Технология конструкционных материалов: Методические указания по выполнению курсовой работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

 «Кузбасский государственный технический университет»

Кафедра технологии машиностроения

Технология конструкционных материалов

Методические указания по выполнению

курсовой работы для студентов специальности 150402

 «Горные машины и оборудование»

Составители С.Н. Ковальчук

Т.А. Лукашенко

Утверждены на заседании кафедры

Протокол №  8 от 26.04.2011

Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 130409

Протокол №    от     

Электронная копия хранится в библиотеке главного корпуса

ГУ КузГТУ

Кемерово 2011

ВВЕДЕНИЕ

Темой курсовой работы является разработка  технологического процесса механической обработки детали в условиях мелко-серийного (ремонтного) производства.

Целью выполнения данной курсовой работы являются:

- закрепление знаний, полученных при изучении соответствующего теоретического курса;

- развитие практических навыков проектирования технологических процессов изготовления деталей.

1. Исходные материалы для выполнения курсовой работы

Исходными материалами для выполнения курсовой работы являются:

1. Чертеж детали. Это должна быть деталь средней сложности, для обработки которой требуются 5-7 технологических операций, например: вал, вал-шестерня, зубчатое колесо, фланец, крышка подшипника и т.п. Чертеж детали выбирается студентом самостоятельно или по согласованию с преподавателем.

2. Технические требования на изготовление детали

2. Программы выпуска детали. Так как тип производства мелкосерийный, ориентировочно принимаем программу выпуска 30 – 50 штук.

2.  Содержание курсовой работы

Курсовая работа состоит из  расчетно-пояснительной  записки, маршрутных карт технологического процесса  и графической части.

2.1. Расчетно-пояснительная записка

Общие правила и требования оформления расчетно-пояснительной записки регламентированы ГОСТ 2.105-79 и ГОСТ 7.32-81.

Расчетно-пояснительная записка выполняется на листах формата А4 (примерный объем 20-25 листов) и состоит из следующих разделов:

1. Анализ служебного назначения детали.

2. Материал детали и его свойства.

3. Выбор метода получения заготовки.

4. Назначение технологических методов обработки  поверхностей детали.

5. Выбор и обоснование выбора технологических баз.

6. Маршрут  обработки.

7. Выбор оборудования и технологической оснастки.

8. Определение припусков на обработку.

9. Определение режимов обработки.

10. Определение норм времени.

Список использованной литературы.

Приложение:

- чертеж детали (синька, ксерокопия);

- спецификация на чертеж станочного (контрольного) приспособления;

- маршрутный  технологический процесс на технологических картах в соответствии с ГОСТ 3.1105-84.

2.2. Оформление технологической документации

Комплектность документации по технологическому процессу определяется в соответствии с требованиями единой системы технологической документации ЕСТД по ГОСТ 3.1102-81, ГОСТ 3.1105-84.

Комплектность технологических документов на технологические процессы:

Титульный лист  ГОСТ 3.1404-81 Форма 2

Маршрутная карта ГОСТ 3.1118-82 Форма 1, 1а

Операционная карта  ГОСТ 3.1404-86 Форма 1, 1а

Карта эскизов  ГОСТ 3.1105-82 Форма 1-5

Ведомость операций технического контроля  ГОСТ 3.1502-85 Форма 1, 1а.

 2.3. Графическая часть

Графическая часть включает 2 листа формата А1, на которых изображаются деталь, заготовка, станочное или контрольное приспособление (1 лист) и схемы наладок (2 лист).

Правила оформления чертежей регламентированы стандартами ЕСКД. Чертежи заготовок оформляют в соответствии с требованиями [1, 2, 3].

Технологические наладки вычерчивают конструктивно.

На схемах наладки показывают:

- контуры заготовки в масштабе;

- установочные и зажимные элементы приспособления (конструктивно);

- режущий инструмент в конце рабочего хода;

- устройство для закрепления режущего инструмента на станке (патрон, оправку – конструктивно);

- направление движений инструмента и заготовки;

- операционные размеры;

- шероховатость обрабатываемых поверхностей.

Вверху каждой схемы наладки указывают номер и наименование операции, а также  модель станка.

Внизу приводят таблицу режимов резания и элементов норм времени. Режимы резания проводят для каждого режущего инструмента наладки, поэтому на листе режущие инструменты нумеруют. На одном листе может быть помещено несколько наладок в зависимости от выбранного масштаба. Лист схем наладок  должен содержать 3-4 наладки на различные операции. Пример оформления наладок приведен в приложении.

3. Методические указания по отдельным разделам курсовой

работы

3.1. Анализ служебного назначения детали

В этом разделе необходимо рассмотреть следующие вопросы:

- служебное назначение детали;

- требуемую точность обработки всех обрабатываемых поверхностей;

Анализируя служебное назначение детали рассматривают функции, которые деталь должна выполнять в узле; условия работы детали (температура, вибрации, знакопеременные усилия,  и др.); вид нагрузки (усилия, частота вращения, моменты и др.); износостойкость, герметичность, антикоррозионные свойства и др.

Анализ требуемой точности обработки поверхностей удобнее провести в табличной форме (табл.1).

Таблица 1

Требуемая точность обработки обрабатываемых поверхностей

№ п/п	Размер	IT	T	Dв	Dн	Форма и  расположение поверхностей	Ra	Примечание
1	58	12	0,3	0	-0,3	В поле допуска размера	6,3	торец
2	Ø48	9	0,06	0,06	0	-	3,2	отверстие
	и т.д.

№ п/п – номер поверхности (желательно в этом разделе  пояснительной записки  выполнить  эскиз с контурами детали,  на котором все обрабатываемые поверхности отметить номерами).

IT,  T,  Dв,  Dн – квалитет, допуск, верхнее и нижнее отклонения соответственно, которые определяются по [7].

Форма и расположение поверхностей – требование к геометрической точности поверхностей. Если на чертеже нет специальных значков, то точность по форме и расположению поверхностей входит в поле линейной размерности номинальных размеров.

Ra – шероховатость. Если на чертеже она указана в других параметрах, необходимо перевести в параметр Ra по соответствующим таблицам [13].

Примечание – назначение поверхности.

3.2. Материал детали и его свойства

При анализе материала необходимо описать его назначение, химический состав, физико-механические свойства [5,7]. Химический состав и механические свойства рекомендуется приводить в табличной форме (табл. 2, 3).

Требования по термической и электрохимической обработке задаются на чертеже. Режимы и свойства стали  после термической и электрохимической обработке выписать по справочнику  [5], для чугуна и цветных сплавов по [7].

Таблица 2

Химический состав материала детали

Сталь 40Х ГОСТ 4543 – 81

Содержание элементов, %
С	Si	Мn	Сr	Ni	Сu	S	Р
0,36-0,44	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	Не более 0,30	Не более 0,30	Не более 0,035	Не более 0,035

Таблица 3

Механические свойства материала детали

3.3. Выбор метода получения заготовки

Выбор производят в такой последовательности:

1. Определить метод получения исходной заготовки (штамповка, литье, прокат и т.п.)  и назначить требуемую точность изготовления заготовки. Выбор необходимо обосновать исходя из:

- конфигурации детали;

- вида и марки материала детали;

- массы и габаритов детали;

- планируемого типа производства и программы выпуска.

В мелкосерийном  производстве  применяют заготовки из проката (прутка,  трубы, листа),  поковок и литья.  Штампованную поковку выбирать нецелесообразно, так как стоимость штампов закладывается в себестоимость заготовок. Выбор метода получения заготовки можно  осуществить по рекомендациям [4].  Точность изготовления заготовки определяется выбранным методом её получения и приведена в справочнике [14].  Приближенно можно принять:  отливка 16-18 квалитет, поковка 17-18, штамповка 16-17, прокат      15-16.

2. Начертить эскиз заготовки с учетом припусков на механическую обработку, проставить габаритные размеры.

3. Рассчитать массу заготовки по формуле:

, где  – объем заготовки, см³;  – плотность материала заготовки (для стали  = 7,85 г/см³; для чугуна = 7,0 г/см³).

4. Рассчитать коэффициент использования металла:

, где  - масса детали по чертежу, кг.

Следует отметить, что метод получения заготовки считается технологичным если > 0,7.

3.4. Назначение технологических методов обработки 

поверхностей детали

Методы обработки  отдельных поверхностей детали устанавливают исходя из требований рабочего чертежа и  принятой  заготовки.  По заданным требованиям к точности и шероховатости поверхности с учетом формы и размера поверхности назначают  метод окончательной обработки.  Зная вид и точность заготовки, назначают первый метод обработки.  Базируясь на  первом и завершающем методе, устанавливают промежуточные методы обработки. При этом исходят из того, что каждый последующий метод должен быть точнее предыдущего на 1-3 квалитета. Технологический допуск на промежуточный размер и качество  поверхности,  полученные  предыдущим  методом, должны позволять  использовать  следующий.  Точность,  достигаемая различными методами обработки приведена в [13,14].

В пояснительной записке назначение методов обработки удобнее производить в табличной форме (табл.4).

Таблица 4

Назначение методов обработки

№ поверхности	Метод обработки	ІТ	Ra
1	Черновое точение	12	12,5
2	Растачивание черновое	12	12,5
	Растачивание чистовое	9	3,2
3	Сверление	12	12,5
	Зенкерование	11	6,3
	Развертывание	8	1,6
	и т.д.

   3.5. Выбор и обоснование выбора технологических баз

Технологическая база – это поверхность, линия или точка, принадлежащая изделию и служащая для его установки в станочном приспособлении.

При выборе технологических баз нужно руководствоваться следующими принципами:

1. В качестве черновых баз (на первой операции) следует принимать поверхности,  которые в готовой детали остаются необработанными; черновые  базы должны быть по возможности ровными и без дефектов; на первой операции рекомендуется обработать  поверхности, которые будут служить в качестве чистовых баз на последующих операциях;

2. Выбранная  технологическая  база  должна  согласовываться с конструкцией станка и приспособления; обеспечивать устойчивость и жесткость закрепления,  удобство установки детали, простоту установочного приспособления;

3. При выборе баз необходимо стремиться к соблюдению принципов совмещения (единства) баз и постоянства баз. Т. е. совмещать технологическую базу с измерительной, и на разных операциях стараться использовать одни и те же схемы базирования.

Типовые схемы базирования для деталей разных видов  приведены в [4,8,12]. Выбор технологических баз удобнее производить в табличной форме (табл.5).

Таблица 5

Схемы базирования деталей

№ схемы	Схема базирования	№ операции	Обрабатываемые поверхности
1		10	1,5

3.6. Маршрут  обработки

Маршрут обработки – это последовательность и содержание технологических операций.

Цель составления маршрута обработки - дать общий план обработки, наметить содержание операций в целом, выбрать