Основы проектирования технологических процессов изготовления деталей машин

 

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

Ульяновский государственный  технический университет

 

 

 

 

Кафедра «Управление качеством»

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по специальности «Управление качеством»

 

на тему:

 

«ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила студентка

группы УКд -41                                                                                Киселева Е.В.

 

Научный руководитель                                                                    Епифанов В.В.

                                                                                         

 

 

 

 

 

 

 

г. Ульяновск

2011

 

Оглавление

Введение……………………………………………………………………………3

1. Теоретические основы проектирования  технологических процессов

1.1. Основные случаи технологических разработок…………………………….4

1.2. Этапы проектирования технологических процессов………………………6

1.3. Определение вида производства и формы организации работы………….6

1.4. Технологический контроль рабочего чертежа и технических условий….9

1.5. Выбор метода получения заготовки………………………………………..10

2. Базирование детали. Выбор установочных баз

2.1. Понятие о базах, их классификация и назначение………………………...12

2.2. Основные схемы базирования по опорным базам…………………………14

2.3. Методика выбора базирующих поверхностей……………………………..16

3. Выбор маршрута обработки детали

3.1. Выбор маршрута обработки отдельных поверхностей детали…………...19

3.2. Составление маршрута обработки детали………………………………….20

4. Выбор технологического оснащения…………………………………………23

5. Техническая документация…………………………………………………….25

Заключение………………………………………………………………………...28

Библиографический список……………………………………………………….29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Любая машина может быть изготовлена  с использованием различных методов  и средств производства. Одни из них обеспечивают лучшую точность и взаимозаменяемость ее элементов, другие - большую надежность и долговечность, третьи - наименьшую себестоимость, более высокую производительность труда и т. д. Выбор оптимального варианта из многих возможных вариантов технологических процессов представляет собой не простую задачу. Проект изготовления любого изделия машиностроительного производства материализуется на предприятии путем реализации десятков и сотен тысяч частных технологических процессов изготовления отдельных элементов конструкции, их сборки, монтажа систем и проведения испытаний. От качества этих технологических процессов зависят трудоемкость изготовления и себестоимость изделия, численность рабочих и производительность их труда, состав и количество технологического оснащения и другие технико-экономические показатели предприятия. В связи с этим к технологическим процессам предъявляют основное требование: при заданных конкретных условиях производства обеспечить изготовление изделия с заданными качественными показателями при минимальных затратах средств и труда.

В данной курсовой работе  мы изучим основы проектирования технологических процессов изготовления машин. Мы познакомимся с наиболее эффективными методами машиностроительного производства и технологического оснащения, что поможет повысить экономическую эффективность производства.

Цель работы – изучение теоретических основ проектирования технологического процессов изготовления деталей машин.

Объект исследования – технологические процессы машиностроительного производства.

 

 

1.Теоретические основы  проектирования технологических  процессов

1.1. Основные случаи технологических  разработок

Технология производства складывается из ряда процессов, каждый из которых  характеризуется определенными  методами обработки и сборки. В  структуру технологического процесса входят операции, состоящие в свою очередь из нескольких элементов. Так, для технологического процесса механической обработки основными элементами операции являются переход, проход, установка и позиция.

Под операцией понимают законченную  часть технологического процесса обработки одной или совместно нескольких заготовок на одном рабочем месте одним рабочим или бригадой рабочих непрерывно до перехода к следующей заготовке. В операцию входят как действия, непосредственно связанные с обработкой, так и необходимые вспомогательные приемы.

Переходом называется часть операции, осуществляемая одним и тем же режущим инструментом без изменения  режима резания при обработке одной и той же поверхности. Проходом называется перемещение режущего инструмента по обрабатываемой поверхности, сопровождаемое съемом слоя металла, при неизменной установке инструмента и неизменном режиме резания. Проход состоит из отдельных рабочих приемов. Переход делят на проходы в тех случаях, когда нельзя с одного раза снять весь слой металла, подлежащий удалению в данном переходе.

Установка - часть операции, выполняемая без изменения положения обрабатываемой заготовки.

Позицией называется часть операции, выполняемая без изменения положения обрабатываемой заготовки относительно станка  и зажимного устройства.

Приведенные определения характеризуют  комплекс элементов технологического процесса механической обработки заготовок деталей машин.

Проектирование технологических  процессов механической обработки  имеет целью дать подробное описание процессов изготовления детали с  необходимыми технико-экономическими расчетами и обоснованиями принятого варианта. В результате составления соответствующей технологической документации инженерно-технический персонал и рабочие исполнители получают необходимые данные и инструкции для осуществления спроектированного технологического процесса на предприятии. Технологические разработки позволяют выявить необходимые средства производства для выпуска изделий; трудоемкость и себестоимость изготовления изделий.

Технологические процессы подразделяют на индивидуальные, типовые и групповые. Индивидуальные разрабатывают на оригинальные детали, типовые на нормализованные и стандартные детали и групповые на конструктивно и технологически сходные детали. Специфика разработки типовых и групповых технологических процессов приводится в конце главы.

Задача проектирования технологических  процессов характерна многовариантностью возможных решений. Даже для сравнительно простых деталей может быть разработано несколько различных технологических процессов, полностью обеспечивающих требования рабочего чертежа и технических условий. Методом последующего сопоставления этих вариантов по эффективности и рентабельности окончательно отбирают один или небольшое число равноценных вариантов.

Проектирование технологических  процессов отличается сложностью и  трудоемкостью. Как и многие другие виды проектирования, его выполняют в несколько последовательных стадий. Вначале делают предварительные наметки технологического процесса; на последующих стадиях их уточняют и конкретизируют на основе детальных технологических расчетов. В результате последовательного уточнения предварительных наметок получают законченные разработки технологического процесса.

Степень углублённости технологических  разработок зависит от типа производства. В условиях массового производства технологические процессы разрабатывают весьма подробно для всех оригинальных деталей изделия; на нормализованные и стандартные детали разрабатывают типовые процессы. В единичном производстве ограничиваются сокращенной разработкой, учитывая, что подробная разработка в данных условиях экономически не оправдывается. Исключение составляют сложные и дорогие детали, особенно в тяжелом машиностроении. Для этих деталей технологические процессы разрабатывают тщательно и подробно. В условиях серийного производства при широкой номенклатуре выпускаемых изделий проектируют групповые технологические процессы. На оригинальные детали разрабатывают индивидуальные процессы.

 

1.2. Этапы проектирования технологических процессов

Процесс проектирования состоит из комплекса взаимосвязанных и  выполняемых в определенной последовательности этапов. К ним относятся:

1. Получение исходных данных.

2. Определение типа производства  и формы организации работ.

3. Технологический контроль чертежа.

4. Выбор метода получения заготовки  и определение предъявляемых  к ней требований.

5. Выбор установочных баз.

6. Выбор маршрута обработки элементарных  плоскостей.

7. Расчет припусков. Определение  вида заготовки и ее размеров.

8. Разработка операционной технологии.

9. Выбор оборудования, приспособлений, режущего и мерительного инструментов.

10. Расчет режимов резания.

11. Техническое нормирование.

12. Заполнение технологической  документации.

 

1.3. Определение вида производства и формы

организации работы

В машиностроении в зависимости  от производственной программы и  характера изготовляемой продукции  различают три основных вида производства: единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется  тем, что изготовляемая продукция выпускается в небольших количествах, поэтому на каждом станке выполняют разнообразные работы, периодически не повторяющиеся.

На предприятиях с единичным  производством применяют преимущественно универсальное оборудование с расположением его в цехах по групповому признаку. Эта форма организации работ называется «По видам оборудования». Технология производства характеризуется применением нормального режущего и универсального измерительного инструмента. Так как конструкции изготовляемых в единичном производстве машин нестабильны и подвергаются частым изменениям, то при обработке заготовок принципы полной взаимозаменяемости не соблюдаются, поэтому при сборке применяют подгоночные работы.

Серийное производство характеризуется  изготовлением деталей повторяющимися партиями (сериями). В зависимости от количества деталей в партии, их характера и трудоемкости, частоты повторяемости серий в течение года различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производства.

Однако такое подразделение  является условным, так как производство машин различных размеров, сложности и трудоемкости при одном и том же их количестве в партии может быть отнесено к разным видам серийности. На предприятиях серийного производства значительная часть оборудования состоит из универсальных станков, оснащенных как специальными, так и универсально-наладочными (УНП) и сборными (УСП) приспособлениями и инструментами, что позволяет снизить трудоемкость и удешевить производство.

В условиях серийного производства представляется возможным расположить оборудование в последовательности технологического процесса для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки, со строгим соблюдением принципов взаимозаменяемости при обработке. Это соответствует переменно-поточной форме организации работ.

При небольшой трудоемкости или  недостаточно большой  программе  выпуска целесообразно обрабатывать заготовки партиями, с последовательным выполнением операций, т. е. после  обработки всех заготовок партии на одной операции производить обработку  этой партии на следующей операции. При этом время обработки на различных  станках не согласовывается. Заготовки  во время работы хранят у станков, а затем транспортируют целой  партией. Такая форма организации  работ называется переменно-поточной несинхронизированной.

В серийном производстве применяют  также переменно-поточную синхронизированную форму организации работ. Здесь оборудование также располагают по ходу технологического процесса. Обработку производят партиями, причем заготовки каждой партии могут несколько отличаться размерами или конфигурацией, но допускают обработку на одном и том же оборудовании. В этом случае время обработки на данном станке согласовывается со временем обработки на последующем станке, поэтому движение заготовок данной партии осуществляется непрерывно, в порядке последовательности технологического процесса. Для перехода к обработке партий других деталей переналаживают оборудование и технологическую оснастку.

Массовое   производство   характеризуется прежде всего установившимся объектом производства, что при значительном объеме выпуска продукции обеспечивает возможность закрепления операций за определенным оборудованием с расположением его в технологической последовательности и с широким применением специализированного и специального оборудования, механизацией и автоматизацией производственных процессов при строгом соблюдении принципа взаимозаменяемости, обеспечивающего резкое сокращение времени, затрачиваемого на производство сборочных работ.

Высшей формой массового производства является производство непрерывным потоком, характеризуемое тем, что время выполнения каждой операции равно или кратно времени по всему потоку, что позволяет производить обработку без заделов в строго определенные промежутки времени.

При непрерывном потоке передача с  позиции на позицию осуществляется непрерывно в принудительном порядке, что обеспечивает параллельное, одновременное выполнение всех операций на технологической линии.

Принадлежность производства к  тому или иному виду зависит от конструкции  изделия и объемов выпускаемой продукции. В настоящее время  при организации производства за основу принимают групповую обработку, как метод наиболее совершенной организации труда.

 

1.4. Технологический контроль рабочего чертежа

 и технических условий

Проектированию технологического процесса предшествует подробное изучение рабочего чертежа детали, технических условий на ее изготовление и условий ее работы в изделии. Проверяют достаточность проекций, правильность простановки размеров, изучают требования по точности и шероховатости обработки поверхностей, а также другие требования технических условий. Нередко конструкторы завышают классы точности и чистоты поверхностей деталей, что усложняет технологический процесс ее изготовления.

При контроле рабочего чертежа выявляют возможности улучшения технологичности конструкции детали. Обращают внимание на уменьшение размеров обрабатываемых поверхностей, что снижает трудоемкость механической обработки; повышение жесткости детали, что обеспечивает возможность многоинструментальной обработки, применение многолезвийных инструментов и высокопроизводительных режимов резания; облегчение подвода и отвода высокопроизводительных режущих инструментов из зоны обработки, в результате чего уменьшается основное и вспомогательное время; унификацию размеров пазов, канавок, отверстий и других элементов, что сокращает номенклатуру размерных и профильных инструментов и  уменьшает время обработки при последовательном выполнении технологических переходов; обеспечение надежного и удобного базирования заготовки, а при простановке размеров возможность совмещения установочных и измерительных баз; удобство осуществления многоместной обработки заготовок. В результате улучшения технологичности конструкции может быть получен значительный эффект от снижения трудоемкости и повышения рентабельности процессов обработки.