А.Н. Трусов Технология автоматизированного производства

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КУЗБАССКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ

Кафедра гибких автоматизированных производственных систем

ТЕХНОЛОГИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов направления подготовки 552900 ″ Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств″

Составитель А.Н.ТРУСОВ

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 4 от 11.01.2000.

Рекомендованы к печати методической комиссией по направлению 552900

Протокол № 253 от 04.02.2000.

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса КузГТУ

КЕМЕРОВО 2000

1

1. ЦЕЛЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Цель курсового проекта – обобщить и закрепить теоретические знания, полученные студентами при изучении соответствующих специальных дисциплин и развить практические навыки самостоятельного решения организационно-технологических задач производства.

Курсовой проект является самостоятельной работой студента, поэтому успешное выполнение его в большой степени зависит от проявленной автором инициативы, самостоятельности и организованности в работе.

Роль руководителя проекта состоит в том, чтобы помочь студенту овладеть методикой разработки технологических процессов (ТП) изготовления деталей, установить объем проекта, указать на допущенные ошибки, рекомендовать необходимые литературные источники.

2. ТЕМАТИКА И ОБЪЕМ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект выполняют студенты в восьмом семестре. Задание на курсовой проект формулирует руководитель проекта после защиты студентом производственной практики, утверждает на заседании профилирующей кафедры и оформляет на специальном бланке задания.

Темой курсового проекта является разработка групповой технологии механической обработки группы деталей средней сложности, требующих 5-6 различных методов обработки. Предпочтительнее выбирать детали типа корпусных, рычагов, кронштейнов и пр. Исходные материалы собирают студенты на промышленных предприятиях во время производственной практики после третьего курса.

При разработке ТП принимается производственная программа предприятия, но для обеспечения необходимой серийности производства она может быть скорректирована. В процессе проектирования необходимо применять современные технологические методы и оборудование с ЧПУ, групповые технологические процессы, переналаживаемую технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации.

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки (основной документ), графической части и комплекта технологической документации на разработанный ТП.

2

Расчетно-пояснительная записка (РПЗ) представляет собой текстовый документ объемом до 40 страниц формата А4 (рукописных или машинописных) без учета приложений. Содержание РПЗ рассмотрено ниже.

Графическая часть проекта включает в себя 3 листа формата А1. Состав графической части:

1. Рабочий чертеж детали (комплексной детали), при необходимости совмещенный с чертежом заготовки, – 1 лист.

2.Технологические наладки на операции механической обработки – 1 лист.

3.Расчетно-технологическая карта (РТК) на наиболее сложную операцию механической обработки – 1 лист.

Комплект технологической документации содержит оформленный в соответствии со стандартами ЕСТД ТП механической обработки. Уровень разработки ТП – маршрутно-операционный.

3.СРОКИ ВЫПОЛНЕНИЯ И ЗАЩИТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Срок выполнения определяют учебным планом и указывают в задании на курсовой проект, выдаваемом студенту. Выполнение проекта разделяется на укрупненные этапы (см. табл.). Консультации по каждому этапу ведутся в пределах указанных сроков. Если этап не закончен в срок без уважительных причин, консультации по нему могут быть прекращены и студент доделывает его самостоятельно.

К защите допускаются студенты, выполнившие курсовой проект в установленном объеме и допущенные к защите руководителем. Защита осуществляется в назначенный кафедрой срок перед комиссией, состоящей из преподавателей кафедры. Для доклада по проекту студенту предоставляется 5-7 минут с последующим ответом на вопросы членов комиссии.

3

Примерные сроки выполнения курсового проекта по этапам

Наименование этапа	Коли-	Процент	Процент
	чество	этапа	выполнения
	недель	к общему	нарастаю-
	на этап	объему	щим итогом
1. Ознакомление с заданием, методи-
ческими указаниями, подбор литера-
туры	1	8	8
2. Выбор заготовки, разработка мар-
шрутного ТП	4	25	33
3. Разработка операционной техноло-
гии	5	30	63
4. Разработка комплекта технологи-	2
ческой документации		13	76
5. Оформление РПЗ и графической	4	25	100
части
Итого:	16	100	100

4.СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

4.1.Классификация и группирование деталей

При организации группового производства этот этап является обязательным [34, 49]. Этап выполняется в следующей последовательности:

1. Классификация объектов производства. Проводят по конструктивным и технологическим признакам с учетом типа производства. Целью классификации является разработка унифицированного (типового или группового) ТП. На этой стадии решают следующие задачи:

-создание группы объектов производства, обладающих общностью конструктивно-технологических характеристик;

-выбор типового представителя группы или разработка комплексной детали для созданной группы.

2. Количественная оценка группы деталей. Определяют тип производства на основе расчета приведенной программы деталей группы.

4

Для выполнения этапа рекомендуется использовать методику [56]. В дальнейшем проектирование ведут для выбранной деталипредставителя или комплексной детали с учетом масса-габаритных характеристик всех деталей группы.

4.2. Анализ служебного назначения детали и ТУ на изготовление

Кратко изложить назначение детали в машине или сборочной единице и условия ее работы. Здесь также должно быть указано назначение основных поверхностей детали и описано влияние их расположения, точности обработки, шероховатости на качество работы машины. Затем необходимо рассмотреть материал детали, его химический состав и механические свойства (эти данные оформляют в табличной форме).

Необходимо дать критический анализ технических условий (ТУ) на обрабатываемую деталь [1, 27, 39]. С этой целью необходимо проанализировать:

-насколько ТУ соответствуют служебному назначению детали;

-насколько правильно выбраны базы, по отношению к которым даны величины допускаемых погрешностей;

-насколько правильно и на основании чего даны пределы откло-

нений;

-каковы условия приемки готовых деталей и контроля размеров

ишероховатости поверхностей;

-данные о термообработке и пр.

В дальнейшем проанализированные ТУ будут являться основанием для выбора баз, методов и последовательности обработки.

4.3. Определение типа производства

Тип производства характеризует степень специализации рабочих мест и определяет уровень дифференциации операций в ТП. Предварительно тип производства определить по коэффициенту закрепления операций КЗО [5, 9]. Допускается определять тип производства по мас- са-габаритным характеристикам [22]. Перечень форм организации ТП приведен в [9]. В курсовом проекте тип производства и организацион-

5

ная форма могут быть заданы руководителем. При использовании поточной формы должен быть рассчитан темп выпуска исходя из действительного фонда времени оборудования при выбранном режиме работы производственного подразделения.

4.4. Анализ технологичности конструкции детали

Оценить производственную технологичность с учетом установленного типа производства. Обязательно оценить технологичность детали для использования станков с ЧПУ, средств автоматического транспортирования и загрузки и т.п.

Качественный анализ проводить на основе рекомендаций [4, 7, 8, 21, 50]. Для исследуемой детали выделить основные требования по технологичности и дать заключение по выполнению каждого требования. Для количественной оценки определить показатели по [33, 39]. Раздел обязательно заканчивать общим выводом о технологичности детали. При использовании для группирования методов теории распознавания образов [56] здесь определить значение потенциала группы как меры групповой технологичности деталей группы.

При необходимости обосновывать и предложить изменения конструкции детали. В дальнейшем проектирование вести для измененной конструкции.

4.5. Выбор технологического процесса-аналога

При выполнении курсового проектирования по реальной тематике в качестве ТП-аналога может быть выбран заводской ТП. Последовательность выбора и ″ доработки″ аналога рассмотрена в [32, 52]. В остальных случаях ТП-аналог выбирается по специальной литературе [21, 34, 35, 44, 45, 51, 52]. В этом разделе привести краткую характеристику ТП-аналога с анализом базирования детали, последовательности обработки, используемого оборудования и оснастки, факторов, определяющих возможные варианты обработки.

6

4.6. Выбор метода получения заготовки

Методика выбора и проектирования заготовок описана в [25, 28, 44]. Выбор производить в следующей последовательности:

-определить вид исходной заготовки (штамповка, литье, прокат

ит.д.);

-выбрать различные методы получения заготовки данного вида (не менее двух вариантов);

-на основе технико-экономической оценки произвести оконча-

тельный выбор варианта вида и метода получения заготовки [2, 39]. В расчетах необходимо учитывать и изменение трудозатрат в механической обработке (укрупненно). Если чертеж заготовки не выполнен в графической части, то эскиз заготовки привести в РПЗ.

4.7. Проектирование маршрута обработки детали

Определение маршрута обработки провести с использованием

структурного метода в следующей последовательности [1, 21, 22, 27, 32, 52]:

-выбор технологических методов обработки поверхностей детали на основе таблиц экономической точности обработки [28, 44];

-формирование принципиальной схемы обработки на уровне этапов (черновой, получистовой, чистовой, отделочный и т.д.);

-определение предварительного комплекта баз для каждой поверхности;

-определение группы оборудования для обработки отдельных поверхностей на основе выбранных методов обработки, требуемой точности обработки;

-предварительное формирование технологических операций на уровне компоновочных схем путем объединения переходов на основе общности оборудования и схем базирования;

-введение контрольных переходов и выбор типоразмеров мерительного инструмента и контрольных приспособлений.

В конце данного этапа проводят окончательный выбор технологических баз для обработки каждой поверхности с учетом принципов единства и совмещения баз. Выбор баз на первой операции произво-

7

дится путем размерного анализа вариантов базирования [1, 52] и включает в себя:

1) Определение наиболее точных и важных поверхностей детали;

2)Определение схемы базирования при первой механической обработке этих поверхностей (операция К);

3)Составление вариантов базирования на предыдущих операциях (тех, на которых обрабатываются базы для операции К);

4)Расчет размерных цепей, определение погрешности обработки по каждому варианту и отбор варианта по критерию минимальной погрешности.

Врезультате выполнения этого этапа должен быть получен общий план обработки детали. Окончательное уточнение маршрута обработки проводить на стадии разработки технологических операций.

4.8.Разработка операционной технологии

На этом этапе происходит уточнение содержания технологических операций в следующей последовательности:

1. Уточнение структуры технологических операций. Здесь, исходя из типа и организационной формы производства, вида и конструкции заготовки, требований к точности и качеству поверхностей детали, решают две задачи:

-уточнение состава переходов, включаемых в данную операцию;

-уточнение последовательности выполнения технологических пе-

реходов в каждой операции [21, 52]. Здесь рассматривают различные схемы построения операций с учетом контрольных переходов и пр.

2. Выбор технологического оборудования в соответствии с требованиями ГОСТ 14.304-73. Конкретные модели и типоразмеры выбирают исходя из конструктивно-технологических характеристик заготовки, требуемой точности и производительности обработки. Рекомендуется использовать для выбора табличную форму [32].

3. Выбор технологической оснастки проводится в соответствии с требованиями стандартов ЕСТПП (ГОСТ 14.301-73, ГОСТ 14.305-73, ГОСТ 14.306-73, 14.307-73). На этом этапе осуществляют выбор приспособлений, режущего, вспомогательного и мерительного инструмента. Выбор проводить по соответствующим справочникам [6, 24, 29, 35, 42, 44, 45, 46, 48, 53] с учетом всех необходимых факторов: типа и ор-

8

ганизационных форм производства, разработанной технологии, максимального использования стандартной оснастки и пр. Результаты выбора также оформить в табличной форме.

4.Выбор промышленных роботов и дополнительных средств автоматизации [3, 26, 41, 42].

5.Расчет припусков на обработку, межоперационных размеров

идопусков. На одну-две самые точные поверхности расчет припусков

имежоперационных размеров выполнить расчетно-аналитическим ме-

тодом [54], на остальные поверхности припуски назначить опытностатистическим методом по таблицам [28, 44]. При необходимости по результатам расчета в РПЗ может быть приведен эскиз заготовки с указанием припусков на обрабатываемые поверхности.

6. Расчет режимов резания. Также на 1-2 операции (перехода) режимы резания определить расчетно-аналитическим методом по методике, изложенной в [22, 45]. На остальные операции режимы назначаются опытно-статистическим методом по нормативам, приведенным

в[37, 38]. Результаты назначения режимов резания свести в таблицу.

7.Для одной из операций, выполняемой на станке с ЧПУ, провести определение параметров, необходимых для разработки расчетно-

технологической карты [4, 40]:

-определить системы координат станка, инструмента, детали, координаты исходных точек положения режущего инструмента;

-определить траектории движения режущего инструмента;

-рассчитать координаты опорных точек, определить необходимость в дополнительных точках остановки для контроля детали, инструмента и пр.;

-определить настроечные размеры для режущих инструментов;

-разработать управляющую программу (при значительной трудоемкости – фрагмент управляющей программы) на операцию.

8.Нормирование технологических операций. Методика расче-

та норм времени приведена в [5, 22]. Общая последовательность следующая:

- на основании рассчитанных режимов резания определить основное (машинное) время. Можно использовать зависимости, приве-

денные в [22, 45];

-по соответствующим нормативам определить вспомогательное

иподготовительно-заключительное [36, 44] времена по каждой операции;

9

-время на обслуживание рабочего места и отдых определить в процентном отношении к оперативному времени;

-определить штучное и штучно-калькуляционное время на каждую операцию;

-суммированием определить общую трудоемкость изготовления

детали;

-по [23] определить квалификации и профессии исполнителей.

4.9. Отработка ТП на надежность

Отработку ТП на надежность проводить с целью обеспечения выпуска продукции установленного объема в течение заданного периода эксплуатации технологических систем с регламентированными показателями качества при соблюдении нормативов затрат материальных, трудовых и энергетических ресурсов. Система показателей качества продукции устанавливается для разных случаев ГОСТ 4.93-83 (для металлорежущего оборудования), ГОСТ 4.130-85 (для автоматических линий механической обработки), ГОСТ 27.003-83 (в остальных случаях).

На этапе разработки маршрутной и операционной технологии состав работ по отработке на надежность для вновь проектируемых ТП устанавливается ГОСТ 16.307-74, ГОСТ 27.202-83, ГОСТ 16.320-80, ГОСТ 19.415-74, ГОСТ 19.416-74 и предусматривает:

-размерный анализ ТП с целью определения номинальных размеров составляющих звеньев технологических размерных цепей, корректировки ТП, расчета коэффициентов запаса точности для замыкающих звеньев;

-анализ точности технологических операций, который позволяет выявить основные факторы, влияющие на точность операций и установить требования к этим факторам;

-анализ производительности технологических систем, который позволяет определить оптимальный состав и объем резервирования оборудования.

Соответствующие методики размерного анализа, анализа точно-

сти и производительности приведены в [39]. Объем данного раздела определяет руководитель проекта.

По результатам анализа могут быть пересмотрены решения, принятые на предыдущих этапах.