Технология машиностроения

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ СЕРИИ «УЧЕБНИКИ НГТУ»


    д-р техн. наук, проф. (председатель) Н.В. Пустовой д-р техн. наук, проф. (зам. председателя) Г.И. Расторгуев

    д-р техн. наук, проф. А.Г. Вострецов
    д-р техн. наук, проф. В.В. Губарев
    д-р техн. наук, проф. В.А. Гридчин
    д-р техн. наук, проф. В.И. Денисов
    д-р экон. наук, проф. К.Т. Джурабаев
    д-р филос. наук, проф. В.И. Игнатьев
    д-р техн. наук, проф. К.П. Кадомская
    д-р филос. наук, проф. В.В. Крюков
    д-р физ.-мат. наук, проф. А.К. Дмитриев
    д-р физ.-мат. наук, проф. Х.М. Рахимянов
    д-р техн. наук, проф. Ю.Г. Соловейчик
    д-р техн. наук, проф. А.А. Спектор
    д-р экон. наук, проф. В.А. Титова
    д-р техн. наук, проф. А.И. Шалин
    д-р техн. наук, проф. А.Ф. Шевченко
    д-р техн. наук, проф. Г.М. Шумский

Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ






Х.М. РАХИМЯНОВ, Б.А. КРАСИЛЬНИКОВ, Э.З. МАРТЫНОВ






ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ




Рекомендовано федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский государственный технологический университет “СТАНКИН”» в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»

3-е издание







НОВОСИБИРСК
2014

УДК 621.002.2(075.8) Р 271


Инновационная образовательная программа НГТУ «Высокие технологии»



Рецензенты: д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой общей технологии машиностроения Алтайского гос. техн. ун-та им. Ползунова Е.Ю. Татаркин д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой теоретической механики и сопротивления материалов НГТУ В.Г. Атапин



      Рахимянов Х.М.
Р 271 Технология машиностроения : учеб. пособие / Х.М. Рахимянов, Б.А. Красильников, Э.З. Мартынов. - 3-е изд. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2014. - 253 с. (Серия «Учебники НГТУ»).
          ISBN 978-5-7782-2291-5
          Пособие содержит подробные рекомендации по проектированию технологических процессов механической обработки для машиностроительных предприятий. Особое внимание уделено основополагающим разделам, связанным с эффективностью выбираемого варианта заготовки и технологического процесса, расчету припусков и операционных технологических размерных цепей, расчету режимов резания и норм времени. Приводятся справочные данные, необходимые при проектировании, и указания по оформлению графической части проекта и пояснительной записки.
          Предназначено для студентов, выполняющих курсовые проекты и бакалаврские выпускные работы по дисциплине «Технология машиностроения», специальностей 151001, 151002 и 220301. Может быть использовано при работе над дипломными проектами по технологической тематике.
УДК 621.002.2(075.8)


ISBN 978-5-7782-2291-5              © Рахимянов Х.М., Красильников Б.А.,
                                      Мартынов Э.З., 2008, 2009, 2013, 2014
                                    © Новосибирский государственный
                                      технический университет, 2008, 2009, 2013, 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ


Предисловие............................................................7

Глава 1. Методика выполнения курсового проекта..................9

   1.1. Состав и содержание курсового проекта.............................9
   1.2. Рекомендуемая последовательность работы над проектом.............10
   1.3. Требования к оформлению курсового проекта........................12

Глава 2. Предварительная проработка проектных решений.............19

   2.1. Характеристика детали и анализ технологичности конструкции.....19
   2.2. Определение типа производства и размера партии.................28
   2.3. Выбор заготовки и его технико-экономическое обоснование.........32
   2.4. Выбор методов обработки поверхностей детали....................42
   2.5. Составление маршрутной технологии изготовления детали..........54
Глава 3. Проектирование технологии механической обработки детали........66
   3.1. Аналитический расчет припусков и межоперационных размеров......66
   3.2. Выбор способа базирования детали на операциях техпроцесса......78
   3.3. Проектирование структуры операций и наладок....................83
   3.4. Проектирование обработки на станках с ЧПУ......................90
Глава 4. Выбор технологического оснащения операций.....................99
   4.1. Выбор металлорежущего оборудования.............................99
   4.2. Выбор станочных приспособлений................................103
   4.3. Подбор режущего и вспомогательного инструмента................106
   4.4. Контроль качества обработки и подбор контрольно-измерительных инструментов.........................................................108

Глава 5. Технологические расчеты процесса..........................114

   5.1. Расчет режимов резания.........................................114
   5.2. Нормирование операций технологического процесса................119
   5.3. Расчет технологических размерных цепей.........................121
   5.4. Использование вычислительной техники при выполнении технологических расчетов......................................................127

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 6. Проектирование специальных станочных приспособлений и контрольно-измерительных устройств.......................................136
   6.1. Выбор конструкции приспособления, схемы установки и зажима детали 136
   6.2. Расчеты погрешности базирования и установки детали............139
   6.3. Расчет усилия зажима детали...................................142
   6.4. Расчеты зажимных устройств....................................146
   6.5. Прочностные расчеты элементов приспособления..................152
   6.6. Проектирование и расчет контрольного приспособления...........154

Библиографический список.......................................159

Приложения.................................................162

Приложение 1. Применение конструкционных материалов и их термическая обработка.........................................................162
Приложение 2. Нормативные данные к расчету составляющих элементов припуска..........................................................165
Приложение 3. Допуски на заготовки...................................168
Приложение 4. Припуски на обработку по видам операций................172
Приложение 5. Погрешности установки заготовок........................179
Приложение 6. Экономическая точность и качество основных методов обработки....180
Приложение 7. Краткая техническая характеристика металлообрабатывающих станков...........................................................184
Приложение 8. Применение инструментальных материалов.................194
Приложение 9. Типовые режимы резания.................................199
Приложение 10. Схемы расчета параметров режима резания при различных видах обработки.....................................................202
Приложение 11. Приближенные формулы для определения оперативного времени обработки поверхностей.......................................213
Приложение 12. Нормативы вспомогательного времени....................215
Приложение 13. Обозначение опор, зажимов и установочных элементов.....232
Приложение 14. Перечень стандартов на детали и узлы приспособлений...235
Приложение 15. Обозначение в чертежах шероховатости поверхности......237
Приложение 16. Укрупненные нормативы стоимости специальных приспособлений.............................................................238
Приложение 17. Допускаемая погрешность измерения и средства измерения.239
Приложение 18. Термины, используемые при записи текстов операций и переходов.............................................................245
Приложение 19. Образцы технологических эскизов и наладок на технологические операции.....................................................250
Приложение 20. Образец оформления карты технологического процесса....252

            ПРЕДИСЛОВИЕ



   ('7"7"'роектирование технологических процессов механической обработки J L является основным видом деятельности инженеров, прошедших подготовку по специальности 151001 «Технология машиностроения». Поэтому выполнение курсовых и дипломных проектов по технологическому проектированию - важный этап в подготовке грамотных специалистов. Именно в практической деятельности у студентов закрепляются теоретические сведения, приобретается опыт использования полученных знаний. Студент учится пользоваться справочной литературой, ГОСТами, нормативными материалами. Приобретает необходимый опыт в использовании компьютера при оформлении технологической документации.
   Настоящее пособие характеризуется четкой структурой изложения материала в соответствии с логическими этапами проектирования технологического процесса, начиная от предварительной проработки решений и заканчивая этапом конструирования технологической оснастки.
   Очень важным для организации работы студента является то, что даны подробные методические рекомендации по объему и порядку выполнения проектной работы (см. главу 1). Разбивка материала на отдельные части обеспечивает введение рейтинговой оценки работы студента над заданием в течение всего семестра. В этой же главе даются краткие методические рекомендации преподавателю по подготовке заданий для студентов.
   В соответствии с требованиями времени в пособии достаточно активно использованы современные компьютерные технологии. Студентам даны рекомендации по оформлению текстовых материалов и графики с помощью известных программных продуктов. Кроме того, предложены собственные разработки авторов по автоматизированному расчету режимов резания, выбору и расчету заготовок, а также электронный справочник по металлорежущим станкам и станочным приспособлениям. Студентам необходимо знать, что в настоящее время владение компьютером становится обязательным для специалиста.

ПРЕДИСЛОВИЕ

   Особенно ценным для студентов будет являться тот обширный справочный материал, который представлен в учебнике. Сконцентрированный в одном месте он облегчает пользование им и значительно сокращает время на поиск нужной информации.
   Основной объем рекомендаций по технологическому проектированию относится к серийному производству, как наиболее эффективной форме организации в условиях рыночной конкуренции, требующей постоянного обновления выпускаемой различными сериями машиностроительной продукции.
   В настоящем издании обобщен более чем 30-летний опыт преподавания авторами дисциплины «Технология машиностроения» в НГТУ (НЭТИ).

                Глава 1




МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА





        1.1. СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА


(В

се темы курсового проекта формулируются единым образом: «Спроектировать единичный операционный технологический про
цесс изготовления детали - Колесо зубчатое, чертеж №.. Годовой объем
производства изделия - ... шт.». Чертежи на студенческую группу подбираются таким образом, чтобы были представлены все классы деталей: валы (20-25 %), втулки (15-20%), диски (10-15%), рычаги (15-20%) и корпуса (15-20 %). Масса деталей рекомендуется от 1 до 150 кг. Объем выпуска задается таким, чтобы соответствовал средне- или крупносерийному характеру

производства.
   Курсовой проект по дисциплине «Технология машиностроения» состоит из пояснительной записки и графической части.
   Пояснительная записка должна состоять из следующих разделов.
   1. Задание и исходные данные на проектирование.
   2. Описание и анализ технологичности конструкции детали.
   3. Определение типа производства.
   4. Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления.
   5. Выбор технологических баз и разработка маршрута обработки.
   6. Выбор металлообрабатывающего оборудования.
   7. Аналитический расчет припусков и межоперационных размеров.
   8.    Выбор средств технологического оснащения (станочных приспособлений, режущего и измерительного инструмента).
   9.    Расчет режимов резания и технической нормы времени (на две-три операции, на остальные - подбором из таблиц или расчетом на компьютере).
   10. Расчет и проектирование специального станочного приспособления.
   11.    Расчет и проектирование специального измерительного инструмента или приспособления.
   Список использованной литературы.

Гл а в а 1. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

   Графическая часть должна иметь следующие чертежи.
   1. Рабочий чертеж детали.
   2. Чертеж заготовки с техническими требованиями.
   3. Карту технологического процесса или альбом технологических карт.
   4. Сборочный чертеж станочного приспособления.
   5. Сборочный чертеж измерительного инструмента (приспособления).

        1.2. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
        РАБОТЫ НАД ПРОЕКТОМ

    После выдачи руководителем задания в виде чертежа детали и годового объема выпуска рекомендуется работать в следующей последовательности.
   1. Составить список литературы, подобранной по теме проекта.
   2.    На черновике изложить материал по пп. 1-3 расчетно-пояснительной записки.
   3. Сделать эскиз детали с изменениями, улучшающими ее технологичность.
   1-	я консультация (3-4 недели). Утверждаются анализ технологичности и изменения, вносимые в чертеж детали.
   5.    Начисто оформить записку по пп. 1-3 задания. Вычертить рабочий чертеж детали в окончательном варианте.
   6.    Выбрать заготовку и дать расчет ее себестоимости путем сравнения двух-трех вариантов получения заготовки (п. 4 задания).
   7.    Вычертить эскиз заготовки с необходимыми размерами, допусками и техническими условиями.
   8.    Выбрать методы обработки основных поверхностей детали с применением прогрессивных способов обработки. Наметить основные и вспомогательные технологические базы. Наметить варианты операций, требующие экономического сравнения.
   9.    Составить два-три варианта маршрутной технологии и выбрать тип оборудования (п. 5).
   2-я консультация (5-6 недели). Проверяется и подписывается лист 1, утверждается способ получения заготовки, методы обработки, операции, подлежащие технико-экономическому сравнению по себестоимости обработки, утверждается маршрут технологического процесса.
   10. Начисто оформить записку по пп. 4, 5, 6 (частично).
   11.    Выполнить технико-экономическое сравнение вариантов и внести изменения в маршрутную технологию.
   12.    Подобрать оборудование по конкретным моделям в зависимости от размеров обрабатываемой детали (п. 6).

1.2. Рекомендуемая последовательность работы над проектом

11

   13. Произвести расчет припусков и уточнить размеры заготовки (и. 7).
   3-я консультация (7-8 недели). Проверяются пп. 4, 5, 6 записки, утверждается окончательно маршрут обработки и модели станков, проверяется расчет припусков и размеры заготовки.
   14. Начисто оформить записку по пп. 6, 7 (не полностью).
   15. Вычертить чертеж заготовки в окончательном варианте.
   16.    Вычертить предварительно технологическую карту, разбив операции на переходы и снабдив их технологическими эскизами.
   17.    Рассчитать межоперационные размеры путем расчета технологических размерных цепей.
   18.    Проставить на эскизах размеры, полученные на основании расчета припусков и операционных размеров.
   19.    Произвести подбор режущего и измерительного инструмента, а также приспособлений (п. 8).
   4-я консультация (9-10 недели). Проверяется записка по пп. 6, 7, 8, подписывается чертеж заготовки, проверяется технологический процесс в эскизах, операционные размеры; выдается задание на проектирование приспособления и измерительного инструмента.
   20. Оформить записку по п. 9.
   21.    Вычертить карту технологического процесс в окончательном виде (1-2 листа).
   22. Рассчитать режимы резания и нормы времени (п. 9).
   23.    Эскизно вычертить предложения по конструкции приспособления и измерительного инструмента.
   5-я консультация (11-12 недели). Проверяются расчеты режимов резания и норм времени по п. 9, технологические эскизы, операционные размеры, утверждаются конструктивные решения по приспособлению и измерительному инструменту.
   24. Окончательно оформить листы с картой технологического процесса.
   25. Начисто оформить записку по п. 9.
   26.    Произвести расчеты приспособления и измерительного инструмента по пп. 10,11 задания.
   27.    В тонких линиях вычертить приспособление и измерительный инструмент.
   6-я консультация (13-14 недели). Проверяется записка по пп. 9, 10, 11, подписываются листы с технологическим процессом, проверяются расчеты приспособления и измерительного инструмента и их конструктивное оформление.
   28. Оформить записку по пп. 10,11 задания.