Оформление материалов проекта
Пояснительные записки оформляются в строгом соответствии с положениями, изложенными в нормативных документах колледжа.
Дипломный проект выполняются на компьютере в одном экземпляре, и оформляются согласно ГОСТ 105-95 на лицевой стороне белой бумаги с основной надписью по ГОСТ 2.104 - 2006 следующим образом:
- размер бумаги стандартного формата А4 (210 х 297 мм)
- поля: левое - 30 мм, верхнее - 20 мм, правое - 10 мм, нижнее - 20 мм.
- ориентация: книжная
- шрифт: Times New Roman.
- кегль: - 14 пт (пунктов) в основном тексте, 12 пт в сносках, таблицах
- междустрочный интервал: полуторный в основном тексте, одинарный в подстрочных ссылках
- расстановка переносов - автоматическая
- форматирование основного текста и ссылок - в параметре «по ширине»
- цвет шрифта - черный
- красная строка - 1,5 см
При нумерации страниц дипломного проекта выполняются следующие требования:
- нумерация страниц производится, начиная с 3-й страницы - введения. На титульном листе и листе с оглавлением страницы не выставляются;
- номер страницы располагается в нижнем правом углу;
- нумерация страниц производится последовательно, включая введение, теоретическую и практическую части, заключение, список использованной литературы.
- страницы приложения не нумеруются, но входят в общее количество листов.
При оформлении дипломного проекта заголовки должны соответствовать следующим требованиям:
- пункты (заголовки) не выделяются жирным шрифтом;
- заголовки выравниваются по левому краю;
- точка в конце заголовка не ставится;
- заголовок, состоящий из двух и более строк, печатается через один междустрочный интервал;
- заголовок не имеет переносов, то есть на конце строки слово должно быть обязательно полным;
- каждую часть необходимо начинать с новой страницы.
Оформление списка литературы осуществляется строго в алфавитном порядке.
При выполнении таблиц соблюдаются следующие требования:
- название таблицы помещают над таблицей слева, без абзацного отступа в одну строку с ее номером через тире;
- в конце заголовков и подзаголовков таблиц точки не ставятся;
- при переносе части таблицы название помещают только над первой частью таблицы, нижнюю горизонтальную черту, ограничивающую таблицу, не проводят;
- при заимствовании таблиц из какого-либо источника, после нее оформляется сноска на источник в соответствии с требованиями к оформлению сносок;
- таблицы, схемы и рисунки, занимающие страницу и более, помещают в приложение, а небольшие - на страницах работы;
- схема, рисунок и диаграммы подписываются снизу по центру.
Пример оформления титульного листа пояснительной записки дипломной работы представлен в приложении Б настоящего пособия.
Приложения пояснительной записки, содержащие технологическую документацию на разработанный технологический процесс, должны быть оформлены в соответствии с требованиями стандартов ЕСТД.
Графическая часть оформляется в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД и рекомендациями, приведенными в учебной и справочной литературе.
Каждому текстовому и графическому документу должно быть присвоено обозначение. Обозначение записывают в соответствующей графе основной надписи документа.
Структура обозначения документов работы КП16 151901.0904П3 – пояснительная записка
1 2 3 4
КП16 151901.0904.00.001 – рабочий чертеж детали;
КП16 151901.0904.00.002 – чертеж исходной заготовки;
КП16 151901.0904.03 Д1 – план изготовления детали;
КП16 151901.0904.04 Д2 – чертеж технологической наладки.
)
Здесь
1. Код документа: дипломный проект и год выполнения работы;
2. Код специальности;
3. Личный поименный номер студента (по приказу);
4. Вид документа (номер листа);
Пояснительная записка оформляется в жесткий переплет. Порядок сшивания дипломного проекта:
- Белый пустой чистый лист формата А4
- Титульный лист
- Задание
- Содержание и все раздели пояснительной записки согласно заданию
- Приложение обязательное (комплект технологической документации)
- Лист замечаний
- Пять пустых файлов (один - для отзыва, один - для рецензии, два - для комплекта чертежей, один – для чертежа задания)
Пояснительная записка
3.1 Содержание
В содержании необходимо перечислить разделы, подразделы, пункты и остальные структурные элементы (введение, заключение, литература, приложение) пояснительной записки с указанием их номеров и страниц, с которых они начинаются.
3.2 Введение
Во введении следует обосновать актуальность избранной темы дипломного проекта, раскрыть ее теоретическую и практическую значимость, сформулировать цели и задачи работы.
Введение должно подготовить читателя к восприятию основного текста работы. Оно состоит из обязательных элементов, которые необходимо правильно сформулировать. В первом предложении называется тема дипломного проекта.
Актуальность исследования (почему это следует изучать?) Актуальность исследования рассматривается с позиций социальной и практической значимости. В данном пункте необходимо раскрыть суть исследуемой проблемы и показать степень ее проработанности в различных трудах. Здесь же можно перечислить источники информации, используемые для исследования.
Цель исследования (какой результат будет получен?) Цель должна заключаться в решении исследуемой проблемы путем ее анализа и практической реализации. Цель всегда направлена на объект.
Проблема исследования (что следует изучать?) Проблема исследования показывает осложнение, нерешенную задачу или факторы, мешающие её решению. Определяется 1 - 2 терминами.
Объект исследования (что будет исследоваться?) материалы, технологические процессы, средства технологического оснащения (технологическое оборудование, инструменты, технологическая оснастка); конструкторская и технологическая документация.
Предмет исследования (как, через что будет идти поиск?) Здесь необходимо дать определение планируемым к исследованию конкретным свойствам объекта. Предмет исследования направлен на практическую деятельность и отражается через результаты этих действий.
Гипотеза исследования (что не очевидно в исследовании?).
Возможная структура гипотезы:
- утверждение значимости проблемы.
- догадка (свое мнение) «Вместе с тем…».
- предположение «Можно...».
- доказательство «Если...».
Задачи исследования (как идти к результату?), пути достижения цели. Задачи соотносятся с гипотезой. Определяются они исходя из целей работы. Формулировки задач необходимо делать как можно более тщательно, поскольку описание их решения должно составить содержание глав и параграфов работы. Как правило, формулируются 3-4 задачи.
Перечень рекомендуемых задач:
1. «На основе теоретического анализа литературы разработать...» (ключевые понятия, основные концепции).
2. «Определить...» (выделить основные условия, факторы, причины, влияющие на объект исследования).
3. «Раскрыть...» (выделить основные условия, факторы, причины, влияющие на предмет исследования).
4. «Разработать...» (средства, условия, формы, программы).
5. «Апробировать…» (что разработали) и дать рекомендации...
Методы исследования (как исследовали?): дается краткое перечисление методов исследования через запятую без обоснования.
Теоретическая и практическая значимость исследования (что нового, ценного дало исследование?).
Теоретическая значимость исследования не носит обязательного характера. Наличие сформулированных направлений реализации полученных выводов и предложений придает работе большую практическую значимость.
При написании можно использовать следующие фразы: результаты исследования позволят осуществить...; будут способствовать разработке...; позволят совершенствовать….
Структура работы – это завершающая часть введения (что в итоге в проекте представлено).
В завершающей части в назывном порядке перечисляются структурные части проекта, например: «Структура работы соответствует логике исследования и включает в себя введение, теоретическую часть, практическую часть, заключение, список литературы, 5 приложений».
Здесь допустимо дать развернутую структуру дипломного проекта и кратко изложить содержание.
Таким образом, введение должно подготовить к восприятию основного текста работы.
Пример оформления введения приведен в приложении Д.
3.3 Анализ исходных данных
Целью этого раздела является повышение уровня технологичности конструкции детали путем технологического контроля ее рабочего чертежа.
В начале технологического контроля следует проверить полноту информации чертежа детали:
- наличие размеров, необходимых для изготовления детали;
- требования точности размеров, формы и расположения элементов детали;
- требования шероховатости поверхностей;
- требования к состоянию материала детали: твердость, вид химико-термической обработки, глубины слоев насыщения поверхностей детали химическими элементами;
- величина массы детали.
В случае недостаточности или избытка указанной информации следует внести коррективы в рабочий чертеж детали.
5.3.1 Служебное назначение детали
Порядок работы.
1. Приведите эскиз и выполните описание работы узла, в котором установлена рассматриваемая деталь.
2. Сформулируйте служебное назначение детали с описанием условий ее работы: уровень и характер нагрузок, действующих на деталь, условия эксплуатации (температура, условия смазки, степень загрязненности среды).
3. Приведите данные физико-механических характеристик (таблица 5.1) и химического состава материала детали (таблица 5.2) [8, 13, 20].
Таблица 5.1 – Механические свойства
| Состояние поставки, режим термообработки | Сечение, мм | 
| 
| 
| 
| НВ |
| МПа | % | Не более | ||||
| Не менее | ||||||
Таблица 5.2 – Химический состав, %
| С | Si | Mn | Cr | Ni | Cu | S | P |
| Не более | |||||||
Твердость материала должна быть указана как в состоянии поставки (исходная заготовка), так и после упрочняющей термообработки (готовая деталь). Если деталь подвергается химико-термической обработке, то следует указать вид этой обработки, поверхности, которые ей подвергаются и глубины упрочненных слоев.
5.3.2 Классификация поверхностей детали по функциональному
назначению
В начале подраздела следует привести формулировки, отражающие функции поверхностей детали: исполнительных (ИП), основных конструкторских баз (ОКБ), вспомогательных конструкторских баз (ВКБ), свободных (СП).
Затем разработайте технологический эскиз детали (рис. 5.1), на котором все ее поверхности обозначаются арабскими цифрами. Размеры детали, приведенные в ее рабочем чертеже, кодируются буквенно-цифровым кодом: продольные размеры – буквами славянского, латинского алфавитов (А, Б, L, Z и т.д.); диаметры – сочетанием цифры 2 и буквы (2А, 2Б и т.д.)
Рисунок 5.1 – Технологический эскиз детали
На базе эскиза узла, в котором установлена деталь, и технологического эскиза детали приведите классификацию поверхностей детали по их функциональному назначению. Результаты классификации сведите в таблицу, вид которой приводится ниже (таблица 5.3)
Таблица 5.3 – Классификация поверхностей детали по функциональному назначению
| Назначение поверхности | Номер поверхности |
| ИП | |
| ОКБ | |
| ВКБ | |
| СП |
5.3.3 Анализ технологичности конструкции детали
В этом подразделе следует оценить производственную технологичность конструкции детали и предложить изменения конструкции, повышающие уровень ее технологичности.
5.3.3.1 Качественные показатели технологичности конструкции
детали
По конструктивной форме:
а) максимальная унификация и стандартизация конструктивных элементов детали;
б) наличие конструктивных элементов, обеспечивающих благоприятные условия работы режущих инструментов;
в) увеличенная жесткость детали, обеспечивающая ее обработку на повышенных режимах.
По размерам детали:
а) размеры детали должны иметь оптимальные требования точности выполнения;
б) максимальное сокращение размеров обрабатываемых поверхностей;
в) простановка размеров на чертеже детали должна учитывать особенности настройки технологического оборудования на размер;
г) требования по взаимному расположению поверхностей детали, точности форм поверхностей, шероховатости должны быть обоснованы и иметь оптимальные значения, обеспечивающие функции поверхностей.
По процессу изготовления деталей:
а) удобство установки заготовки при обработке ее поверхностей;
б) наличие конструктивных элементов, обеспечивающих автоматизацию установки заготовки на станках;
в) возможность одновременной обработки нескольких поверхностей;
г) возможность обработки на проход;
д) возможность обработки наибольшего количества поверхностей детали за один установ;
е) возможность применения стандартной и нормализованной технологической оснастки.
По материалу детали:
а) уровень обрабатываемости резанием (таблица 5.4);
б) обеспечение шероховатости обрабатываемых поверхностей (таблица 5.4);
в) способность подвергаться упрочняющей термообработке: прокаливаемость, склонность к трещинообразованию, склонность к возникновению внутренних напряжений, ведущих к потере формы деталей.
В большинстве случаев вязкие, пластичные материалы дают после обработки резанием повышенную шероховатость и наоборот. В связи с этим необходимо учитывать следующее:
- в деталях из углеродистых сталей с содержанием углерода до 0,3% не рекомендуется назначать шероховатость меньше Rа=6,3 мкм;
- среднеуглеродистые стали (С=(0,35-0,50)%) лучше обрабатывать после улучшения до HRC30…35; высокоуглеродистые стали (У10, У12) лучше обрабатывать в отожженном состоянии;
- алюминиевые сплавы дают высокое качество поверхности после закалки и старения;
При оценке технологичности конструкции следует дать оценку по каждому качественному показателю с приведением данных по предельным значениям точности параметров детали и шероховатости ее поверхностей.
Предложите изменения конструкции детали, направленные на повышение ее технологичности.
5.3.3.2 Количественные показатели технологичности конструкции
детали
Определите следующие количественные показатели технологичности конструкции детали:
а) коэффициент обрабатываемости материала детали резанием
, (5.1)
где V60 – скорость резания при стойкости инструмента Т=60 мин и
определенных условиях резания;
VЭ 60 – то же для эталонного материала.
В качестве эталонного материала выбрана сталь 
Коэффициенты обрабатываемости материалов приводятся в специальной литературе [8, 13, 20]. Оценку уровня обрабатываемости проведите по данным таблицы 5.4.
Таблица 5.4 – Технологические характеристики материала детали
| Обрабатываемость материала | КV | Возможность получения требуемой шероховатости |
| Высокая | 2,1 – 1,5 | Очень трудно |
| Хорошая | 1,4 – 1,0 | Без особых затруднений |
| Удовлетворительная | 1,0 – 0,8 | Легко или без особых затруднений |
| Пониженная | 0,8 – 0,5 | Легко |
| Низкая | Менее 0,5 | легко |
б) коэффициент точности размеров детали
, (5.2)
= 
, (5.3)
где IТ – номер квалитета;
ni – число размеров выполняемых по i-тому номеру квалитета.
Конструкция детали считается технологичной при Кт 
0,8;
в) коэффициент шероховатости
, (5.4)
где Rаср – средняя величина шероховатости поверхностей детали по
| k |
| mj |
6 8TkO/uRCemeIRPYKXcuAw6GkLuntBUoU+72pE2JgUg17hFLmpH4UfGhcOFSH1N5pZBCbUdn6iO0A O8wCzi5uOgu/KOlxDkrqf+4YCErUR4MtXeazWRycZMzmNxM04DJSXUaY4QhV0kDJsN2EYdh2DmTb 4U2DQMbe4zNoZGrRK6sTfXzrSYzTXMZhurRT1uvfY/0bAAD//wMAUEsDBBQABgAIAAAAIQD9uqti 3AAAAAgBAAAPAAAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sTI9BT8MwDIXvSPyHyEjcWLqJUihNJzSEduFCB3ev MW21JqmSdEv/PeYEJz/rWe99rrbJjOJMPgzOKlivMhBkW6cH2yn4PLzdPYIIEa3G0VlSsFCAbX19 VWGp3cV+0LmJneAQG0pU0Mc4lVKGtieDYeUmsux9O28w8uo7qT1eONyMcpNlD9LgYLmhx4l2PbWn ZjYK3nXa79o8nZpXLPyXn5eI+0Wp25v08gwiUop/x/CLz+hQM9PRzVYHMSrI1wWjRxY82M/zYgPi qOC+eAJZV/L/A/UPAAAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAAIQC2gziS/gAAAOEBAAATAAAAAAAAAAAA AAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsA AAAAAAAAAAAAAAAALwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAD1Okd1BAgAAhQQAAA4A AAAAAAAAAAAAAAAALgIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAP26q2LcAAAACAEA AA8AAAAAAAAAAAAAAAAAmwQAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPMAAACkBQAAAAA= " strokecolor="white [3212]">
| k |
| mj |
где j – величина параметра Ra в мкм;
mj – число поверхностей, имеющих j-тую шероховатость
k – число всех поверхностей детали.
Конструкция технологична при Кш 
0,32.
Сформулируйте Ваши предложения по повышению количественных показателей технологичности конструкции детали.
5.4 Определение типа производства, его характеристика
Целью раздела является определение принципиальных решений при проектировании технологического процесса изготовления детали в зависимости от конкретных условий производства.
Тип производства следует определять по таблице 5.5 в зависимости от массы детали и годового объема Nг ее выпуска.
Таблица 5.5 – Определение типа производства
| Масса детали, кг | Тип производства | ||||
| Единичное | Мелкосерийное | Среднесерийное | Крупносерийное | Массовое | |
| 10-1500 | 1500-100000 | 75000-200000 | 
| |
| 1,0-2,5 | 10-1000 | 1000-50000 | 50000-1000000 | 
| |
| 2,5-5,0 | 10-500 | 500-35000 | 35000-75000 |  75000
| |
| 5,0-10 | 10-300 | 300-25000 | 25000-50000 | 50000
| |
| 10-20 | 10-200 | 200-10000 | 10000-25000 | 25000
| |
| 20-300 | 10-150 | 150-1000 | 1000-5000 | 5000
|
Приведите организационно – техническую характеристику принятого типа производства, воспользовавшись данными, имеющимися в таблице 5.6.
Для производств, которым характерна не поточная организация труда, необходимо определить объем партии запуска:
, (5.6)
где Nг – годовой объем выпуска изделий;
– периодичность запуска в днях (рекомендуется периодичность 3, 6, 12, 24 дней);
254 – количество рабочих дней в году.
Для производства с поточной организацией следует рассчитать такт выпуска изделий (интервал времени между выпуском готовых изделий):
, (5.7)
где Фд – действительный фонд времени работы оборудования в планируемый период (год) при заданном режиме работы, час;
Nг – объем выпуска изделий за тот же период, шт.
5.5 Выбор и проектирование исходной заготовки
Целью раздела является разработка конструкции оптимального варианта исходной заготовки детали.
5.5.1 Выбор вариантов исходной заготовки
1. Выберите возможные методы получения исходной заготовки (литье, обработка давлением) исходя из физических и технологических свойств материала детали, конфигурации и размеров детали. [2, 5, 31, 32].
Для деталей из конструкционных сталей следует применять обработку давлением, из литейных сталей, чугунов, алюминиевых и цветных сплавов – литье.
2. Определите два целесообразных способа получения заготовки. Выбор способов определяется технологическими особенностями процесса изготовления заготовки (оборудование, режим) и зависит от типа производства, массы заготовки, особенностей конструкции детали (таблица 5.7, таблица 5.8)
В учебных целях в курсовом проекте следует принимать следующие варианты способов получения заготовки давлением:
- из сортового проката;
- поковка или штамповка.
Для отливок выбирают два возможных способа применительно к типу производства.
3. Определите параметры заготовок, изготавливаемых принятыми
способами: массу, характеристики точности.
Масса штамповки ориентировочно равна
Мш = Мд КР, (5.8)
где Мд – масса детали, кг;
Кр – расчетный коэффициент, зависящий от формы детали и устанавливаемый по таблице 5.9.
По ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски» определите параметры заготовки: класс точности Т, степень сложности С, группу стали М.
Масса заготовки из проката рассчитывается по формуле
, (5.9)
где Vпр – объем заготовки из проката, см3;
- плотность материала заготовки, кг/см3.
Таблица 5.9 – Коэффициент КР для определения ориентировочной массы
штамповки
| Группа | Характеристика детали | Типовые представители | Кр |
| Удлиненной формы | |||
| 1.1 | С прямой осью | Валы, оси, цапфы, шатуны | 1,3-1,6 |
| 1.2 | С изогнутой осью | Рычаги, сошки рулевого управления | 1,1-1,4 |
| Круглые и многогранные в плане | |||
| 2.1 | Круглые | Шестерни, ступицы, фланцы | 1,5-1,8 |
| 2.2 | Квадратные, прямоугольные, многогранные | Фланцы, ступицы, гайки | 1,3-1,7 |
| 2.3 | С отростками | Крестовины, вилки | 1,4-1,6 |
| Комбинированные (сочетающие элементы групп 1 и 2-ой конфигурации) | Кулаки поворотные, коленчатые валы | 1,3-1,8 | |
| С большим объемом необрабатываемых поверхностей | Балки передних осей, рычаги переключения коробок передач, буксирные крюки | 1,1-1,3 | |
| С отверстиями, углублениями, поднутрениями, не оформляемыми в поковке при штамповке | Полые валы, фланцы блоки шестерен | 1,8-2,2 |
Форма заготовки из сортового проката для детали – тела вращения представляет цилиндр, с диаметром
, (5.10)
и длиной
, (5.11)
В формулах (5.10), (5.11) 
и 
наибольшие диаметр и длина детали соответственно.
Расчетную величину диаметра dпр следует скорректировать по сортаменту [13], выбрав ближайшее большее значение.
Масса заготовки из круглого проекта равна
,(5.12)
Для определения массы заготовки из проката можно также воспользоваться данными [13] по массе погонного метра проката и величин dпр и lпр .
В соответствии с ГОСТ 2590-71 [13] определите точность проката (высокую, повышенную, обычную) и допуски на диаметр проката.
5.5.2 Технико-экономическое обоснование оптимального варианта
заготовки
Окончательное решение по выбору способа изготовления заготовки принимают на основании экономического расчета. Критерием оптимальности должна быть минимальная величина стоимости изготовления детали
, (5.13)
где Сз – стоимость исходной заготовки;
Смо – стоимость последующей механической обработки;
Сотх – стоимость отходов при механической обработке.
Упрощенное сравнение альтернативных вариантов на начальном этапе технологического проектирования, когда неизвестна технология изготовления детали, основывается на укрупненном расчете затрат.
5.5.2.1 Вариант горячей штамповки
Стоимость заготовок, получаемых такими методами, как горячая штамповка на молотах, прессах, ГКМ, а также электровысадкой, можно с достаточной для курсового проектирования точностью определить по формуле
Сз=Сб 
Мш Кт 
Ксл Кв 
Км Кп ,(5.14)
где Сб –базовая стоимость 1кг заготовки в руб/кг;
Мш – ориентировочная масса штамповки, кг;
Кт – коэффициент, зависящий от класса точности штамповки;
Ксл – коэффициент, зависящий от степени сложности штамповки;
Кв – коэффициент, учитывающий массу заготовки;
Км – коэффициент, зависящий от материала;
Кп – коэффициент, учитывающий серийность производства.
За базовую стоимость горячештампованных заготовок можно принять Сб=11,2 руб/кг. Это стоимость штамповок из конструкционной углеродистой стали массой m3 = 2,5…4 кг, точности класса Т3 по ГОСТ 7505-89, степени сложности С3, группы серийности II (объем производства 4…100 тыс.шт./год).
В зависимости от класса точности коэффициент Кт принимают:
Т1 – 1,1; Т2 – 1,05; Т3 – 1,0; Т4 – 0,95; Т5 – 0,9.
Значения остальных коэффициентов в формуле (5.14) приведены в таблицах 5.10; 5.11.
Таблица 5.10 – Значения коэффициента сложности Кс
| Материал штамповки | Степень сложности | |||
| С 1 | С 2 | С 3 | С 4 | |
| Сталь углеродистая 0,8…45 | 0,75 | 0,84 | 1,0 | 1,15 |
| Сталь легированная 15Х…50Х | 0,77 | 0,870 | 1,0 | 1,15 |
| Сталь18ХГТ…30ХГТ | 0,78 | 0,890 | 1,0 | 1,14 |
| Сталь 12ХН3А – 30ХН3А | 0,81 | 890,9 | 1,0 | 1,1 |
Таблица 5.11 – Коэффициент массы Кв
| Масса штамповки, кг | Материал штамповки | |||
| Сталь 08-85 | Сталь 15Х-50Х | Сталь 18ХГТ-30ХГТ | Сталь 12ХН3А-30ХН3А | |
| <0,25 | 1,94 | 1,62 | ||
| 0,25-0,6 | 1,85 | 1,64 | 1,61 | 1,42 |
| 0,63-1,6 | 1,33 | 1,29 | 1,29 | 1,25 |
| 1,6-2,5 | 1,14 | 1,14 | 1,15 | 1,11 |
| 2,5-4 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| 4-10 | 0,87 | 0,89 | 0,89 | 0,9 |
| 10-25 | 0,8 | 0,8 | 0,79 | 0,8 |
В зависимости от марки материала заготовки значения Км составляют:
сталь углеродистая 08-50-1,0;
сталь легированная 15Х-50Х-1,18;
сталь легированная 18ХГТ-30ХГТ-1,27;
сталь легированная 12ХН3А-1,98.
Значения коэффициента Кп, учитывающего серийность производства, можно принять следующими: среднесерийное – 1,0; крупносерийное – 0,9; массовое – 0,8.
Стоимость механической обработки штамповки
Смо = (Мш – Мд)Суд , (5.15)
где Суд – удельные затраты на съем 1кг материала, руб/кг.
Удельные затраты при механической обработке резанием могут быть определены по формуле
Суд = Сс + ЕнСк , (5.16)
где Сс – текущие затраты, руб/кг;
Ск – капитальные затраты, руб/кг;
Ен – нормативный коэффициент капитальных вложений (Е=0,1…0,2).
Для машиностроения в целом можно принять Е=0,16, а величины Сс и Ск определить по таблице 5.12. Затраты в этой таблице даны в ценах 2005г. Для приведения в соответствии с действующими ценами на проектирование их следует умножить на соответствующий коэффициент приведения цен.
Таблица 5.12 – Коэффициенты удельных затрат
| Отрасль машиностроения | Удельные затраты руб/кг | |
| Текущие Сс | Капитальные Ск | |
| Машиностроение в целом | 14,8 | 32,5 |
| Тяжелое, энергетическое, транспортное | 13,8 | 31,17 |
| Станко-инструментальная промышленность | 10,68 | 31,5 |
| Автотракторное и сельхозмашиностроение | 5,64 | 17,0 |
| Машиностроение для легкой и пищевой промышленности | 16,9 | 30,0 |
| Прочие отрасли | 31,8 | 66,4 |
Стоимость отходов Сотх является возвратной величиной и определяется как
, (5.17)
где Цотх – цена отходов (стружки) руб/кг.
Стоимость отходов Цотх для конструкционных сталей можно принять: сталь углеродистая 08-50 – 0,150 руб/кг; стали легированные – 0,287…0,500 руб/кг.
Меньшие значения цен следует принимать для стружки, содержащей меньший процент легирующих элементов. Цены даны на 2005 год.
Рассчитайте по формулам 5.13 – 5.17 стоимость изготовления детали из исходной заготовки, полученной по первому варианту – горячей штамповки.
5.5.2.2 Вариант заготовки из проката
Стоимость изготовления детали из проката определяется по формуле (5.13).
Стоимость заготовки из сортового проката Спр следует определять по формуле
Спр=СмпрМпр+Со.з. , (5.18)
где Смпр – стоимость материала 1кг проката в руб/кг;
Со.з. – стоимость отрезки заготовки из проката.
Цены на сортовой прокат в состоянии на 2005г. приведены в таблице 5.13.
Таблица 5.13 – Оптовые цены на прокат нормальной точности
| Материал | Цена 1кг, руб. |
| Сталь углеродистая 08-50 | 5,1…8,1 |
| Сталь легированная 15Х-50Х | 11,6…13,27 |
| Сталь 18ХГТ-30ХГТ | 12,6…15,6 |
| Сталь 12ХН3А-30ХН3А | 15,22…20,5 |
Затраты на отрезку рассчитываются по формуле
, (5.19)
где Спз – приведенные затраты на рабочем месте руб/ч.;
Тш.к. – штучно-калькуляционное время на отрезку штучной заготовки,
мин.
Для отрезных станков, ножниц сортовых можно принять Спз=30,2/час (2005г.).
Штучные заготовки из проката используются в условиях мелко- и среднесерийного производств, где нормой времени на технологическую операцию является штучно-калькуляционное время
, (5.20)
где Т0 – основное технологическое время, мин.;
- коэффициент, учитывающий тип производства и вид оборудования.
Для расчетов на этапе выбора заготовки можно принять =1,5, а основное технологическое время для отрезных станков [2]
, (5.21)
где dпр – диаметр проката, мм.
Стоимость механической обработки составит
, (5.22)
Данные Мпр для расчетов по формуле (5.22) необходимо взять из подраздела 5.5.1, п.3.
Величина удельных затрат Суд принимается такой же, что и для обработки штамповки.
Стоимость отходов равна
, (5.23)
Цена 1кг отходов та же самая, что и для поковки.
Рассчитайте стоимость получения детали из заготовки, полученной из проката по формулам (5.13), (5.18), (5.22), (5.23).
5.5.2.3 Сравнение вариантов исходной заготовки
Рассчитайте коэффициенты использования материала штамповки
, (5.24)
Рассчитайте коэффициенты использования материала проката
, (5.25)
Сравните величины стоимостей получения деталей из штамповки и проката и выберите наиболее экономичный вариант заготовки.
Рассчитайте годовой экономический эффект от использования оптимального варианта исходной заготовки.
, (5.26)
где I – номер варианта штамповки;
II – номер варианта проката;
NГ – годовой объем выпуска деталей, шт./год.
Сделайте окончательные выводы по выбору варианта исходной заготовки.
Примечание: В учебных целях к дальнейшему проектированию заготовки принимается вариант исходной заготовки – штамповка.
5.5.3 Проектирование исходной заготовки
Порядок проектирования.
1 Вычертите расчетную схему определения размеров заготовки, как это показано на рисунке 5.2. Номера поверхностей и обозначения размеров должны соответствовать принятым в разделе 5.3.2 , в соответствии с рисунком 5.1.
На этой схеме размеры заготовки указаны с индексом «3», припуски с номерами поверхностей 1, 2 и т.д.
2 Подготовьте расчетную таблицу для всех размеров заготовки (таблица 5.14)
Рисунок 5.2 – Расчетная схема определения размеров исходной заготовки
3 Подготовьте расчетную таблицу для всех размеров заготовки (таблица 5.14)
Таблица 5.14 – Расчет размеров заготовки
| Параметры детали | Параметры заготовки | |||||
| № пов | Код размера | Размер, мм | Шероховатость Rа, мкм | Припуск, мм | Допуск, мм | Размер, мм |
| 1,5 | А | Rа1=6,3 Rа5=6,3 | Z1=2,5 Z5=2,5 | 
| 
| |
| … | … | … | … | … | … | … |
| 2Е | 
| Z7=2,2 | 
| 
|
4 Определите по ГОСТ 7505-89 припуски на обработку поверхностей детали в зависимости от ориентировочной массы штамповки Мш, класса точности Т, степени сложности С, группы стали М, размера и шероховатости поверхности детали. Величины припусков внесите в таблицу 5.14.
5 Определите величину смещения половин штампа по ГОСТ 7505-89.
6 Найдите по ГОСТ 7505-89 значения допусков и предельных отклонений размеров заготовки и внесите в таблицу 5.14.
7 Рассчитайте значения диаметров поверхностей исходной заготовки и внесите в таблицу 5.14.
Пример: 2Д3=2Д+2Z8.
8 Рассчитайте величины размеров заготовки в продольном направлении и внесите в таблицу 5.14.
Пример: А3=А+Z1+Z5; Г3=Г+Z5 – Z4; B3=B+Z3+Z4.
9 Определите по ГОСТ 7505-89 величины следующих параметров заготовки: штамповочных уклонов; штамповочных радиусов; заусенцев по плоскости разъема штампа.
10 Определите величину шероховатости поверхностей заготовки [5].
11 Вычертите чертеж исходной заготовки, руководствуясь требованиями [27].
12 Укажите на чертеже заготовки следующие технические требования:
- твердость материала заготовки;
- показатели точности заготовки по ГОСТ 7505-89;
- допустимые величины смещения половин штампа и заусенца;
- величины штамповочных уклонов и радиусов;
- допустимую глубину поверхностных дефектов (не более половины припуска на обработку);
- способ очистки заготовки от окалины;
- условное обозначение черновых технологических баз.
13 Определите массу заготовки по рассчитанным размерам и внесите ее числовое значение в основную надпись чертежа заготовки.
Пример оформления чертежа исходной заготовки приведен в приложении П.
5.6 Выбор технологических баз
Целью раздела является обоснование выбора технологических баз заготовок на всех операциях технологического процесса изготовления детали.
При определении технологических баз следует выполнять следующие принципы технологического базирования:
- правило шести точек;
- принцип единства (совмещения) баз;
- принцип постоянства баз.
5.6.1 Выбор черновых технологических баз
Черновые технологические базы используются при первом установе заготовки на начальном этапе ее обработки, целью которого является подготовка чистовых технологических баз. Одной из задач этого этапа является обеспечение равномерных припусков при дальнейшей обработке поверхностей детали.
Общие рекомендации по выбору черновых технологических баз.
1. В качестве черновых технологических баз (ЧТБ) следует выбирать поверхности заготовки, которые соответствуют исполнительным поверхностям или основным конструкторским базам детали.
2. ЧТБ могут быть использованы только один раз при изготовлении детали.
3. ЧТБ должны иметь размеры, достаточные для обеспечения устойчивого положения заготовки при ее установке. Не следует использовать поверхности заготовки, на которых расположены прибыли и литники, швы в местах разъема штампов.
4. ЧТБ должны иметь возможно более высокую точность размеров и положения, низкую высоту микронеровностей.
5. Базовые поверхности должны располагаться как можно ближе к зоне обработки.
Черновые технологические базы должны быть указаны на чертеже заготовки. Теоретическая схема базирования с использованием черновых технологических баз приводится в плане изготовления детали. Более подробно описание выбора ЧТБ содержится в [29].
5.6.2 Выбор чистовых технологических баз
Чистовые технологические базы используются на всех последующих после первого установах заготовки при ее обработке. При выборе этих баз необходимо также соблюдать все основные принципы базирования. Теоретические схемы базирования приводятся в плане изготовления.
В свободной таблице (таблица 5.15) приведите классификацию технологических баз на всех этапах изготовления детали (включая черновые базы), укажите их целевую принадлежность, выполнение правил единства и постоянства.
В случае несоблюдения правил единства и постоянства баз необходимо дать объяснение смене баз. В графе «Наименование базы» указывают аббревиатуру названия базы по количеству лишаемых степеней свободы: У – установочная; ДН – двойная направляющая; Н – направляющая; ДО – двойная опорная; О – опорная.
В графах «Характер проявления», «Реализация», «Единство баз», «Постоянство баз» делается отметка символами + или - .
Таблица 5.15 – Выбор технологических баз
| № операции | № опорных баз | Наименование базы | Характер проявления | Реализация | № обрабатываемых поверхностей | Операционные размеры | Единство баз | Постоянство баз | ||
| Явная | Скрытая | Естественная | Искусственная | |||||||
5.7 Разработка технологического маршрута и плана изготовления детали
Целью раздела является проектирование оптимального технологического маршрута изготовления детали – перечня технологических операций, необходимых для превращения полуфабриката (исходной заготовки) в готовую деталь.
5.7.1 Выбор маршрутов обработки отдельных поверхностей детали
Исходными данными являются:
а) материал детали и его состояние;
в) требования точности размеров, формы и расположения поверхностей;
г) параметры шероховатости поверхностей;
д) способ получения заготовки и точность заготовки;
е) состояние материала заготовки.
Порядок выбора маршрутов.
1 Подготовьте таблицу выбора маршрутов (таблица 5.16) с исходными
данными каждой из поверхностей детали.
2 Определите способ (точение, фрезерование, шлифование и т.д.) и вид (черновая, чистовая, отделочная и т.д.) окончательной обработки каждой поверхности детали по исходным данным (см. п. п. а, б, в) по данным [5] или по таблицам 5.17-5.19.
3 Назначьте промежуточные способы и виды обработки (технологические переходы) по данным [5] или по таблицам 5.17-5.19. При назначении промежуточных переходов следует исходить из того, что каждый последующий переход должен повышать точность размеров предыдущего в среднем на один-два квалитета. На черновых переходах возможно повышение на два-три квалитета точности.
Таблица 5.16 – Маршруты обработки поверхностей
| № поверхности | Вид поверхности | Размеры, мм | Точность поверхности | Ra, мкм | Твердость HRC | Технологический маршрут | Коэффициент трудоемкости | ||||
| Размеры, мм | Формы | Расположения | |||||||||
| d | d | Допуск | Допуск | ||||||||
| Ц | 0,01 | 0,025 | 0,4 | Тчер(12)+Тчис(9)+ +ХТО+Шчер(8)+ +Шчис(7) | 3,1 |
4 Определите наиболее выгодный по критерию наименьший трудоемкости технологический маршрут обработки каждой из поверхностей (таблицы 5.17.-5.19).
5 Внесите в графу «Технологический маршрут» таблицы 5.16 оптимальные варианты технологических маршрутов обработки поверхностей, указав в скобках номер квалитета или степени точности (для резьб и зубьев) после каждого из технологических переходов.
Допускаются сокращенные названия технологических переходов, например:
Тчер – обтачивание черновое; Тчис – обтачивание чистовое; ТО – термическая обработка (объемная); ХТО – химико-термическая обработка; ТВЧ – закалка ТВЧ; Ф – фрезерование; С – сверление; Тт – точение тонкое; З – зенкерование; Р – развертывание; Шчер – шлифование черновое; Шчис – шлифование чистовое; Шт – шлифование тонкое; ЗФ – зубофрезерование и т.д.
6 Внесите в соответствующую графу таблицы 5.16 расчетное значение коэффициента трудоемкости.
5.7.2 Технологический маршрут изготовления детали
Порядок определения маршрута:
1 Определите этапы изготовления детали: заготовительный, подготовка чистовых технологических баз, черновая, чистовая обработка, стабилизирующая и упрочняющая термическая обработка, отделочная обработка [28].
2 Сформулируйте одноименные по способу и виду обработки технологические переходы в технологические операции механической обработки, исходя из принятого в определенном типе производства принципа формирования технологического процесса изготовления детали: дифференциации или концентрации.
3 Выберите предварительно тип и модель технологического оборудования (станка), с помощью которого можно осуществить намеченные операции [5, 10, 22,33].
Определяющими факторами являются:
- габаритные размеры обрабатываемой заготовки;
- размеры обрабатываемых поверхностей;
- схема базирования заготовки;
- требования к точности обработки.
Последнее требование диктует выбор класса точности станка.
4 Определите содержание операций: установы, позиции, технологические переходы, порядок их выполнения.
5 Определите в начале маршрута место процессов формирования исходной заготовки, присвоим им название операций: «заготовительная» (штамповки, отливки), «отрезная» (штучные заготовки из проката).
6 Определите место стабилизирующей и упрочняющей термообработки, присвоим им название операций: «термическая» или «химико-термическая обработка» и т.д.
7 Определите наличие и место в этапах изготовления деталей вспомогательных операций: удаление заусенцев, восстановление центровых отверстий, моечные, контрольные, маркировочные и т.п.
8 Расположите в таблице 5.20 все операции технологического процесса изготовления операции в необходимом порядке [5,28]. Нумерацию операций ведите трехзначными числами через пятерку (005, 010, 015 и т.д.).
Содержание операций укажите в соответствующей графе таблицы 5.20.
При формировании технологического маршрута изготовления следует использовать аналоги – единичные, типовые и групповые технологические процессы изготовления деталей [1, 5, 11, 19, 4, 28] и материалы преддипломной практики.
5.7.3 План изготовления детали.
План изготовления детали разрабатывается на базе маршрутной технологии и служит базой для проектирования технологических операций [28].
Таблица 5.20 – Технологический маршрут изготовления вала
| № операции | Наименование операции | Оборудование | Содержание операции |
| Заготовительная | КГШП | Штамповать исходную заготовку | |
| Фрезерно-центровальная | Фрезерно-центровальный МР-76АМ | Позиция I Установить, снять заготовку Позиция II Фрезеровать торцы 1,6 одновременно Позиция III Сверлить центровые отверстия на торцах 1,6 одновременно |
План – это графический иллюстративный документ учебного характера, содержащий следующую информацию (таблица 5.21):
1) номера и названия всех операций технологических процессов, имеющих место при изготовлении детали в соответствии с принятым технологическим маршрутом ее изготовления.
В общем случае технологические процессы, не относящиеся к обработке резанием (заготовительные, химико-термической обработки, очистные) и содержащие несколько операций, допускается в плане изготовления обозначать одной операцией: «заготовительная» или «термическая»;
2) наименование и предполагаемую модель оборудования, на котором выполняется конкретная технологическая операция;
3) эскизы обработки заготовки;
4) технические требования на выполнение операции.
На эскизе обработки заготовка должна быть изображена в рабочем положении обработки на станке и ее конфигурация должна соответствовать форме, которая получается после обработки на операции или ее отдельном этапе (позиции, установе). Обработанные поверхности выделяются двойной контурной линией. Указываются номера обработанных поверхностей 7020-А – поверхность 7 на операции 020 и установе А; 8030-I-1 – поверхность 8 на операции 030, позиции I, переход 1.
На эскизах должны быть выполнены теоретические схемы базирования, принятые при выполнении технологических операций. При необходимости указываются номера поверхностей или осей, являющихся технологическими базами, с индексами операций, на которых эти базы сформированы.
Указываются операционные размеры, предписанные к выполнению на данной операции, установе, позиции. Операционные размеры обозначаются буквенными или буквенно-цифровыми символами с индексами операций: А010 – размер А, выполненный на операции 010; 2Б020 – диаметр 2Б (2 радиуса размером Б) на операции 020.
Таблица 5.21 – План изготовления детали
Символы размеров берутся из схемы кодирования поверхностей и размеров детали (раздел 5.3.2). В случае несовпадения чертежных и операционных размеров, последним присваиваются свои буквенные символы. При необходимости используются латинский и греческий алфавиты.
Простановка размеров зависит от метода достижения точности, принятого на операции (последовательных ходов и замеров или по настройке). Кроме этого, использование метода настроенного на размер оборудования требует учета особенностей настройки. Особую важность это положение имеет при получении продольных размеров у тел вращения, когда настройка может происходить от настроечных баз, не совпадающих ни с измерительными, ни с технологическими базами.
Для универсального оборудования наиболее применима схема «а» (рисунок 5.3), где координатный способ простановки размеров легко реализуется
при настройке по упорам, которые скоординированы от технологической базы (точка 5).
Токарные станки с числовым программным управлением (ЧПУ), применяемые при чистовой обработке, могут реализовать как схему «а» (работа в абсолютной системе координат) так и схему «б» - цепочный способ (работа в относительной системе координат). Кроме указанных схем возможно применение схемы «в», когда нуль детали перемещен на крайний правый торец детали.
Схема «г» используется при чистовой обработке валов (гидрокопировальные станки, станки с ЧПУ, шлифовальные станки с ЧПУ). В этом случае не соблюдается правило единства баз, но это продиктовано необходимостью повышения точности диаметральных размеров при использовании упорных центров.
Схема «д» имеет место при применении станков, имеющих устройства позиционирования в продольном направлении (шлифовальные, токарные с ЧПУ.
На эскизе обработки указываются по установленным правилам требования шероховатости поверхностей детали, обработанных на рассматриваемом этапе ее изготовления (операция, установ, переход и т.д.).
Числовые значения параметров шероховатости Ra и Rz необходимо определять в соответствии с выбранными способом и видом обработки [5, 11, 19,32].
В графе «технологические допуски» укажите величины технологических допусков (в мм) выполняемых операционных размеров с указанием в скобках квалитета точности. Если все операционные размеры выполняются по одному квалитету точности, допускается указывать его только один раз - (1Т8, 1Т7 и т.д.) для рассматриваемого эскиза. Величины технологических допусков размеров зависят от способа и вида обработки, возможностей технологического оборудования [5, 28].
Технологические допуски формы и расположения обработанных поверхностей указывают в тех случаях, когда рабочий чертеж детали содержит эти требования [5, 28, 32].
Рисунок 5.3 – Схемы базирования
5.8 Выбор технологической оснастки
Целью раздела является выбор станочных приспособлений, режущих инструментов, обеспечивающих требуемые параметры качества деталей (точность размеров, формы, взаимного расположения поверхностей и их шероховатость) и средств контроля этих параметров.
5.8.1 Выбор станочных приспособлений
При выборе станочных приспособленийследует руководствоваться следующими положениями:
1) станочное приспособление должно материализовать теоретическую схему базирования заготовки, принятую на операции;
2) приспособление должно обеспечить надежное закрепление заготовки во время производства операции;
3) с помощью приспособления реализуется структура технологической операции (одно или многоместная);
4) приспособления должны обеспечивать заданную точность обработки независимо от квалификации станочника;
5) приспособления должны быть удобными в работе,
быстродействующими, механизированными;
6) приспособления должны быть недорогими и технологичными в
эксплуатации и ремонте.
В условиях единичного и мелкосерийного производств предпочтение следует отдавать универсальным стандартным или нормализованным приспособлениям (универсально-сборным, сборно-разборным, универсально-наладочным и т.п.) определенных типоразмеров, обеспечивающим установку заготовок конкретных габаритных размеров.
В среднесерийном производстве целесообразно применение специализированных групповых переналаживаемых приспособлений для обработки однотипных заготовок, отличающихся размерами и некоторыми конструктивными элементами. Особую актуальность это приобретает при проектировании групповых технологических процессов.
В условиях крупносерийного и массового производств применяют специальные приспособления, предназначенные для обработки на операции одной конкретной заготовки. Это приспособления одноцелевого назначения. Как правило, эти приспособления проектируются в соответствии с техническим заданием на проектирование, разработанным в процессе выполнения этапа разработки т