Ю. н. полянчиков, а. г. схиртладзе
Ю. Н. ПОЛЯНЧИКОВ, А. Г. СХИРТЛАДЗЕ
В. А. СОЛОДКОВ, М. Ю. ПОЛЯНЧИКОВА
А. Н. ВОРОНЦОВА, Д. В. КРАЙНЕВ
Н. И. ЕГОРОВ
ВЫПУСКНАЯ
РАБОТА
БАКАЛАВРА
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Ю. Н. Полянчиков, А. Г. Схиртладзе, В. А. Солодков
М. Ю. Полянчикова, А. Н. Воронцова, Д. В. Крайнев
Н. И. Егоров
ВЫПУСКНАЯ РАБОТА
БАКАЛАВРА
по направлению 151900.62 – Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств
Учебное пособие
Волгоград
| |
УДК 621.75
Рецензенты
проректор по учебно-воспитательной работе,
заведующий кафедрой «Технология строительного производства»
Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета
д-р техн. наук, профессор О. В. Бурлаченко;
д-р техн. наук, профессор кафедры теории и методики трудового обучения
и воспитания Волгоградского государственного социально-педагогического
университета А. М. Каунов
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Волгоградского государственного технического университета
Полянчиков, Ю. Н.
Выпускная работа бакалавра : учеб. пособие / Ю. Н. Полянчиков,
А. Г. Схиртладзе, В. А. Солодков, М. Ю. Полянчикова, А. Н. Воронцова,
Д. В. Крайнев, Н. И. Егоров ; ВолгГТУ. – Волгоград, 2015. – 278 с.
ISBN 978-5-9948-0000-0
Соответствует требованиям ФГОС по направлению 151900.62 – «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» профиля «Технология машиностроения». Содержит объем, структуру, содержание и правила оформления выпускных работ бакалавров. Даны подробные рекомендации по выполнению различных разделов расчетно-пояснительной записки, по оформлению технологической документации и графической части работы. Приведены примеры расчетов по различным разделам.
Предназначено для студентов направления 151900.62 – «Конструкторско-техно-логическое обеспечение машиностроительных производств» по профилю «Технология машиностроения» дневной, вечерней и заочной формы обучения.
Табл. 57. Ил. 7. Библиогр.: 42 назв.
ISBN 978-5-9948-0000-0 © Волгоградский государственный
технический университет, 2015
© Ю. Н. Полянчиков, А. Г. Схиртладзе,
В. А. Солодков, М. Ю. Полянчикова,
А. Н. Воронцова, Д. В. Крайнев,
| |
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Введение………………………………………………………………………………… | ||
| Глава 1 | Объем и содержание выпускной квалификационной работы бакалавра… | |
| 1.1. Название работы………………………………………………………. | ||
| 1.2. Содержание расчетно-пояснительной записки……………………... | ||
| 1.3. Объем и содержание графической части работы…………………… | ||
| Глава 2 | Основные положения и примеры оформления различных разделов расчетно-пояснительной записки…………………………………………. | |
| 2.1. Определение типа производства……………………………………... | ||
| 2.2. Расчет режимов резания………………………………………………. | ||
| 2.3. Нормирование операций...……………………………………………. | ||
| 2.4. Определение межоперационных и общих припусков……………… | ||
| Глава 3 | Технологические процессы сборки……………………………………….. | |
| Глава 4 | Расчет суммарной погрешности обработки………………………………. | |
| 4.1. Погрешности установки заготовок для обработки…………………. | ||
| 4.2. Погрешность настройки станка на размер…………………………... | ||
| 4.3. Погрешности обработки, вызываемые размерным износом инструмента…………………………………………...…….. | ||
| 4.4. Погрешности, вызываемые упругими деформациями технологической системы под влиянием силы резания ∆у………... | ||
| 4.5. Погрешности обработки, возникающие вследствие геометрических неточностей станка………………………………… | ||
| 4.6. Погрешности обработки, вызываемые температурными деформациями технологической системы ......……………………… | ||
| 4.7. Пример определения суммарной погрешности обработки….……... | ||
| Глава 5 | Оформление технологической документации……………………………. | |
| 5.1. Рекомендации по заполнению документов при оформлении технологического процесса………………………. | ||
| 5.2. Требования к оформлению карты эскизов (КЭ)….…………………. | ||
| 5.3. Указатель кодирования видов заготовок согласно общесоюзному классификатору (выборочно)……………. | ||
| 5.4. Указатель терминов и кодов операций с соответствующими кодами оборудования согласно общесоюзным классификаторам (выборочно)………………………………………. | ||
| 5.5. Указатель кодов профессии согласно общесоюзному классификатору (выборочно)….…………………………………..…. | ||
| 5.6. Указатель кодов единицы величины детали, заготовки……………. | ||
| 5.7. Указатель кодов на режущий инструмент, измерительный инструмент, измерительные средства и другую технологическую оснастку согласно общесоюзным классификаторам (выборочно)…. | ||
| 5.8. Коды технологических переходов (выборочно)……….……………. | ||
| Глава 6 | Правила оформления выпускной работы…………………………………. | |
| 6.1. Структурные элементы пояснительной записки....…………………. | ||
| 6.2. Правила оформления расчетно-пояснительной записки……...……. | ||
| 6.3. Основные требования к оформлению графической части работы….……........................................................ | ||
| 6.4. Правила оформления технологических документов………..………. | ||
| Список рекомендуемой литературы............................................................................... | ||
| Приложение А………………………............................................................................... | ||
| Приложение Б………………………............................................................................... | ||
| Приложение В………………………............................................................................... | ||
ВВЕДЕНИЕ
Учебное пособие «Выпускная работа бакалавра» предназначено для студентов, обучающихся по направлению 151900.62 – «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» профиля «Технология машиностроения» дневной, вечерней и заочной формы обучения, обучающихся по полной и сокращенной программам.
В учебном пособии приводятся примерные объем, структура, содержание и правила оформления выпускных работ бакалавров.
Учебное пособие включает в себя разделы по изучаемым дисциплинам, которые необходимы для выполнения выпускной работы.
Учебное пособие направлено на использование студентом теоретических знаний и практических навыков при решении технологических задач в процессе выполнения выпускной работы.
Учебное пособие разработано в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования, для направления 151900.62 «Конструкторско-технологичес-кое обеспечение машиностроительных производств».
В учебном пособии представлены примеры расчетов в отдельных разделах расчетно-пояснительной записки, образцы оформления технологической документации и графической части выпускной работы.
Глава 1
ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ ВЫПУСКНОЙ
Название работы
На производственной практике, которая может проводиться на промышленных предприятиях, где осуществляется изготовление деталей, студент знакомится с изготовлением детали общего и специального машиностроения (тракторного, автомобильного, химического, приборостроительного и др.), технологический процесс обработки которой включает от 8 до 12 технологических переходов).
При получении студентом технологического процесса механической обработки детали и ознакомлении с процессами обработки на рабочих местах, применяемым оборудованием, режущим, вспомогательным, контрольно-измерительным инструментом и приспособлениями после окончания практики студент пишет отчет и заявление на имя ректора на утверждение темы выпускной работы бакалавра. Тема должна быть согласована с назначенным заведующим профилирующей кафедрой руководителем выпускной работы для каждого студента.
В качестве темы выпускной работы руководитель, на основании технологического процесса обработки детали, может сформулировать следующие [8, 20, 38]:
1. Анализ технологического процесса механической обработки детали (название), № детали по техпроцессу, с целью:
– снижения материальных, энергетических и временных затрат в условиях единичного или серийного производства, в том числе, за счет сокращения рабочих мест, номенклатуры и унификации режущего, вспомогательного и контрольно-измерительного инструмента, приспособлений;
– оценки достижения точности исполнительных поверхностей [21, 22, 28, 30, 36];
– оценки геометрических погрешностей обработки исполнительных поверхностей [21, 22, 28, 30, 32, 36];
– оптимизации режимов резания [37];
– оценки технологичности деталей по трудоемкости изготовления, материалоемкости и энергоемкости;
– оценки технологичности конструкции детали;
– анализа межоперационных размеров и припусков (размерный анализ);
– оценки погрешностей формы и расположения поверхностей при контроле.
2. Анализ точности обработки каких-либо поверхностей детали.
3. Модернизация технологического процесса изготовления детали (название, № по техпроцессу) для условий серийного производства с применением станков с ЧПУ.
4. Модернизация технологического процесса изготовления детали
с целью обеспечения заданной точности изделия для условий серийного производства [31, 39].
Содержание расчетно-пояснительной записки
Объем записки рекомендуется в пределах 55–70 страниц машинописного текста.
Введение
Раздел 1. Назначение детали (работа в узле, испытуемые нагрузки, химический состав и физико-механические характеристики материала детали), анализ соответствия технических требований служебному назначению детали.
Раздел 2. Оценка технологичности конструкции детали (определение коэффициентов 
– обрабатываемости материала, 
– технологичности формы, 
– удобства базирования, 
– возможности использования стандартного инструмента, 
– соответствия шероховатости поверхности их точности, предложения по ее повышению и выбор технологического кода детали.
Раздел 3. Обоснование выбора типа производства (через определение коэффициента закрепления операций) [4].
Раздел 4. Технологическая часть.
4.1. Назначение последовательности обработки каждой поверхности детали и общего технологического процесса обработки всей детали.
4.2. Обоснование выбора заготовки.
4.3. Анализ и обоснование схем базирования и закрепления с расчетом погрешности базирования.
4.4. Расчет припусков (межоперационных и общих) на обработку самой точной поверхности детали.
4.5. Расчет режимов резания на три разнохарактерные операции механической обработки [11, 12, 7, 4, 15].
4.6. Нормирование операций [5].
4.7. Расчет суммарной погрешности обработки на определенной операции [35].
4.8. Составление управляющей программы на станке с ЧПУ на отдельную операцию [34].
4.9. Выбор оборудования, режущего, вспомогательного и контрольно-измерительного инструмента.
4.10. Анализ эффективности использования современных методов обработки, оборудования, режущего и вспомогательного инструмента при изготовлении детали.
4.11. Использование результатов современных исследований, позволяющих повысить эффективность применяемого технологического процесса изготовления детали.
4.12. Методы повышения производительности (точности, качества) при обработке какой-либо поверхности или нескольких поверхностей.
4.13. Зависимость точности обработки от точности изготовления режущего инструмента, размерного износа инструмента, тепловых дефор-маций инструмента, обрабатываемой детали, деталей приспособления
и станка.
4.14. Оптимизация режимов механической обработки на определенной операции.
4.15. Технологические процессы сборки [17, 19].
Выполнение всех пунктов раздела 4 не является обязательным для каждого бакалавра. Их выбор определяется студентом совместно с руководителем на основании материалов, полученных студентом на практике
и соответствующих теме выпускной работы.
1.3. Объем и содержание графической части работы
Графическая часть должна содержать не менее пяти листов формата А1. На листах 1–3 должны быть отражены следующие сведения:
лист 1 – цель работы, задачи и выводы;
лист 2 – анализ объекта производства (чертеж детали с классификацией поверхностей, анализ технологического кода, график технологичности);
лист 3 – графический анализ на 4–6 операций (или технологических переходов).
На листах 4 и 5 могут быть отражены следующие сведения (по согласованию с руководителем):
1. Структура штучного времени.
2. Размерный анализ.
3. Суммарная погрешность обработки.
4. Методы повышения производительности (или каких-либо других параметров эффективности метода механической обработки) при обработке какой-либо поверхности детали.
5. Анализ методов обработки какой-либо поверхности детали (сферической, резьбовой, шлицевой, зубчатой и др.).
6. Применение современных методов обработки (ультразвуковых, электрохимических, электрофизических и др.) при изготовлении детали.
7. Управляющая программа на станке с ЧПУ (привести эскиз обрабатываемой поверхности с размерами, траекторию движения одного или нескольких инструментов, таблицу с кадрами и их расшифровкой).
8. Сравнение базового и модернизированного технологических процессов (можно привести графики для оценки каких-либо показателей).
9. Схема и анализ контроля технических требований.
10. Анализ наладки станка на какой-либо операции при сравнении базового и модернизированного технологических процессов обработки детали.
Обязательным разделом выпускной работы является комплект технологической документации, оформленный по требованиям Единой системы технологической документации (ЕСТД) «Общие требования к комплектности и оформлению комплектов документов на типовые и групповые технологические процессы(операции)» – ГОСТ 3.1121-84, М.: Госу-дарственный комитет СССР по стандартам, 1985 г. – 41 с. (содержание раздела будет дано далее). Объем расчетно-пояснительной записки может составлять 60±5 страниц машинописного или рукописного текста.
Образцы технологической документации (маршрутная карта – МК, карта технологического процесса – КТП, карта эскизов – КЭ) имеются на кафедре.
Данное учебное пособие не предусматривает подробное изложение содержания каждого раздела расчетно-пояснительной записки, а лишь служит инструментом для решения некоторых задач, которые (на основании многолетнего общения со студентами) вызывают некоторые трудности или из-за недостаточной информации, или из-за некоторой трудности восприятия полученной от преподавателей информации.
По разделу 1 «Назначение детали» никаких рекомендаций в учебном пособии не приводится, поскольку здесь можно привести чертеж узла, где находится деталь, выбранная студентом на практике, причем разрез узла можно привести в расчетно-пояснительной записке (из-за его сложности)
в сканированном или отксерокопированном виде.
В этом разделе приводится назначение узла, его работа, назначение
и функции, выполняемые выбранной деталью.
Исходя из этого обосновывается выбор материала детали, по справочнику [17] выбирается химический состав и механические характеристики материала выбранной детали. Характеристики различных марок чугунов, медных и алюминиевых сплавов и других материалов, из которых может быть изготовлена деталь, выбираются по соответствующим справочникам и ГОСТам.
По разделу 2 «Оценка технологичности конструкции детали» можно привести следующий дополнительный материал.
Технологичность конструкции изделия (ТКИ) рассматривается как совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ (ГОСТ 14.205-83).
Из приведенного определения следует, что ТКИ – понятие относительное. Технологичность одного и того же изделия в зависимости от того производства, где оно изготавливается, и от конкретных производственных условий может быть различна. Например, металлические отливки могут быть изготовлены литьем в кокиль или в песчано-глинистые формы. Технологические параметры этих отливок различны. Какую из них можно считать технологичной?
В крупносерийном и массовом производстве технологичны будут отливки, изготовленные литьем в кокиль, так как трудоемкость и себестоимость изготовления деталей из этих отливок значительно ниже, чем из отливок, полученных с использованием песчано-глинистых форм. В свою очередь, последние будут технологичны в мелкосерийном и единичном производстве (так как изготовление кокиля дорого и не оправдывается при малом объеме производства).
Основная задача обеспечения ТКИ заключается в достижении оптимальных трудовых, материальных и топливно-энергетических затрат на проектирование, подготовку производства, изготовление, монтаж вне предприятия-изготовителя, технологическое обслуживание, техническое обслуживание и ремонт при обеспечении прочих заданных показателей качества изделия в принятых условиях проведения работ.
Различают производственную, эксплуатационную и ремонтную технологичность.
Производственная ТКИ заключается в сокращении средств и времени на конструкторскую подготовку производства, технологическую подготовку производства, процессы изготовления, в том числе контроля и испытаний, монтаж вне предприятия-изготовителя.
Эксплуатационная ТКМ заключается в сокращении средств и времени на подготовку к использованию по назначению, технологическое и техническое обслуживание, текущий ремонт, утилизацию.
Ремонтная технологичность заключается в сокращении средств
и времени на все виды ремонта.
Главные факторы, определяющие требования ТКИ, следующие: вид изделия, характеризующий главные конструктивные и технологические признаки, отражающие основные требования к ТКИ, объем выпуска и тип производства, определяющие степень технологического оснащения, механизации и автоматизации технологических процессов и специализацию всего производства.
По ГОСТ 14.201-83 обеспечение ТКИ является функцией подготовки производства, предусматривающей взаимосвязанное решение конструкторских и технологических задач, направленных на повышение производительности труда, достижение оптимальных трудовых и материальных затрат и сокращение времени на производство, в том числе монтаж вне предприятия-изготовителя, технологическое обслуживание и ремонт изделия.
Технологичность конструкции детали
При выполнении аттестационной работы глубокий и всесторонний анализ технологичности объекта производства заменяется обзором всех основных особенностей конструкции детали и технологического процесса изготовления, которой анализируется, основанном на накопленном опыте производства, который воплощается созданием ряда рекомендаций, направленных на повышение технологичности конструкции детали.
При выполнении аттестационной работы под технологичностью конструкции подразумевается оценка ее особенностей, позволяющих вести обработку наиболее простым способом и с наибольшей производительностью. Приведенное определение понятия о технологичности конструкции несколько условно, так как количественная оценка технологичности требует всестороннего изучения процесса изготовления детали и ее поведения в процессе эксплуатации. При выполнении аттестационной работы оценим технологичность упрощенно и в определенной степени – условно.
Объект производства анализируется по пяти признакам: обрабатываемость материала при механической обработке; рациональность геометрической формы детали с точки зрения механической обработки; наличие у детали поверхностей, которые удобно использовать в качестве технологических баз; возможность использования при обработке заготовки режущих инструментов стандартных размеров и формы; соответствие точности размеров и шероховатости поверхностей, принятых за измерительные базы. Расчет соответствующих численных показателей производится по методике, принятой на кафедре.
Оценка обрабатываемости материала КТО
В качестве численного показателя технологичности принят поправочный коэффициент 
на скорость резания в зависимости от свойств обрабатываемого материала. Поправочный коэффициент на скорость резания показывает величину изменения скорости резания (следовательно,
и производительности) при всех остальных неизменных параметрах процесса, при изменении свойств материала заготовки относительно материала, обрабатываемость которого принята за единицу.
При использовании этого коэффициента для оценки технологичности приходится использовать «удельный вес» вида обработки.
Для каждого вида обработки по табл. 1.1 подсчитывается коэффициент , при этом используются формулы:
– при обработке сталей; (1.1)
– при обработке серого чугуна; (1.2)
– при обработке ковкого чугуна. (1.3)
где sв – предел временного сопротивления; НВ – твердость по Бринеллю.
Таблица 1.1
Оценка удобства базирования
| Номер операции | Базовые поверх-ности | Вид базовой поверхности | Наличие/ отсутствие погрешности базирования (+/-) | КТБ |
| основная конструкторская основная конструкторская | - - | 1,0 1,0 | ||
| вспомогательная конструкторская условная | - - | 1,0 0,85 | ||
| основная конструкторская вспомогательная конструкторская | - - | 1,0 1,0 | ||
| основная конструкторская вспомогательная конструкторская условная | - + - | 1,0 0,5 0,85 | ||
| основная конструкторская основная конструкторская | - - | 1,0 1,0 | ||
| Итоговый коэффициент технологичности базирования | 0,91 |
Показатель технологичности 
Показатель использования стандартного инструмента учитывает возможность вести обработку поверхностей заготовки, используя режущий инструмент стандартных размеров и формы. Показатель рассчитывается на основе сводной ведомости используемого режущего инструмента. Если для осуществления технологического перехода требуется инструмент со стандартной заточкой, то использование этого инструмента оценивается частным коэффициентом 
. Если для выполнения перехода требуется специальная заточка, то 
. Если заданная форма поверхности может быть получена только при использовании специального режущего инструмента, то 
. Окончательный показатель технологичности определяется как среднее арифметическое всех частных коэффициентов.
Расчет коэффициента сведем в табл. 1.9.
Таблица 1.9
Ю. Н. ПОЛЯНЧИКОВ, А. Г. СХИРТЛАДЗЕ