозаменяемостью.
Содержание сборочной операции и (или) перехода устанавливают так, чтобы на каждом рабочем месте выполняли однородную по характеру и законченности работу. Содержание операции и ее продолжительность зависят также от типа производства (крупносерийное, среднесерийное и т. п.) и метода работы (поточный или непоточный). После этого выбирают организационную форму сборки [5, 13, 15, 16]. Далее выполняют техническое нормирование операций сборки (как правило, двух-трех операций технологического процесса) [6,17].
РПЗ по разработке технологического процесса сборки изделия [18] должна включать все пункты, приведенные в бланке задания на курсовой проект. Следует отметить, что РПЗ является основным документом курсового проекта (работы) и должна включать все графические материалы (технологические схемы сборки, эскизы к основным операциям с указанием баз, размеров сопряжений, штучного времени и т. п.). В РПЗ проводят все обоснования и расчеты для принятых проектных решений: точности сборки; штучного времени; производительности; сил закрепления; сборочных, контрольных и других приспособлений и механизмов с соответствующими схемами, эскизами, графиками. В приложении к РПЗ приводят маршрутные и операционные карты сборки. При оформлении технологических документов (маршрутных, операционных карт сборки) необходимо руководствоваться методическими указаниями [19].
3.2. Разработка технологического процесса изготовления детали (см. приложение 1, раздел 2).
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.2.1.Изучение рабочего чертежа детали и анализ технических требований с выявлением технологических задач. Рабочий чертеж детали должен соответствовать требованиям стандартов ЕСТПП (ГОСТ 14.001–73 и др.) и ЕСКД (ГОСТ 2.401–73. . .
ГОСТ 2.427–73). Здесь же определяют класс детали по классификатору ЕСКД [20] и ее служебное назначение, дают технологическую оценку конструкции детали и техническим требованиям. Анализ технических требований предполагает выбор методов обработки и способов установки заготовок, а также схем и средств контроля основных точностных параметров детали в зависимости от метрологического и экономического факторов и типа производства [15, 21—23].
3.2.2.Оценка технологичности конструкции детали по каче-
ственным и количественным показателям [3, 5, 7, 8, 10—13, 23, 24]. Результатом проведенного анализа должны быть выводы об уровне технологичности конструкции детали.
3.2.3. Выбор типа заготовки изготовляемой детали и метода ее получения [5, 13, 25]. Основными критериями выбора вида заготовки являются:
характеристика материала детали, устанавливающая технологический процесс получения заготовки (литье, обработка давлением, сборка — сварка);
конструктивная форма, размеры детали; точность и шероховатость необрабатываемых поверхностей; тип производства.
Выбранный метод должен максимально возможно приближать форму и размеры заготовки к конфигурации детали.
3.2.4. Разработка маршрутного технологического процесса изготовления детали (сокращенное описание технологических операций) и составление маршрутной карты согласно ГОСТ 3.1109–82 [26].
Разработка маршрутного технологического процесса — это творческий процесс формирования сложного, многофакторного и многовариантного технологического решения, включающего следующие основные этапы [5, 13, 22, 27]:
1)определение маршрутов обработки основных поверхностей заготовки детали;
2)выбор технологических баз и схем установки заготовки при
обработке;
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3)определение содержания и последовательности выполнения технологических операций;
4)определение типов применяемого оборудования, инструмента и оснастки.
Обычно разработку маршрутного технологического процесса проводят за несколько повторяемых действий. Сначала создают первичный вариант маршрутного технологического процесса, который затем осмысливают, пересматривают, изменяют (часто многократно), уточняют и дополняют. Любое из принятых решений формирования технологического процесса нельзя рассматривать как окончательное, возможен отказ от ранее принятых решений и возврат на более ранние этапы. Разработку маршрутного технологического процесса иллюстрируют эскизами к технологическим операциям, представляемыми в картах эскизов.
Эскизы операций маршрутного технологического процесса приводят в расчетно-пояснительной записке и выносят как иллюстрации к графической части проекта или работы. Подробно основные этапы разработки маршрутного технологического процесса изготовления деталей изложены в работе [27].
3.2.5. Расчет промежуточных и общих припусков на обработку основных поверхностей, определение промежуточных и окончательных размеров основных поверхностей заготовки. Для таких расчетов используют полученные в п. 3.2.4 сведения о маршрутах обработки основных поверхностей заготовки и выбранных схемах установки [5, 13, 27]. Припуски на поверхности отливок устанавливают по таблицам, приведенным в ГОСТ 26645–85, а припуски на поверхности стальных штампованных заготовок — согласно ГОСТ 7505–89 [28, 29].
3.2.6. Разработка операций обработки. На этом этапе:
1)выбирают схему построения операции, что позволяет составить ее содержание, последовательность выполнения переходов и возможность их совмещения, число устанавливаемых для обработки заготовок и число применяемых режущих инструментов;
2)назначают средства технологического оснащения;
3)выбирают средства механизации и автоматизации выполнения операции (например, определяют модели оборудования), включая подъемно-транспортные и загрузочно-разгрузочные устройства для перемещения заготовок;
10