2.3. Указания к составлению пояснительной записки.

Во введении обосновывается актуальность разрабатываемой темы, её значение для повышения эффективности производства, и формулируются цели курсового проектирования.

1) Исходные данные для разработки курсового проекта делятся на три вида: базовые, руководящие и справочные. В пояснительной записке необходимо указывать только базовые данные, а именно: наличие конструкторской документации (рабочие чертежи детали и заготовки), технологической документации (заводской технологический процесс) и годовую программу выпуска объекта производства в количественном выражении (годовая программа выпуска изделия назначается преподавателем и указывается в задании).

2) Определение типа производства. В данном разделе оп­ределяется ориентировочно. Определение серийности производства при меха­нической обработке деталей регламентируется ГОСТ 14.004 – 84. Пример определения типа производства приводится в литерату­ре [1, 4, 13, 24]. Необходимые для этого расчета приближенные формулы норм времени имеются в литературе [24]. Возможно исполь­зование заводских данных. Для серийного производства опреде­ляется также величина партии выпуска и число смен, необхо­димых на обработку этой партии, а для массового и крупносерийного производства рассчитывается еще такт выпуска изделий.

Предварительно, когда еще не установлен маршрут обработки детали, а так же еще не произведено технологическое нормирование операций, тип производства определяют приближенно, руководствуясь массой детали и заданной годовой программой ее выпуска. Для этого используют следующую таблицу:

Таблица 1. Зависимость типа производства от годовой программы выпуска.

Масса детали, кг	Количество обрабатываемых в год деталей одного наименования и типоразмера, шт
	единичное	мелкосерийное	среднесерийное	крупносерийное	массовое
< 1,0	< 100	100 – 2.000	1.500 – 100.000	75.000 – 200.000	> 200.000
1,0 – 2,5	< 100	100 – 1.000	1.000 – 50.000	50.000 – 100.000	> 100.000
2,5 – 5,0	< 100	100 – 500	500 – 35.000	35.000 – 75.000	> 75.000
5,0 – 10	< 10	10 –300	300 – 25.000	25.000 – 50.000	> 50.000
10 – 30	< 10	10 – 200	200 – 10.000	10.000 – 25.000	> 25.000
> 30	< 5	5 – 100	100 – 300	300 – 1.000	> 1.000

После разработки маршрутного технологического процесса и проведения технологического нормирования его операций, необходимо вернуться к данному пункту пояснительной записки и рассчитать коэффициент закрепления операций.

Расчет коэффициента закрепления операций проводят в следующем порядке. Для каждой операции разработанного технологического процесса рассчитывают условное число операций, приходящихся на одно рабочее место по следующей формуле:

(1)

где – нормативный коэффициент загрузки рабочего места всеми закрепленными за ним операциями;

F_д – действительный годовой фонд времени работы оборудования;

K_в – коэффициент выполнения норм;

N_г – годовая программа выпуска детали;

Т_ш.к. – штучно-калькуляционное время на операцию.

В учебных целях допускается принимать следующие значения величин, входящих в формулу (1):

= 0,75…0,85; K_в = 1,25– 1,35; F_д = 4015 ч.

Затем рассчитывают коэффициент закрепления операций по формуле:

(2)

где – суммарное условное число однотипных операций, выполняемых на одном рабочем месте;

Р_я – явочное число рабочих.

В учебных целях явочное число рабочих может быть принято равным количеству операций механической обработки в разработанном технологическом процессе.

По результатам расчета, руководствуясь сведениями, приведенными в п. 1.4. настоящего пособия, окончательно делают вывод о принятом типе производства.

3) Разработка технологического процесса изготовления детали начинается с изучения служебного назначения объекта производства.

3.1) Служебное назначение и конструктивные особенно­сти детали излагаются на основе требований [1, 4, 13, 24] с учетом приведенных в этой же литературе примеров описания служебного назна­чения деталей некоторых классов (валов, шпинделей, корпусных деталей и др.). Рассматриваются все поверхности детали с указанием требований к ним, а так же (при наличии сборочного чертежа узла, в который входит заданная деталь) роль каждой поверхности в работе механизма. В этом же разделе следует привести также данные о материале детали: химический состав, механические свойства до и после термической обработки.

3.2) Анализ технологичности конструкции детали произ­водится в соответствии с ГОСТ 14.201-83 и ГОСТ 14.202-73, ГОСТ 14.204-73. Примеры анализа технологичности детали приводятся в литературе [21]. Рекомендуется следующая последовательность анализа технологичности заданной детали.

Производится качественная оценка технологичности конструкции детали по методике, приведенной в [24]. Анализ основывается на следующих соображениях.

Внимание. Все нижеперечисленные обоснования технологичности могут приниматься во внимание только в том случае, если они не противоречат служебному назначению детали. Если рассматриваемая поверхность нетехнологична с точки зрения приведенных ниже примеров, но конфигурацию детали нельзя изменять из-за того, что это может привести к неработоспособности узла, в который входит данная деталь, то это отдельно описывается в пояснительной записке. Если изменение конфигурации детали не оказывает влияние на ее работоспособность, то необходимо внести изменения в конструкцию детали с целью повышения ее технологичности и привести обоснование принятого решения.

Таблица 2. Качественные признаки технологичности

Эскиз	Анализ технологичности
	Технологичным является вариант справа, так как фаски, имеющие один и тот же угол наклона можно выполнить одним и тем же инструментом, не внося поправок в настройку станка (изменение угла поворота резцедержателя).
	Технологичным является вариант с одинаковой шириной проточек (справа), поскольку при их обработке можно использовать один и тот же инструмент, изготавливая выточку за один проход.
	Технологичным является нижний вариант, так как ступенчатое отверстие, изображенное на нем можно легко выполнить обычными сверлами, в отличии от верхнего варианта.
	Технологичным является вариант справа, так как обработка шпоночных пазов дисковыми фрезами более производительна (фрезерование производится сразу на всю глубину паза).
	Технологичным является вариант справа, поскольку боковые поверхности расположены параллельно друг другу, что упрощает обработку детали.
	Технологичен вариант справа, поскольку сквозной паз можно обработать за один проход, причем разными методами и инструментами: шпоночной, концевой фрезами, строганием, протягиванием. Вариант слева можно получить только шпоночной или концевой фрезой и только, как минимум, за два прохода.
	Технологичным является вариант, приведенный справа, поскольку он позволяет обработать систему из двух отверстий большого диаметра с одного установа за один проход, что повышает точность расположения этих отверстий друг относительно друга.
	Технологичным является вариант, приведенный внизу, так как в этом случае все обрабатываемые поверхности а) обрабатываются с одной шероховатостью; б) лежат в одной плоскости, что позволяет обработать их все за один установ и один проход.
	Технологичным является вариант, приведенный внизу, так как приведенная на нижнем рисунке конфигурация детали обеспечивает лучшие условия для врезания и выхода сверла, нежели конфигурация приведенная на верхнем рисунке. Если конфигурация поверхности соответствует верхнему рисунку, то имеет место возможность поломки сверла при врезании и выходе его из отверстия, а так же возникнет «увод» инструмента.
	Технологичным является вариант справа, так как а) в нем присутствует возможность обработки пазов напроход, поскольку пазы расположены попарно в одной плоскости; б) для его обработки можно использовать дисковую фрезу любого диаметра, в отличии от варианта слева.
	Технологичным представляется нижний вариант, поскольку при обработке «открытой» плоскости имеет место возможность нормального подхода, врезания и выхода фрезы; можно обрабатывать сразу несколько деталей за один проход на настроенном на размер станке, тогда как эти возможности отсутствуют у верхнего эскиза ввиду «закрытости» плоскости.
	Технологичен вариант справа, поскольку в данном случае глухое отверстие легко обработать сверлом, тогда как для обработки варианта слева после сверления необходимо предусмотреть дополнительную обработку. Если в глухом отверстии нарезана резьба, то резьба на всю глубину отверстия нетехнологична.
	Технологичен вариант справа, так как при обработке платика на внутренней поверхности детали можно подвести инструмент сквозь отверстие. В варианте слева эта возможность не предусмотрена, т.к. ширина платика много больше диаметра отверстия.
	Технологичен вариант, приведенный внизу, так как в данном случае имеет место сокращение площади механической обработки, т.е. обработке подвергается не вся плоскость, а лишь т.н. «лапы». Кроме того, такая конфигурация детали приводит к экономии металла при получении заготовки.

После выполнения качественного анализа технологичности производится расчет следующих количественных показателей технологичности:

3.2.1 Коэффициент использования металла

(3)

где М_д – масса готовой детали;

М_з – масса заготовки.

3.2.2. Коэффициент унификации поверхностей

(4)

где Q₁ – количество всех конструктивных элементов и поверхностей;

Q₂ – количество уникальных, не унифицированных поверхностей.

3.2.3. Коэффициент шероховатости поверхностей

(5)

где Q₃ – количество поверхностей с шероховатостью менее Ra10 мкм.

3.2.4. Коэффициент точности поверхностей

(6)

где Q₄ – количество поверхностей с квалитетом точности менее восьмого.

3.2.5. Коэффициент полноты обработки

(7)

где Q₅ – количество поверхностей, не требующих механической обработки.

3.2.6. Коэффициент обрабатываемости материала К₆ принимается равным для цветных металлов и сплавов единице; для нелегированных сплавов и чугуна равным 0,8; для легированных и высоколегированных сплавов равным 0,6.

3.2.7. Определяют уровень технологичности как произведение вычисленных выше показателей технологичности, т.е.

(8)

При K ≥ 0,1 деталь считают технологичной, а в противном случае необходимо пересмотреть способ получения заготовки, по возможности унифицировать и стандартизировать элементы и поверхности детали, т.е. внести соответствующие поправки в рабочий чертеж заданной детали.

Важно заметить, что вносимые изменения не должны влиять на работоспособность детали в данном механизме, а так же не должны вызывать противоречия конструкции детали ее служебному назначению.

В ходе анализа технологичности так же необходимо рассмотреть соответствие применяемых методов изготовления заготовки условиям данного производства. Так же необходимо убедиться в том, что конструкция детали обеспечивает возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления, что обеспечит снижение трудоемкости и себестоимости производства.

3.3) Анализ существующих технологических процессов изготовления деталей проводится на основе описания базового (или заводского) технологического процесса с указанием оборудования, приспособле­ний, инструментов, заготовок, способа базирования, а так же последовательности операций и их состава. В ходе анализа необходимо рассмотреть «узкие» места в действующем производстве, условия и ограничения, действующие на предприятии, возможные причины появления брака на действующем производстве и возможные варианты его устранения. На основе анализа принимается решение об изменении базовой технологии в целях повышения производительности труда, снижения себестоимости изготовления детали и т.д. В случае, если по тем или иным причинам заводской технологический процесс отсутствует, анализ производят по имеющимся в литературе типовым технологическим процессам. [3, 4, 5, 18] В этом случае в данном разделе пояснительной записки необходимо произвести адаптацию типового технологического процесса под обработку заданной конкретной детали. Т.е., рассматривая типовой технологический процесс изготовления детали данного класса, необходимо исключить операции обработки поверхностей, которые отсутствуют у заданной детали по сравнению с типовой и (или) дополнить типовой технологический процесс в случае, если у рассматриваемой детали по сравнению с типовой присутствуют дополнительные поверхности (шпоночные пазы вместо шлицев, косозубый венец вместо прямозубого и т.д.)