5. Патентные исследования
Патентные исследования проводятся в соответствии с ГОСТ 15011-96 и путем обзора патентов класса «В» сборника «Изобретения» (официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам), имеющемуся в областной библиотеке, где представлены патенты на режущие инструменты, приспособления, методы обработки поверхностей и средства автоматизации.
6. Экономическая часть
В данном разделе производится технико-экономическое обоснование принятого варианта технологического процесса изготовления детали в целом или по одной из операций механической обработки. Для сравнения двух операций необходимо использовать более прогрессивное оборудование, режущий и мерительный инструмент, станочные приспособления. Сравнению подлежат одинаковые объемы работ, т.е. обработка одних и тех же поверхностей, но различными методами.
По каждому варианту операции должна быть определена технологическая себестоимость и произведено сравнение.
Расчет себестоимости операции при выборе варианта обработки может быть осуществлен методом прямого распределения затрат (метод калькулирования) или нормативным методом.
Методика определения себестоимости обработки по отдельным вариантам и выбора наиболее рационального из них для данных условий производства приведена в учебной и справочной литературе [3, 4, 13, 36].
7. Охрана труда
При прохождении производственной практики изучаются достоинства и недостатки в организации безопасного труда на участке, где обрабатывается деталь. При выполнении квалификационной работы вопросы охраны труда отражаются в технологической документации и в пояснительной записке, следует кратко указать используемые на участке технические средства и организационные методы, обеспечивающие безопасность труда работающих и защиту окружающей среды.
Требования безопасности труда излагаются в соответствии с ГОСТ
12.1.028-80; 12.1.029-80; 12.1.030-81; 12.1.03-81; 12.1.036-81; 12.1.049-86.
РАЗДЕЛ КОНСТРУИРОВАНИЯ
В конструкторской части курсового проекта разрабатывается конструкция станочного, сборочного или контрольно-измерительного приспособления, средств механизации и автоматизации и т.д. Выбор разрабатываемой конструкции определяется заданием на курсовое проектирование, Приспособление проектируется для одной из операций механической обработки, сборки или контроля по согласованию о
руководителем.
1. Конструкция приспособления.
В расчетно-пояснительной записке кратко формулируется служебное назначение конструкции. На основе технологического эскиза операции с принятой схемой базирования разрабатывается эскиз конструкции приспособления и технические требования на него. Затем определяется способ базирования приспособления на станке.
Расчеты в зависимости от особенностей конструкции должны включать: расчет усилий зажима, расчет силового привода, расчет на прочность особо нагруженных деталей приспособления, расчет точности приспособления.
При расчете усилий зажима определяются силы резания и составляется расчетная схема с указанием точек приложения и направления всех действующих на деталь сил в процессе обработки. На основании этой схемы определяются усилия зажима, производится расчет силовых приводов и выбираются юс конструктивные параметры.
При расчете приспособления на точность составляются погрешности установки детали с допустимой погрешностью обработки (допуском) [2, 15, 17]. Составляется спецификация приспособления.
В качестве средств механизации и автоматизации могут разрабатываться конструкции устройств для автоматизации рабочего цикла станка, средств активного контроля, установки закрепления и снятия обработанных деталей, загрузочно-транспортных и бункерных устройств и т.д.
В графической части проекта выполняется сборочный чертеж проектируемой конструкции.
2. Режущий инструмент
На основании анализа операций существующего техпроцесса изготовления детали выявляются недостатки конструкции режущих инструментов, не позволяющие обеспечить соответствующее качество деталей или высокую производительность.
В курсовом проекте на основании патентных исследований, изучения современных журналов по технологии машиностроения и др. источников выбираются новые режущие инструменты прогрессивной нестандартной конструкции. Проектируется один-два инструмента. Например, объектами проектирования могут быть специальные резцы, фасонные резцы, протяжки наружные и внутренние, сборные цилиндрические и торцовые фрезы, червячные фрезы для обработки зубчатых колес и неэвольвентных профилей, долбяки, шеверы, комбинированные инструменты для обработки отверстий сложной формы, инструменты для нарезания резьбы, инструментальная оснастка для станков с ЧПУ и др.
При проектировании инструментов решаются вопросы профилирования режущих кромок, выбора оптимальной геометрии режущей части и рациональных конструктивных размеров.
В расчетно-пояснительной записке приводятся обоснование выбора конструкции инструментов, схемы к аналитическому расчету, расчеты профилей режущих инструментов, порядок выбора геометрических параметров режущей части инструментов и режимов резания, краткое описание разработанной конструкции и другие расчеты и пояснения.
Графическая часть работы содержит сборочные и рабочие чертежи разработанных режущих инструментов. Сборочные чертежи должны быть дополнены спецификацией.
На рабочем чертеже инструмента должна содержаться вся необходимая для изготовления информация: достаточное количество проекций, сечений, линейные и угловые размеры с допускаемыми отклонениями, геометрические параметры режущей части инструмента, обозначение шероховатости, технические требования, место маркировки. При выполнении рабочих чертежей желательно применять масштаб 1:1.
При выполнении чертежей инструментов сложной формы допускается применять упрощения:
1) у многолезвийных инструментов полностью дается изображение только 2 – 3 зубьев;
2) профиль инструмента обычно вычерчивается отдельно в увеличенном виде;
3) винтовые линии при вычерчивании многолезвийных инструментов заменяются прямыми линиями;
4) для обозначения передних и задних углов сечения вычерчиваются только частично.
На рабочем чертеже инструмента приводятся технические требования, которые содержат следующее: марки материалов; твердость отдельных частей инструментов; допуски и отклонения, обеспечивающие необходимое качество инструментов (биение режущих кромок, торцов и т.д.); ссылка на номер стандарта, содержащего технические требования на данный вид инструмента; содержание маркировки инструмента. Кроме того, на чертеже зуборезного инструмента в таблице указываются характеристики инструмента, например, для червячных фрез указываются: модуль, угол профиля исходного контура, число заходов, направление витков, число стружечных канавок, шаг витков по оси, шаг витков по нормали, угол подъема витка, направление стружечной канавки, шаг стружечной канавки [36, с. 147].
При выполнении чертежей необходимо ознакомиться со стандартами, содержащими технические требования на различные виды режущих инструментов. Например, ГОСТ 28442-90 “Протяжки для цилиндрических, шлицевых и граненых отверстий. Технические условия”.
Сборочный чертеж проектируемого инструмента должен содержать изображение инструмента в собранном виде с достаточным для сборки количеством проекций, видов, сечений. На сборочном чертеже должны содержаться необходимые размеры, размеры сопряженных деталей с указанием допусков и посадок, указания об обработке в процессе сборки или после нее, технические требования. В спецификации указывается наименование, количество деталей, твердость и метод повышения стойкости режущей части инструмента (цианирование, сульфидирование и пр.).
· Расчет и конструирование протяжек
Обоснование конструкции протяжки связано с выбором схемы резания при протягивании. При выборе схемы резания учитываются форма протягиваемой поверхности, требования к точности размеров и качеству обработанной поверхности, обеспечение необходимой стойкости, трудоемкость изготовления [19, с. 55 - 56].
Исходными данными для проектирования являются: чертеж протягиваемой заготовки, ее материал; твердость; состояние (после нормализации, отжига, закалки); подготовка поверхности под протягивание (прокат, литье, штамповка, после механической обработки); диаметр отверстия до обработки и после обработки с полем допуска; параметр шероховатости поверхности; наибольшая длина протягивания; станок для протягивания (тип, модель, тяговая сила, диапазон скоростей, длина хода штока, тип патрона, размеры опорной плиты, состояние станка).
Сведения о станках можно принять по каталогам металлорежущего оборудования.
Диаметр отверстия до протягивания, полученного после сверления, зенкерования или растачивания, определяют как разность между номинальным диаметром протянутого отверстия и припуском под протягивание. Припуски под протягивание отверстий определяют по таблицам работы [19, с. 57 - 58, таблица 6,7] или рассчитывают по формулам работы [20, с. 62 - 63].
Для уменьшения возможности коробления протяжек при термообработке существуют рекомендуемые предельные нормы их длин в зависимости от диаметров [19, с. 73].
Порядок расчета круглой и шлицевой протяжки переменного резания подробно изложен в работах [21, 22]. Особенности расчета и конструирования протяжек для обработки фасонных отверстий и наружных протяжек рассмотрены в книге [23].