4. Структура и содержание пояснительной записки

ПЗ включает: титульный лист, задание, содержание, введение, основную часть, заключение, список использованных источников, приложения (например, технологические карты формы 1, 3, 7). Неправильно или небрежно оформленная ПЗ руководителем не подписывается, и к защите КП студент в этом случае не допускается. Справочные данные и примеры приведены в приложении.

Во введении указывают объект производства, его специфические особенности (например, касающиеся станочного парка, механических мастерских учебных заведений), дается краткая характеристика типового технологического процесса изготовления данного класса деталей. Определяются цели и задачи проектирования с учетом конкретного объекта или типа производства.

Основная часть включает следующие разделы: анализ чертежа и конструкции де-тали, выбор способа получения заготовки, разработку маршрутного технологического процесса изготовления детали, выбор способа изготовления и расчет и назначение припусков при проектировании исходной заготовки, разработку операционной технологии, определение промежуточных припусков и операционных размеров, расчет режимов резания указанных руководителем операций, выбор и описание станочных приспособлений, режущих инструментов и средств измерения, проектирования схемы технологической наладки металлорежущего станка.

В разделе «Анализ чертежа и конструкции детали» кратко описывают назначение, устройство и работу предположительного узла, в который входит деталь, условия ее работы, служебное назначение детали и ее основных поверхностей (характер взаимодействия с другими деталями, посадки, действующие нагрузки и т. д.). В тех случаях, когда информация об узле или механизме машины отсутствует, при описании назначения детали и обосновании предъявляемых к ней требований исходят из общих соображений.

Анализируют форму детали в целом и ее основных элементов; технологичность конструкции - на основе анализа требований к точности изготовления, шероховатости и качества поверхностного слоя отдельных поверхностей; определяют сложность получения указанных параметров. Сложность обработки определяется указанными параметрами, а также длительностью процесса, определяемую количеством операций и переходов, определяемых по таблицам 20 и 21 (Приложение 3).

В разделе «Обоснование выбора материала и способа получения заготовки» указывают марку и химический состав материала, из которого изготовлена деталь, описывают его основные физико-химические свойства (плотность, твердость, прочность, обрабатываемость), приведенные на чертеже требования к термической обработке и нанесению покрытий (Приложение 4). По возможности дается обоснование приведенных характеристик в соответствии с назначением детали и узла. Приводят обоснование выбранного способа получения заготовки и его краткое описание, включающее перечень операций изготовления поковки или отливки с указанием режима термической обработки, используемого оборудования и т. д.(Приложение 2). Для отливок приводят схему литейной формы с изображением литниковой системы и стержней, соображения по выбору плоскости разъема и способа подвода металла, описывают основные операции изготовления литейной формы, заливку формы металлом, операции выбивки, обрубки и очистки литья. Для поковок приводят схему штампа, соображения по выбору поверхности разъема, описывают операции отрезания исходного металла, обработки давлением, удаления облоя, очистки, правки и т. д.

В разделе «Разработка технологического процесса» (Приложение 3) представляется содержание и порядок проведения операций по обработке детали с указанием выбора баз, последовательности проведения переходов и обрабатываемых поверхностей; производится обоснование и выбор существующего оборудования для проведения указанных операций; приводится форма, размеры, технические характеристики и описание используемых приспособлений, режущего инструмента и средств измерения. При необходимости и по согласованию с консультантом возможно проведение необходимых расчетов указанной оснастки.

При описании станочного приспособления необходимо ответить на следующие вопросы:

1. Для какой обработки, на какой операции и на каком оборудовании должно использоваться приспособление?

2. Как базируется заготовка, где располагаются опорные точки?

3. Как закрепляется и раскрепляется заготовка?

4. Имеет ли приспособление элементы, служащие для направления или определения положения режущего инструмента?

5. Как осуществляется управление работой приспособления?

6. Как базируется и крепится приспособление на столе станка?

7. Имеются ли в приспособлении элементы для направления кондукторных плит?

Приводится обзор контролируемых параметров детали, используемых приборов, калибров и эталонов, а для одного параметра точности описание способа контроля. В описании указывают допуск проверяемого параметра, периодичность контроля, отвечают на вопросы о том, как базируется заготовка и средство измерения при контроле, настраивается прибор, производится измерение и оценивается годность детали.

Принятые решения представляются в форме маршрутной технологии процесса механической обработки детали, указанной табл. 1. Каждый переход сопровождается операционным эскизом, на котором указывается обрабатываемая поверхность и ее параметры, а также режимы резания, включающие: глубину резания, величину подачи, скорость резания и обороты шпинделя станка. Величины элементов режимов определяются по таблицам, приведенным в приложении.

Примеры типовых технологических процессов обработки приведены в Приложении 10.

В тех случаях, когда информация об узле или механизме машины отсутствует, при описании назначения детали и обосновании предъявляемых к ней требований исходят из общих соображений.

Для одной из операций, перехода или поверхности, определяемых руководителем, производится:

– выбор или расчет величины припуска на механическую обработку;

– расчет режима резания;

– расчет силы резания, крутящего момента, мощности процесса обработки и определение мощности электропривода станка.

Содержание данной операции оформляется в виде технологических карт (маршрутной, операционной и карты эскизов), используемых в машиностроительном производстве.

Справочные материалы по данному разделу приводятся в Приложении 3 и 5.

При определении припусков и проектировании исходной заготовки, используются стандарты и методические материалы, которые позволяют определить: общие припуски на обработку отливок или поковок; размеры заготовки, которые на графическом документе должны быть заданы от черновых баз, используемых на первых операциях обработки резанием; допуски размеров исходной заготовки; требования к точности формы и относительного расположения поверхностей, а также к их шероховатости; величины технологических уклонов, радиусы закруглений наружных и внутренних углов; массу заготовки и коэффициент использования материала заготовки.

В настоящее время для изготовления деталей машин рекомендуются следующие способы получения заготовок:

– различные виды литья, начиная с литья в землю и заканчивая литьем под давлением;

– методы свободной ковки и штамповки;

– сварные неразъемные конструкции;

– выпускаемый металлургической промышленностью сортамент проката (лист, плита, круг, квадрат шестигранник и т. п.).

Выбор метода получения заготовок зависит от сложности формы изготавливаемых деталей, габаритов, веса, материала, а также объема выпуска изделий (количества деталей).

Справочные данные по выбору способа изготовления заготовок приводятся в Приложении 2.

При определение промежуточных припусков и операционных размеров для рассматриваемой операции используют методические рекомендации и литературные источники.

Назначение и расчет режимов резания проводится для каждого перехода рассматриваемой операции с их корректировкой по паспортным данным оборудования (Приложение 5).

К режимам резания относят глубину резания (t, мм), подачу (s, мм/об при токарной обработке) и скорость резания (v, м/мин). Глубину резания рассчитывают по формуле:

где D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм; d – диаметр обработанной поверхности, мм.

Глубину резания выбирают для каждого прохода оптимальную, руководствуясь следующим принципом:

При выбранной глубине резания можно было обеспечить заданную точность и шероховатость обрабатываемой поверхности. При черновой обработке, как правило, глубину резания назначают большей, чем при чистовой (например, черновое точение t₁ = l,75 мм, чистовое точение t₂ = 0,75 мм). При этом следует учитывать мощность электродвигателя металлорежущего станка и возникающие деформации технологической системы (станок – приспособление – инструмент – деталь).

При назначении подачи также руководствуются принципом получения заданной точности и шероховатости обрабатываемой поверхности. При черновых проходах назначают, по возможности, большую глубину резания, при чистовых – меньшую (например, 0,12; 0,07 мм/об и т. д.).

Назначив глубину резания и подачу, определяют величину скорости резания. Скорость резания рассчитывают в зависимости от материала режущей части металлорежущего инструмента (параметры, входящие в расчетную зависимость выбираются по таблицам справочной литературы).

м/мин

(1)

где v_ТАБЛ – рекомендуемое исходное табличное значение скорости резания; K₁ – коэффициент, учитывающий механические свойства заготовки; K₂ – коэффициент, учитывающий состояние поверхности обрабатываемой заготовки; K₃ – коэффициент, учитывающий величину главного угла в плане ; K₄ – коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца. Коэффициенты K₁; K₂; K₃; K₄ – в приложении 4.

По полученному значению скорости резания рассчитывается число оборотов шпинделя n_РАС:

,

(2)

где D – диаметр обрабатываемой заготовки, мм.

Полученное значение n_РАС сравнивают с паспортными данными выбранного станка. Если в паспорте данных нет точного значения, равного n_РАС, то следует выбрать ближайшее меньшее число оборотов по отношению к рассчитанному n_РАС. Это составит n_ФАКТ. Необходимо это значение подставить в формулу и рассчитать v_ФАКТ.

, м/мин.

Для каждого перехода рассматриваемой операции рассчитывают окружную составляющую силы резания:

,

(3)

где Р_Z – тангенциальная или вертикальная составляющая сила резания, Н; t – глубина резания, мм; s – подача, мм/об; K₁ – коэффициент перевода в кгс в Н=10; m и n – показатели степени, зависящие от обрабатываемого материала и материала резца, С_Р – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.

Момент сил сопротивления резанию М_С.Р. определится как:

, Нм.

(4)

Мощность, затрачиваемая на резание:

, кВт.

В заключении делают основные выводы по результатам проектирования, в частности, характеризуют технологический процесс по коэффициенту использования материала, степени концентрации переходов, применяемому оборудованию, оснастке, режимам резания и т. д.

Приводится список использованных источников. В него включают все стандарты, справочники и другие материалы, на которые сделаны ссылки в тексте ПЗ. Для наглядности и краткости изложения в ПЗ включают рисунки и таблицы. По указанию руководителя в ПЗ могут включаться дополнительные вопросы, связанные с проводимыми на кафедре технологии и сервиса научно-исследовательскими работами.

В качестве примера в Приложении 9 приведено оформление записки курсового проекта при проектировании технологического проекта изготовления детали типа «Шкив».