Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Приднестровский государственный университет
им. Т.Г.Шевченко
Инженерно-технический институт
Кафедра “Автоматизированные технологии и промышленные комплексы”
Т.Х. БОГАТАЯ, в.г.ЗВОНКИЙ, Д.Н.Мельниченко, Н.А.Савина
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ
РАБОТА БАКАЛАВРА
ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Методическое пособие к выполнению графической части выпускной квалификационной работы бакалавра (ВКРБ) по направлениям: 150400 (551800) «Технологические машины и оборудование » и 150900 (552900) «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств»
Тирасполь 2012
УДК 621.91.
Т.Х.Богатая, В.Г.Звонкий, Д.Н.Мельниченко, Н.А.Савина Методическое пособие - ПГУ, ИТИ, Тирасполь, 2012
В методическом пособии разработано содержание графической части выпускной квалификационной работы бакалавра (ВКРБ) и правила выполнения работы технологического, конструкторского и исследовательского профиля.
В разделах изложены тематика, объем и обозначение документов графической части, а также общие требования к оформлению документации и к разработке изделий.
Методическое пособие предназначено для студентов, оканчивающих университет, с присвоением квалификации специалиста-бакалавра в области техники и технологии.
Рецензенты:
Яковец и.В., к.т.н., доцент кафедры “ Автоматизированные технологии и промышленные комплексы, Приднестровского государственного университета им. Т.Г.Шевченко”.
Бодруг С.А. Технический директор ОАО «Литмаш»
Утверждено Научно-методическим советом ПГУ им. Т.Г.Шевченко
© Богатая Т.Х., Звонкий В.Г., Мельниченко Д.Н. , Савина Н.А.
ПГУ им. Т.Г.Шевченко, ИТИ, Тирасполь, 2012
Содержание
|
Введение 1. Тематика графических работ 2. Объем графических работ и общие требования по их разработке 3. Обозначение документов в ВКРБ 4. Методические указания по выполнению графической части ВКРБ 4.1. Общие требования 4.2 Требования к оформлению чертежей общих видов 4.3 Требования к оформлению сборочных чертежей 4.4 Требования к оформлению схем 4.4.1 Общие требования 4.4.2 Графические обозначения 4.4.3 Линии связи 4.4.4 Перечень элементов 4.4.5 Текстовая информация 4.4.6 Правила выполнения комбинированных схем 4.5 Требования к оформлению прочих документов графической части ВКРБ 5. Правила проектирования (разработки) изделий 6. Технологичность конструкций 6.1 Общие положения 6.2 Технологичность литых деталей 6.3 Технологичность деталей, получаемых ковкой 6.4 Технологичность деталей, получаемых сваркой 6.5 Технологичность деталей, подвергающихся механической обработке. 6.6 Технологичность деталей, подвергающихся термической обработке 6.7 Технологичность сборки 7. Размерные цепи Библиографический список |
4 4 5 7 10 10 11 14 15 15 19 20 20 23 24 25 28 32 32 35 40 40 36 43 46 48 50 |
ВВЕДЕНИЕ
Выпускная квалификационная работа бакалавра является заключительным этапом подготовки бакалавра по направлениям: 150400 (551800) «Технологические машины и оборудование » и 150900 (552900) «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств»
Выпускные квалификационные работы бакалавра могут иметь технологический, конструкторский или исследовательский профиль (направление) либо их очертание.
Темы ВКРБ предусматривают выполнение текстовой (пояснительной записки) и графической частей, которые должны соответствовать актуальным задачам производства и носить характер творческого применения полученных знаний. Темы должны иметь реальную направленность и быть полезны для производства.
1 ТЕМАТИКА ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
В зависимости от профиля ВКРБ графическая часть может включать в рекомендуемом объеме (количество листов формата А1 по ГОСТ 2,304-68) следующие документы:
- чертежи деталей, на которые разрабатываются технологические процессы и заготовок на них – 1-1,5 листа;
- чертежи режущих и измерительных инструментов – 0,5-1 лист;
- проекты оригинальных частей и наиболее ответственных деталей разрабатываемого изделия – 1,5- 3 листа;
- общий вид станка, оригинальных узлов и ответственных деталей – 2-2,5 листа;
- общий вид или сборочный чертеж приспособления или другого технологического оснащения – 1 лист;
- рабочие чертежи конструкции приспособления -1- 1,5 листа;
- технологические эскизы – 1 лист;
- общие виды средств механизации и автоматизации сборки или расширяющие технологические возможности станков – 1-1,5 листа;
- общие виды исследуемых изделий и наиболее ответственных составных элементов – 1,5 – 2 листа;
- кинематические, гидравлические и электрические схемы станка или другого разрабатываемого изделия – 0,5-1 лист;
- схемы контроля качества – 0,5-1 лист;
- схемы проведения опытов и результатов исследований – 1,5 – 2 листа;
- размерный анализ – 1 лист;
- технико-экономические показатели – 0,5-1 лист;
- расчеты-результаты прочностных расчетов или других, связанных с темой работы – 0,5-1 лист;
- сравнение теоретических и экспериментальных данных – 1 лист;
- чертежи (схемы) исследуемой технологической операции -1 лист;
- возможность применения результатов исследований для совершенствования операций – 1 лист;
- безопасность жизнедеятельности – 0,5-1 лист.
Приведенные выше рекомендации должны служить ориентиром для студентов в каждой стадии работы над ВКРБ при сборе материалов и составление плана работы. В случае разработки студентом, например, оригинальных конструкций частей станков или приспособлений или средств автоматизации и механизации или другого типа изделий, количество листов по соответствующим разделам может быть изменено относительно выше рекомендуемым.
2 ОБЪЕМ ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ И ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ИХ РАЗРАБОТКЕ
Общий объем графической части любого профиля ВКРБ должен составлять 4 - 7 листов формата А1 по ГОСТ 2,301-68 с учетом нормальной заполняемости листов.
Нормальной заполняемостью листов графической части ВКРБ следует считать не менее 75%. При меньшем проценте заполняемости рекомендуется увеличивать общее количество листов. Примером малой заполняемости могут быть листы, на которых изображены графики или диаграммы, эскизы операционные, простые таблицы и др. Увеличение количества листов осуществляется с согласия руководителя с учетом общего объема ВКРБ.
Конкретное содержание графической части любого профиля ВКРБ определяется студентом совместно с руководителем работы из ряда тем, перечисленых в разделе 1.
Каждый документ, независимо от принятого для него формата должен иметь основную надпись по форме 1 ГОСТ 2.104-68 (рисунок 2.1).
В графе 1 (по ГОСТ 2.104-68) основной надписи указывают наименование изделия, а также наименование документа, если этому документу присвоен шифр (согласно ГОСТ 2.102-68). Для сборочного чертежа допускается наименование документа не указывать.
Наименование изделия записывают в именительном падеже единственного числа. В наименовании, состоящем из нескольких слов, на первом месте помещают существительное, например: «Приспособление фрезерное» или «Станок сверлильный».
В наименовании изделия не включают, как правило, сведения о назначении изделия и его местоположении. После наименования изделия записывают наименование документа, выделяя более мелким шрифтом. Располагают наименование изделия и наименование документа симметрично рамке данной графы, например, как показано на рисунке 2.1.
В графе 2 основной надписи указывают обозначение документа, в графе 26- обозначение документа, повернутое на 180º для формата А4 или для форматов больше А4 при расположении основной надписи вдоль длиной стороны листа и на 90º для форматов больше А4 при расположении основной надписи вдоль короткой стороны листа.
Структура обозначений документов ВКРБ приведена в разделе 3.
В графе 4 «литера» указывают букву «Б», что означает «Бакалавр».
В графе 7 – номер листа, так как нумерация листов всей графической части ВКРБ должна быть сквозной независимо от их формата. В графе 8- общее количество графической части.
В графе 9 указывают «ПГУ им. Т.Г.Шевченко, ИТИ, обозначение группы, в которой обучается студент».
В графе 11 указывают:
- в строке «разраб» - фамилию студента (без инициалов);
- в строке «провер» - фамилию руководителя (без инициалов).
Последующие строки могут быть использованы для указания консультантов.
Рекомендуется использовать дополнительную графу 30 (по ГОСТ 2.104-68), в которую можно указывать «ВКРБ» (см. рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 Заполнение основной надписи на листах графической части
3 ОБОЗНАЧЕНИЕ ДОКУМЕНТОВ ВКРБ
Наиболее целесообразной является структура обозначений документов по предметной системе, установленной нормалью машиностроения, с учетом, что документы разрабатываются в учебном заведении.
Рекомендуется следующая структура обозначений документов разработанных студентами в ВКРБ:
ВКРБ. 150900. ХХХХХХ.ХХ.ХХХ.ХХ,
где ВКРБ – выпускная квалификационная работа бакалавра;
150900 – направление (специальность);
ХХХХХХ – шифр зачетной книжки студента.
Если шифр зачетной книжки пятизначный, то впереди указывается «0»- ноль, если четырехзначный – «00» (два нуля;
ХХ – порядковый номер документа (0,1; 0,2 и т.д.);
ХХХ – обозначение составных частей изделия, на которое составлен документ: сборочных единиц по примеру: 010; 020 и т.д. Детали обозначают значащей цифрой по примеру: 001; 002 и т.д.
Для документов, не определяющих конструкцию каких–либо изделий, вместо этих трех знаков указывают «000» (три нуля).
Последние два знака ХХ - заполняются шифром документа (согласно ГОСТ 2.102-68). На документы, которые не имеют шифр, вышеуказанные два знака не записываются в обозначении (на чертежах деталей и спецификации).
Согласно ГОСТ 2.102-68 установлены шифры документов:
- СБ – сборочный чертеж;
- ВО – чертеж общего вида;
- МЧ – монтажный чертеж;
- ПЗ –пояснительная записка;
- ТБ – таблица;
- РР - расчеты;
- И… - инструкции;
- Д…– прочие документы.
Для инструкций и прочих документов после буквы «И» и «Д» указываются цифрами порядковый номер таких документов.
В обозначении схем шифр схем состоит из кода схемы (согласно ГОСТ 2.701-84).Код схемы состоит из буквенной части , определяющей вид схемы, и цифровой части , определяющей тип схемы. Вид схемы обозначают буквами:
Электрические – Э;
Гидравлические – Г;
Пневматические – П;
Кинематические – К;
Энергетические – Р;
Комбинированные – С.
Типы схем обозначают цифрами:
- структурные - 1;
- функциональные - 2;
- принципиальные – 3;
- соединительные (монтажные) – 4;
- подключения – 5;
- общие -6;
- расположения -7;
- объединенные -0.
Примеры: схема электрическая принципиальная – Э3; схема гидравлическая соединений – Г4; схема электрических соединений и подключений – Э0, схема электрогидропневматическая принципиальная – С3.
Самостоятельным документом в виде таблиц к схемам присваивают код из буквы Т и кода соответствующей схемы, например, код таблицы соединений к электрической схеме соединений – ТЭ4 (три знака исключение от обозначений описываемых выше).
При выпуске на изделие нескольких схем определенного вида и типа в виде самостоятельных документов, каждой схеме присваивают обозначение как самостоятельно конструкторскому документу и, начиная со второй схемы, к коду схемы в обозначение добавляют через точку арабскими цифрами порядковые номера, например:
-ВКРБ.ХХХХХХ.ХХХХХХ.ХХ.ХХХ Г3;
-ВКРБ.ХХХХХХ.ХХХХХХ.ХХ.ХХХ Г3.1;
-ВКРБ.ХХХХХХ.ХХХХХХ.ХХ.ХХХ Г3.2.
Это означает, что разработаны три схемы гидравлические принципиальные.
Примеры обозначений документов ВКРБ:
ВКРБ.150900.600591.01.000 – чертеж детали по которому выполнен технологический процесс;
ВКРБ.150900.600591.01.000 СБ - сборочный чертеж изделия, на которое разработан технологический процесс сборки или выполнено какое – либо исследование;
ВКРБ.150900.600591.03.000 СБ – сборочный чертеж, например, приспособления или другого изделия разработанного в ВКРБ;
ВКРБ.150900.600591.03.010 СБ – чертеж сборочной единицы (узла), входящего в изделие ВКРБ.150900.600591.03.000;
ВКРБ.150900.600591.03.012 – чертеж детали входящей в сборочную единицу (узел) ВКРБ.150900.600591.03.010;
ВКРБ.150900.600591.05.000 И1 – инструкция разработанная в ВКРБ;
ВКРБ.150900.600591.06.000 Д1 – диаграмма разработанная в ВКРБ;
ВКРБ.150900.600591.07.000 Д2 – график разработанный в ВКРБ;
ВКРБ.150900.600591.04.000К3 – схема кинематическая принципиальная;
ВКРБ.150900.600591.05.000 РР – расчеты на данные исследования;
ВКРБ.150900.600591.02.000 Д3 – размерная схема технологического процесса;
4 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ВКРБ
4.1 Общие требования
Номенклатура разрабатываемых конструкций (в составе графической части) определяется заданием на выпускную работу. Конструкции всех устройств должны быть оригинальными или представлять собой модернизацию существующих на базовом предприятии конструкций. Использование заводских конструкций без их модернизации не допускается. Необходимо стремиться широко использовать в конструкциях унифицированные и стандартные детали и сборочные единицы (узлы). Проектирование должно вестись в соответствии с действующими стандартами в машиностроении, а также использовать унифицированные элементы согласно нормативам отрасли машиностроения, обозначенные шифром «МН». Можно использовать и унифицированные элементы, приведенные в специальной и справочной литературе оборонного машиностроения.
Все графические работы (чертежи общих видов и сборочные, схемы, рабочие чертежи деталей, таблицы и др.) должны выполняться в соответствии с требованиями ЕСКД.
На сборочные единицы составляться спецификация в соответствии с требованиями ГОСТ 2.108-68
Сборочные чертежи и чертежи общих видов следует по возможности выполнять в масштабе 1:1 по ГОСТ 2.302-68. Исключением могут быть чертежи на крупные или очень мелкие изделия. Изменение масштаба согласовывается с руководителем ВКРБ. В разделах 5 и 6 изложены основные правила проектирования изделий и требования к технологичности их конструкций. В разделе 7 кратко оговорена информация о размерных цепях.
4.2 Требования к оформлению чертежей общих видов
Чертеж общего вида - это документ, определяющий конструкцию изделия, взаимодействие его основных составных частей и поясняющий принцип работы изделия.
Общие требования к выполнению чертежа общего вида приведены в ЕСКД (ГОСТ 2.119-73 и ГОСТ 2.120-73). Шифр общего вида – ВО (согласно ГОСТ 2.102-68).
Чертеж общего вида должен содержать:
- изображения изделия (виды, разрезы, сечения), текстовую часть и надписи, необходимые для понимания конструктивного устройства изделия, взаимодействия его составных частей и принципа работы изделия;
- надписи с обозначением изображений, а также относящиеся к отдельным элементам изделия;
- наименования, а также обозначения, (если они имеются) тех основных частей изделия, для которых необходимо указать данные (технические характеристики, количество, указания о материале, принципе действия и др.) или запись которых необходима для пояснения изображений чертежа общего вида, описания, принципа работы изделия, указания о составе и др.;
- контрольные параметры (размеры, допуски расположения и другие данные) имеющие отношение к основному назначению разрабатываемого изделия;
- другие размеры и наносимые данные (при необходимости);
- схему, если она требуется, но оформлять ее отдельным документом нецелесообразно;
- таблицы с размерами и другими параметрами, техническими требованиями, контрольными комплексами, условными обозначениями и т.д.;
- указания о выбранных посадках соединений, размеров с полем допуска или предельными отклонениями;
- технические требования к изделию, например, о применении определенных покрытий, способов пропитки обмоток, методов сварки, обеспечивающих необходимое качество изделия (это те требования, которые учитываются при последующей разработке рабочей документации);
- технические характеристики изделия, которые необходимы для последующей разработки рабочих чертежей.
Изображения выполняют с максимальными упрощениями, предусмотренными стандартами единой системой конструкторской документации (ЕСКД) для рабочих чертежей. Составные части изделия изображают с упрощениями, если при этом обеспечено понимание конструктивного устройства разрабатываемого изделия, взаимодействия его составных частей и принципа работы изделия.
Отдельные изображения составных частей изделия размещаются на одном общем листе с изображениями всего изделия или на отдельных (последующих) листах чертежа общего вида.
Наименования и обозначения составных частей изделия на чертежах общего вида указывают одним из следующих способов:
- на полках – выносках;
- в таблице, размещаемой на том же листе, что и изображение изделия;
- в таблице, выполняемой на отдельных лисах формата А4 по ГОСТ 2.301-68 в качестве последующих листов чертежа общего вида.
Линии–выноски располагают параллельно основной надписи чертежа. В зависимости от выбранного способа указания составных частей изделия на линиях – выносках указывают надписи либо цифры (позиции).
На полках линий-выносок наносят только краткие надписи без сокращений, кроме общепринятых стандартами. Надписи могут содержать не более двух строк, располагаемых над полкой линии-выноски и под ней.
Таблица составных частей изделия включает графы: «Поз», «обозначение», «Кол», «Дополнительные указания».
Запись составных частей в таблицу рекомендуется производить в следующем порядке:
- стандартные изделия;
- унифицированные изделия;
- специальные (вновь разработанные) изделия.
Элементы чертежа общего вида (номера позиций, текст технических требований, характеристика, надписи и др.) выполняют по правилам, установленным стандартами ЕСКД для рабочих чертежей.
Технические требования располагают над основной надписью на расстоянии ≈ 20 мм. Между техническими требованиями и основной надписью не допускается помещать изображения, таблицы и т.п.
Длина строк технических требований должна быть 185 мм, не более, т.е. текстовая часть составляет «колонку» на уровне основной надписи. Технические требования нумеруются порядковым номером сверху вниз, Если все технические требования не помещаются над основной надписью, то продолжение оформляется второй «колонкой» рядом – слева от основной надписи (ширина второй колонки также должна быть ≈ 185 мм).
Технические требования излагают в последовательности установленной в ГОСТ 2.316-68.
Если необходимо на чертежи привести техническую характеристику изделия, то ее выполняют также в виде колонки шириной не более 185 мм и располагают ее на свободном месте поля чертежа справа от изображения или ниже его. Исключение составляют таблицы на чертежах изделий, для которых стандартом установлена таблица параметров, например, зубчатого колеса и.т.п.
В случае, если на чертеже необходимо указать техническую характеристику и технические требования, то над каждым указывают заголовок («Технические требования» и «Техническая характеристика»). Оба заголовка не подчеркивают.
4.3 Требования к оформлению сборочных чертежей
Сборочный чертеж – документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для ее сборки (изготовления) и контроля. Шифр сборочного чертежа – СБ (согласно ГОСТ 2.102-68).
Содержание сборочного чертежа должно быть достаточным для рациональной организации производства (сборки и контроля) изделий. При необходимости на сборочных чертежах приводят данные о работе изделия и о взаимодействии его частей.
Сборочный чертеж должен содержать:
- изображение сборочной единицы, дающее представление о расположении и взаимной связи составных частей, соединяемых по данному чертежу, и обеспечивающее возможность осуществление сборки и контроля сборочной единицы;
- размеры, предельные отклонения и другие параметры и требования, которые должны быть выполнены и проконтролированы по данному сборочному чертежу;
- в качестве справочных размеры, определяющие характер сопряжения;
- указания о характере сопряжения и методах его осуществления, если точность сопряжения обеспечивается не заданными предельными отклонениями размеров, а подбором, пригонкой и т.п., а также указания о выполнении не разъемных соединений (сварных, паяных, и др.);
- номера позиций составных частей, входящих в изделие;
- габаритные размеры изделия;
- установочные, присоединительные и другие необходимые справочные размеры;
- техническую характеристику изделия;
- координаты центров масс (при необходимости);
- контрольные параметры, (имеющие отношение к назначению изделия), по которым разработанное изделие принимается как готовое для эксплуатации.
Требования к указанию технических требований, технической характеристики, таблиц и других данных приведены и в ГОСТ 2.316-68.
Общие требования к чертежам установлены ГОСТ 2.109-73.
О месте расположения и правил оформления на листе сборочного чертежа технических требований, технической характеристики и таблиц изложены выше в подразделе 4.2.
4.4 Требования к оформлению схем
4.4.1 Общие требования
В ВКРБ могут разрабатываться схемы электрические, кинематические, гидравлические, пневматические, энергетические, комбинированные.
На схеме одного вида допускается изображать элементы схем другого вида, непосредственно влияющие на работу схемы этого вида, а также элементы, не входящие в изделие, на которое составляют схему, но необходимое для разъяснения принципов работы изделия.
Графические обозначения таких элементов определяют на схеме штрихпунктирными линиями, равными по толщине линиям связи, и помещают надписи, указывая в них местонахождение этих элементов, а также необходимые данные.
В зависимости от основного назначения схемы подразделяют на следующие типы:
- структурные;
- функциональные;
- принципиальные;
- соединений (монтажные);
- расположения;
- объединенные и др. по ГОСТ 2.701-84.
В основной надписи после наименования изделия записывают наименование схемы, выделяя более мелким шрифтом. Наименование схемы записывают в именительном падеже единственного числа, начиная с существительного.
примеры:
1. «Станок сверлильный.
Схема кинематическая принципиальная»
2. «Приспособление фрезерное.
Схема пневмогидравлических соединений»
Допускается выполнять схему определенного вида и типа на нескольких листах или вместо одной схемы определенного вида и типа выполнять совокупность схем того же вида и типа. При этом каждая схема должна быть оформлена как самостоятельный документ.
При выпуске на изделие нескольких схем определенного вида и типа в виде самостоятельных документов допускается в наименовании схемы указывать название функциональной цепи или функциональной группы (например, схема электрическая принципиальная привода, схема гидравлическая принципиальная смазки). К схемам или взамен схем в случаях установленных правилами выполнения конкретных видов схем, выпускают в виде самостоятельных документов таблицы, содержащие сведения о расположении устройств, соединениях, местах подключения и другую информацию.
При наличии в изделии нескольких одинаковых элементов, соединенных параллельно, допускается вместо изображения всех ветвей параллельного соединения изображать только одну ветвь, указав количество ветвей при помощи обозначения ответвления. Около графических обозначений, изображенных в одной ветви, проставляют их обозначения. При этом должны быть учтены все элементы, входящие в это параллельное соединение (пример изображен на рисунке 4.1). Элементы в этом случае записывают в перечень элементов в одну строку.
Рисунок 4.1 Пример параллельного соединения нескольких элементов.
При наличии в изделии трех и более одинаковых элементов, соединенных последовательно, допускается вместо изображения всех последовательно соединенных элементов изображать только первый и последний элементы, показывая связи между ними штриховыми линиями.
При присвоении элементам обозначений должны быть учтены элементы, не изображенные на схеме, например, как на рисунке 4.2. Над штриховой линией при этом указывают общее количество одинаковых элементов. Элементы в этом случае записывают в перечень элементов в одну строку.
Рисунок 4.2 Последовательно соединенные несколько одинаковых элементов
Форматы листов схем выбирают в соответствии с требованиями, установленными в ГОСТ 2.301—68.
При выборе форматов следует учитывать:
- объем и сложность проектируемого изделия;
- необходимую степень детализации данных, обусловленную назначением схем; условия обращения схем;
- особенности и возможности техники выполнения.
Выбранный формат должен обеспечивать компактное выполнение схемы, не нарушая ее наглядности и удобства пользования.
Схемы выполняют без соблюдения масштаба, действительное пространственное расположение составных частей изделия не учитывают или учитывают приближенно.
Графические обозначения элементов и соединяющие их линии связи следует располагать на схеме таким образом, чтобы обеспечить наилучшее представление о структуре изделия и взаимодействии его составных частей.
При выполнении схемы на нескольких листах или в виде совокупности схем одного типа рекомендуется:
- для схем, предназначенных для пояснения принципов работы изделия (функциональная, принципиальная), изображать на каждом листе или на каждой схеме определенную функциональную группу;
- для схем, предназначенных для определения соединений (схема соединений), изображать на каждом листе или на каждой схеме часть изделия, расположенную в определенном месте пространства или в определенной функциональной цепи.
Расстояние (просвет) между двумя соседними линиями графического обозначения должно быть не менее 1,0 мм. Расстояние между соседними параллельными линиями связи должно быть не менее 3,0 мм.
Расстояние между отдельными условными графическими обозначениями должно быть не менее 2 мм.
Все типы схем должны выполняться в соответствии с требованиями стандартов:
ГОСТ 2.704-76- Правила выполнения гидравлических и пневматических схем;
ГОСТ 2.708-95, ГОСТ 2.755-87 - Правила выполнения электрических схем;
ГОСТ 2.721-74, ГОСТ 2.722-68 - Обозначения графические в схемах;
ГОСТ 2.747-68 – Размеры условных графических обозначений в схемах;
ГОСТ 2.780-68 - Обозначения условные графические в схемах гидравлических и пневматических элементов;
ГОСТ 2.770-68 - Правила выполнения кинематических схем.
4.4.2 Графические обозначения
При выполнении схем применяют следующие графические обозначения:
- условные графические обозначения, установленные в стандартах Единой системы конструкторской документации, а также построенные на их основе;
- прямоугольники;
- упрощенные внешние очертания.
При необходимости применяют нестандартизованные условные графические обозначения.
При применении нестандартизованных условных графических обозначений и упрощенных внешних очертаний на схеме приводят соответствующие пояснения.
Применение на схемах тех или иных графических обозначений определяют правилами выполнения схем определенного вида и типа.
Условные графические обозначения элементов изображают в размерах, установленных в стандартах на условные графические обозначения.
Условные графические обозначения элементов, размеры которых в указанных стандартах не установлены, должны изображать на схеме в размерах, в которых они выполнены в соответствующих стандартах на условные графические обозначения.
Размеры условных графических обозначений, а также толщины их линий должны быть одинаковыми на всех схемах для данного изделия.
Графические обозначения на схемах следует выполнять линиями той же толщины, что и линии связи.
4.4.3 Линии связи
Линии связи выполняют толщиной от 0,2мм до 1,0 мм в зависимости от форматов схемы и размеров графических обозначений. Рекомендуется толщина линий от 0,3 мм до 0,4 мм.
Линии связи должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков и иметь наименьшее количество изломов и взаимных пересечений.
Линии связи, переходящие с одного места или одного документа на другой, следует обрывать за пределами изображения схемы без стрелок.
Рядом с обрывом линии связи должно быть указано обозначение или наименование, присвоенное этой линии (например, номер провода, номер трубопровода и т.п.), и в круглых скобках номер листа схемы и зоны при ее наличии, при выполнении схемы на нескольких листах, например: лист 5 зона А6, или обозначение документа, при выполнении схем самостоятельными документами, на который переходит линия связи.
Линии связи должны быть показаны, как правило, полностью.
Обозначения элементов, входящих в изделие и изображенных на схеме могут быть буквенными, буквенно-цифровыми и цифровыми в соответствии со стандартами на правила выполнения конкретных видов схем.
4.4.4 Перечень элементов
Перечень элементов помещают на первом листе схемы или выполняют в виде самостоятельного документа.
Перечень элементов оформляют в виде таблицы (рисунок 4.3), заполняемой сверху вниз.
Рисунок 4.3 Таблица перечня элементов
В графах таблицы указывают следующие данные:
- в графе «Поз. обозначение» - позиционные обозначения элементов, устройств и функциональных групп;
- в графе «Наименование»- для элемента - наименование в соответствии с документом, на основании которого этот элемент применен, и обозначение этого документа (основной конструкторский документ, государственный стандарт, отраслевой стандарт, технические условия);- для функциональной группы – наименование.
- в графе «Примечание» – рекомендуется указывать технические данные элемента, не содержащиеся в его наименовании.
При выполнении перечня элементов на первом листе схемы его располагают, как правило, над основной надписью.
Расстояние между перечнем элементов и основной надписью должно быть не менее 12 мм.
Продолжение перечня элементов помещают слева от основной надписи, повторяя головку таблицы.
При выпуске перечня элементов в виде самостоятельного документа его код должен состоять из буквы «П» и кода схемы, к которой выпускают перечень, например, код перечня элементов к гидравлической принципиальной схеме-ПГ3. При этом в основной надписи (графа 1) указывают наименование документа «Перечень элементов».
Перечень элементов записывают в спецификацию после схемы, к которой он выпущен.
Перечень элементов в виде самостоятельного документа выполняют на формате А4. Основную надпись и дополнительные графы к ней выполняют по ГОСТ 2.104-68 (форма 2).
Элементы в перечень записывают группами в алфавитном порядке буквенных позиционных обозначений.
В пределах каждой группы, имеющей одинаковые буквенные позиционные обозначения, элементы располагают по возрастанию порядковых номеров.
При выполнении на схеме цифровых обозначений в перечень их записывают в порядке возрастания. На рисунке 4.4 приведен пример заполнения граф таблицы перечня элементов.
Рисунок 4.4 Пример заполнения граф таблицы перечня элементов
4.4.5 Текстовая информация
На схемах допускается помещать различные технические данные, характер которых определяется назначением схемы. Такие сведения указывают либо около графических обозначений (по возможности справа или сверху), либо на свободном поле схемы. Около графических обозначений элементов и устройств помещают, например, номинальные значения их параметров, а на свободном поле схемы-диаграммы, таблицы, текстовые указания (диаграммы последовательности временных процессов, циклограммы, таблицы замыкания контактов коммутирующих устройств, указания о специфических требованиях к монтажу и т.п.)
Текстовые данные приводят на схеме в тех случаях, когда содержащиеся в них сведения нецелесообразно или невозможно выразить графически или условными обозначениями.
Содержание текста должно быть кратким и точным. В надписях на схемах не должны применяться сокращения слов, за исключением общепринятых или установленных в стандартах.
Текстовые данные в зависимости от их содержания и назначения могут быть расположены:
- рядом с графическими обозначениями;
- внутри графических обозначений;
- над линиями связи;
- в разрыве линий связи;
- рядом с концами линий связи;
- на свободном поле схемы.
Текстовые данные, относящиеся к линиям, ориентируют параллельно горизонтальным участкам соответствующих линий.
На схеме около условных графических обозначений элементов, требующих пояснения в условиях эксплуатации (например, переключатели, потенциометры, регуляторы и т.п.), помещают соответствующие надписи, знаки или графические обозначения.
Надписи, знаки или графические обозначения, предназначенные для нанесения на изделие, на схеме заключают в кавычки.
Если на изделие должна быть нанесена надпись в кавычках, то на поле схемы приводят соответствующие указания.
На поле схемы над основной надписью допускается помещать необходимые технические указания, например, требования о недопустимости совместной прокладки некоторых проводов, жгутов, кабелей, трубопроводов, величины минимально допустимых расстояний между проводами, жгутами, жгутами и кабелями, трубопроводами, данные о специфичности прокладки и защиты проводов, жгутов, кабелей и трубопроводов и т.п.
При выполнении схемы на нескольких листах, технические указания, являющиеся общими для всей схемы , следует располагать на свободном поле (по возможности над основной надписью) первого листа схемы, а технические указания, относящиеся к отдельным элементам, располагают или в непосредственной близости от изображения элемента или на свободном поле того листа, где они являются наиболее необходимыми для удобства чтения схемы.
4.4.6 Правила выполнения комбинированных схем
Элементы (устройства, функциональные группы) и связи каждого вида (электрические, гидравлические, пневматические и т.п.) изображают на схеме по правилам, установленным для соответствующих видов схем данного типа.
Сведения, помещаемые на схеме и оформление схемы в целом, следует определять по правилам, установленным для соответствующих видов схем данного типа.
Элементам одного вида схем на схеме присваивают позиционные обозначения, сквозные в пределах схемы. Для различия одинакового написания их следует подчеркивать, начиная с элементов, относящихся ко второй по виду схеме, указанной в наименовании.
Например, схема электрогидравлическая принципиальная - одной чертой, для гидравлических элементов (устройств, функциональных групп); схема гидропневмокинематическая принципиальная – одной чертой для пневматических элементов (устройств, функциональных групп), двумя – для кинематических.
4.5. Требования к оформлению прочих документов графической части ВКРБ
Для лучшей наглядности и удобства обоснования последовательности выполнения технологических операций в графической части выполняется лист с операционными эскизами.
Операционные эскизы выполняются в последовательности нумерации технологических операций. Операционные эскизы располагают на общем листе, аккуратно выделяя поле листа на части, чтобы легко и четко «читался» каждый эскиз для его разъяснения. Поле листа делится на части условно, не оформляя мелкие форматы. Если эскизы сложные и заполняемость листа велика, то для наглядности допускается общий лист размечать тонкой сплошной линией на части (желательно соответствующим стандартным форматам). Приводить на общем листе технологические формы карт эскизов (из комплекта технологической документации) не допускается.
В основной надписи общего листа в графе 1 (по ГОСТ 2.104-68) записывают «Эскизы технологические».
На поле листа над каждым технологическим эскизом записывают номер (обозначение) операции и краткое наименование, согласно технологическому процессу, например. «Операция 005 Токарная», «Операция 020 Расточная» и т.п.
На операционных эскизах четко должны быть видны требования к обрабатываемым элементам (размеры, шероховатость, допуски размеров, форм и расположения), а также выделены утолщенными линиями обрабатываемые поверхности.
На листах графической части ВКРБ могут быть изображены таблицы, графики, диаграммы и т.п., в которых приводятся расчетные зависимости, технико-экономические показатели, экспериментальные и расчетные данные, сравнение теоретических и экспериментальных данных, результаты исследований и др.
Таблицы, графики, диаграммы и т.п. применяют для лучшей наглядности и удобства сравнения показателей и их понимания.
Если на листе изображена одна таблица или один график и т. п., то наименование записывается в основной надписи. Если таблица или график раскрывает подтему, о чем указано в основной надписи, то на поле листа над таблицей или графиком может быть приведено название, конкретизирующее содержание таблицы или графика.
Наименование должно отражать содержание таблицы или графика, быть точным и кратким.
Если на листе одного формата расположены (в соответствии с содержанием) несколько таблиц или графиков, то в основной надписи записывают общее наименование, раскрывающее содержание всех изображенных на данном листе таблиц или графиков. Над каждой таблицей или над каждым графиком должно быть указано «Таблица» или «График» и рядом порядковый номер, затем название, раскрывающее конкретное содержание каждой таблицы или каждого графика в отдельности.
Аналогично выполняют листы с изображениями диаграмм.
На диаграммах или графиках линии, изображающие зависимость параметров, должны быть утолщенными (от 1,5 до 2мм).
Таблицы оформляют в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105-95.
Графу «номер по порядку» в таблицу включать не допускается. При необходимости нумерации показателей, параметров или других данных порядковые номера следует указывать в первой графе (боковине) таблиц непосредственно перед их наименованием (в соответствии ГОСТ 2.105-95).
Если все показатели, приведенные в графах таблицы, выражены в одной и той же единице физической величины, то ее обозначение необходимо помещать над таблицей справа.
Если в большинстве граф таблицы приведены показатели выраженные в одних и тех же единицах физической величины (например, в миллиметрах, вольтах), но имеются графы с показателями, выраженными в других единицах физических величин, то над таблицей следует писать наименование преобладающего показателя и обозначение его физической величины, например, «Размеры в миллиметрах», а в подзаголовках остальных граф приводить наименование показателей и (или) обозначения других единиц физических величин.
Ограничительные слова «более», «не более», «менее», «не менее» и др. должны быть помещены в одной строке или графе таблицы с наименованием соответствующего показателя после обозначения его единицы физической величины, если они относятся ко всей строке или графе. При этом после наименования показателя перед ограничительными словами ставится запятая.
Обозначение единицы физической величины, общей для всех данных в строке, следует указывать после ее наименования в соответствии с ГОСТ 2.105-95.
Значение показателя, приведенное в виде текста, записывают на уровне первой строки наименования показателя, как указано требованиями ГОСТ 2.105-95.
Технологические документы, в которых изложен технологический процесс (маршрутные карты, операционные карты, карты эскизов и др) оформляют и комплектуют в «комплекте технологической документации» согласно стандартов единой системы технологической документации (ЕСТД).
В начальном этапе работы студента над ВКРБ рассматривается чертеж детали или другого объекта согласно заданию. При этом изучаются все данные на чертеже требования. Анализируя технические требования, заданные на чертеже изделия, студент должен обосновать правильность их указания и приводить предложения по их усовершенствованию. Только после этого студент по согласованию с руководителем ВКРБ разрабатывает новый чертеж изделия, по которому и выполняет свою работу, разрабатывая технологический процесс обработки (изготовления) в соответствии с окончательно принятыми (обоснованными) требованиями к изделию.
В процессе анализа технических требований студент проверяет размерные цепи. На одну линейную размерную цепь студент приводит подробный расчет в пояснительной записке. Схему такой размерной цепи изображают на чертеже изделия.
На основании обоснованных технических требований указанных на чертеже студент составляет технологический процесс обработки (изготовления) изделия.
Для проверки правильности составления технологического процесса, схем базирования, назначения технических требований предъявляемых к заготовке, а также определения межоперационных размеров, разрабатывают размерную схему технологического процесса.
Завершив построение размерной схемы разрабатывают (строят) граф технологических размерных цепей.
граф технологических размерных цепей также изображают на листе чертежа изделия.
Линейную размерную цепь и граф изображают в любом масштабе (удобочитаемом) на свободном поле чертежа, справа или внизу от изображения изделия, с учетом месторасположения технических требований (над основной надписью) согласно ЕСКД.
Размерная схема технологического процесса разрабатывается самостоятельным документом на формате А1 по ГОСТ 2.301-68. С согласованием руководителя ВКРБ допускается использовать другой формат.
5 ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ (РАЗРАБОТКИ) ИЗДЕЛИЙ
Разработку любых изделий выполняют графически и текстовым обоснованием одновременно.
Проектирование любых изделий (машин, агрегатов, приспособлений и др.) – процесс творческий. Используя имеющиеся знания, разработчик должен выбрать из многих возможных решений одно, наилучшее. При этом ему приходится принимать ряд противоречивых технологических и эксплуатационных требований, предъявляемых к разрабатываемой конструкции. Нередко правильное решение может быть принято только после проведения сравнительных технико-экономических расчетов по различным конструктивным вариантам.
Целью конструирования является создание изделий в полной мере отвечающих эксплуатационным требованиям и наиболее экономичных в изготовлении.
Для решения этих задач рекомендуется:
- обосновать применение каждого механизма, каждой детали механизма, каждого элемента детали;
- обеспечивать удобства сборки, разборки и регулировки;
- исключать по возможности подбор и пригонку деталей, а также операции выверки и регулировки деталей и узлов при сборке;
- добиваться экономного расходования материалов и обеспечивать высокую прочность деталей способами, не требующими увеличения массы (придание деталям рациональных форм с наилучшим использованием материала, применение материалов повышенной прочности, введение упрочняющей обработки);
- обеспечивать соответствие конструктивных форм деталей изделия условиям технологии получения заготовок и технологии механической обработки;
- упрощать уход за изделием, сокращать объем операций обслуживания, устранять периодические регулировки;
- предупреждать возможность перегрузки изделий в эксплуатации, вводить предохранительные и предельные устройства;
-предусматривать надежную автоматическую смазку трущихся поверхностей, избегать по возможности применения периодической смазки;
- не выполнять трущиеся поверхности непосредственно на корпусных деталях;
- избегать открытых механизмов и передач, предотвращать проникновение грязи, пыли и влаги на трущиеся поверхности;
- предупреждать коррозию деталей, работающих в соприкосновении с химически активными средами;
- обеспечивать надежную страховку резьбовых соединений от самоотвинчивания;
- устранять возможность поломок и аварий в результате неумелого или небрежного обращения, вводить блокировки, автоматизировать и упрощать управление;
- максимально использовать унифицированные и стандартизованные детали и узлы;
- не применять оригинальных деталей там, где можно использовать стандартные, унифицированные и заимствованные узлы и детали;
- придавать конструкции изделия простые и гладкие внешние формы, облегчающие содержание изделия в чистоте;
- сосредоточивать органы управления и контроля по возможности в одном месте;
- предусматривать удобную очистку поверхностей от грязи и стружки, использовать очистку струей сжатого воздуха, охлаждающей жидкости или путем отсоса специальным устройством;
- обеспечивать удобную загрузку и выгрузку обрабатываемых деталей в рабочую зону, предусматривать применение выталкивающих устройств для выгрузки деталей;
- тщательно изучать опыт эксплуатации аналогичных изделий, оперативно исправлять дефекты, обнаруженные в процессе эксплуатации;
- в случае осуществления модернизации изделий, как можно полнее обосновать отличие новой конструкции.
Для того, чтобы избежать ошибок или уменьшить их количество, разработчик должен иметь достаточный фонд справочной и специальной литературы, использовать конструктивные материалы, ранее отработанные, обязательно изучить отечественные и зарубежные патентные источники; быть в курсе поисковых и исследовательских работ, изучать опыт разных профилей машиностроения.
Значительное место в работе разработчика занимает компоновка конструкции.
Основной ошибкой разработчика, особенно начинающего (студента) является стремление скомпоновать все элементы конструкции одновременно.
В процессе компоновки необходимо производить ориентировочные и приближенные, затем некоторые уточненные расчеты.
При компоновке должны быть учтены все условия, определяющие работоспособность конструкции изделия, решены вопросы сборки-разборки, предусмотрены условия удобного обслуживания и т.д.
Часто в процессе проектирования обнаруживаются незамеченные в первоначальных вариантах недостатки, для устранения которых приходится возвращаться к ранее существовавшим вариантам или разрабатывать новые. Поэтому очень важна подготовительная работа и последовательность выполнения компоновки. Компоновку следует начинать с решения главных вопросов конструкции - схем и определения наиболее целесообразного взаимного расположения деталей. Причем предлагать не один вариант, а больше, анализировать их и выбрать наиболее оптимальный.
Разработку начинают с места основного назначения изделия. Например, разработку токарного станка начинают с местоположения заготовок, определяя конструкцию патрона и его привода, необходимость задней бабки и местоположения направляющих и резцедержателя. Конструкция станины выявляется последней после разработки всех частей станка выполняющих основные функции.
Если разрабатывается аналогичное приспособление, компоновка начинается с местоположения заготовки на опоры, затем зажимные устройства, настроечные элементы и др. Последним разрабатывается конструкция корпуса.
Во всех случаях за главный вид на чертеже принимается вид изделия представленный перед работающим, с учетом требований безопасности, чтобы обрабатывающий инструмент не перемещался на работающем или от него. При перемещении вертикально на стол или планшайбу станка необходимо обеспечить ограничение инструмента в направлении стола.
При разработке каждая из составляющих частей изделия параллельно обосновывается текстовыми объяснениями и соответствующими расчетами.
В ВКРБ необходимо приводить обоснования расчетами точностными и прочностными, а также зажимных устройств. Обоснования должны быть изложены в соответствующих разделах пояснительной записки ВКРБ.
Последовательность конструирования или поэтапное выполнение компоновки конструкции изделия изложено в основах конструирования.
Поэтапная разработка компоновки приспособлений с объяснениями приведено в специальной и справочной литературе [2,20].
На основании выполненной компоновки и расчетному обоснованию разрабатывает документы графической части ВКРБ: чертежи общих видов, сборочные чертежи, рабочие чертежи деталей конструкции, схемы, графики и др.
Особое внимание при конструировании изделий уделяется технологичности конструкции, и ее составных частей.
В разделе 6 приведены основные требования к технологичности изделий.
6 ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ
6.1 Общие положения
Конструкция любого механизма должна обеспечивать меньшие затраты средств и времени при изготовлении в конкретных производственных условиях. Это возможно при соблюдении целого ряда факторов, обуславливающих технологичность конструкции. Поэтому еще в процессе проектирования механизма, приспособления и их отдельных узлов и деталей работа разработчика конструкции тесно связана с технологией изготовления.
Технологичность всей конструкции в целом зависит от технологичности деталей (литых, получаемых ковкой, сваркой, подвергающихся механической и термической обработке), сборки, размерных цепей, допусков размеров и расположения, и шероховатости поверхностей.
Кроме того технологичность конструкции должна рассматриваться с точки зрения масштаба производства- в зависимости от имеющегося технологического оборудования и производственных возможностей.
Как и все другие изделия (механизмы, машины, приборы и др.) детали, сборочные единицы и приспособления в целом должны быть технологичными.
Под технологичностью понимают соответствие конструкции требованиям минимальной трудоемкости и материалоемкости.
Согласно ГОСТ 14.202-73 основными показателями технологичности конструкции изделия являются: трудоемкость ее изготовления – Ти, технологическая себестоимость Ст, а также дополнительные показатели: удельная материалоемкость Ку.м., коэффициенты использования материала Ки.м, унификации конструктивных элементов Ку.э., точности обработки Кт.ч., шероховатости поверхности Кш, применения типовых технологических процессов Кт.п. и др. Кроме того, конструктивные формы изделия должны иметь удобные базы для установки заготовки в процессе обработки, позволяющие применять высокопроизводительные технологические методы обработки и инструменты.
Изделия должны быть сконструированы так, чтобы протяженность обрабатываемых поверхностей была минимальна, имелся удобный подход инструмента к поверхностям, подлежащим обработке с минимальными путями врезания. Отверстия необходимо предусматривать сквозными, так как обрабатывать их на проходе проще, чем глухие отверстия. Межосевые расстояния (координаты расположения) отверстий назначают с учетом возможности использования многошпиндельных сверлильных головок или других стандартных методов изготовления и контроля. Ступенчатые отверстия должны иметь последовательно уменьшающиеся диаметры ступеней.
Резьбы в отверстиях должны быть стандартными, поверхности бобышек и платиков необходимо располагать в одной плоскости. Ширину обрабатываемых поверхностей нужно назначать исходя из нормального ряда торцовых и цилиндрических фрез, и предусматривать обработку на проход. Пазы и гнезда должны позволять обработку на проход дисковыми фрезами. Диаметры отверстий должны назначаться с учетом размеров стандартного режущего инструмента.
Конструкция деталей сложной конфигурации с большим числом поверхностей, подлежащих обработке и отличающихся высокими требованиями к точности и параметрам шероховатости, может являться технологичной для станков с ЧПУ.
Для изделий в т.ч. приспособлений, которые относятся к мелкосерийному или единичному производству, с точки зрения подготовки управляющей программы (ПУ) наиболее технологичными являются детали, обрабатываемые поверхности которых образованы прямыми линиями и дугами окружностей. Технологичны детали, конструкция которых позволяет обрабатывать поверхности с одной установки одним инструментом без использования сложных приспособлений и поворотных устройств. Технологичны также детали симметричной формы, конструкция которых обеспечивает возможность обработки с применением одного комплекта инструмента с одной установки в поворотном устройстве по одной УП. Менее технологичны детали несимметричной формы, обрабатываемые с двух или трех сторон.
Необходимо унифицировать размеры конструктивных элементов деталей в соответствии с размерами стандартного инструмента. Например, нетехнологично устанавливать различные радиусы скруглений элементов деталей. Следует принимать один размер указанного радиуса. Кроме того размеры на чертежах нужно задавать в прямоугольной системе координат.
Дополнительные требования к технологичности конструкций определяет применение элементов используемых при автоматизации и механизации установки детали-заготовки на станок. Детали должны иметь однородные по форме и расположению поверхности для базирования и захвата, а также иметь признаки ориентации при их перемещении до установки и после их снятия.
Рекомендуются следующие геометрические параметры деталей: диски (фланцы, кольца, заготовки зубчатых колес) с ≤1; гильзы, втулки простой формы с 1<> 4; планки, крышки с ≥ 1; ≤2; корпуса простой формы с L≥H≥D, где D – диаметр, L – длина, В-ширина, Н – высота детали.
В конструкциях приспособлений разработчик должен стараться использовать как можно больше деталей и сборочные единицы (узлы) стандартные и унифицированные в машиностроении.
В унифицированных и стандартных изделиях предусмотрены требования к технологичности.
В случаях, где появляется необходимость в использовании специальной (оригинальной) конструкции, следует учитывать требования к технологичности.
Наиболее сложны по конструкции и часто специфичных форм являются корпуса приспособлений или других изделий.
В зависимости от принятого способа изготовления корпуса деталей выявляются требования к технологичности их конструкции.
От технологичности конструкции корпуса будет зависеть трудоемкость и материалоемкость его и изделия в целом.
Ниже приведены требования к технологичности конструкций различных деталей и их сборке в зависимости от принятого способа их изготовления.
6.2 Технологичность литых деталей
Корпусные литые детали обычно имеют довольно сложную форму, металлоемки, и поэтому во многих случаев их получают методом литья из наиболее дешевых материалов, за исключением изделий с повышенными требованиями к их надежности. Для литья этих деталей широко используется чугун, реже сталь.
При конструировании литой детали стенки в любом ее месте следует выполнять одинаковой толщины, которая обычно определяется из условий хорошего заполнения формы жидким металлом. Места детали, от которых требуется наибольшая прочность или жесткость, необходимо усиливать ребрами.
Для деталей из серого чугуна и углеродистых сталей, отливаемых в песчаные формы, толщину стенок рекомендуется выбирать согласно табл. 6.1 для деталей из модифицированного чугуна принимать на 15-20% больше, чем для деталей из серого чугуна; для деталей из легированных сталей пониженной жидкотекучести – 20-30% больше, чем однотипных деталей из углеродистых сталей.
Для получения высококачественных отливок необходимо избегать нежелательных скоплений металла в местах пересечения стенок. С этой целью при конструировании отливок отношение толщины стенок при переходе от одного сечения к другому следует принимать не больше 4:1, а формы перехода – как рекомендуется в табл. 6.2
Таблица 6.1
Толщины стенок литых деталей
|
Приведенный габарит детали N в м |
Детали из серого чугуна |
Детали из углеродистой стали |
||
|
Толщина стенки в мм |
||||
|
наружная |
внутренняя |
наружная |
внутренняя |
|
|
0,4 |
6 |
5 |
8 |
6 |
|
0,15 |
8 |
6 |
10 |
8 |
|
1,0 |
10 |
8 |
12 |
10 |
|
1,5 |
12 |
10 |
14 |
12 |
|
1,8 |
14 |
12 |
16 |
12 |
|
2,0 |
16 |
12 |
18 |
14 |
|
2,5 |
18 |
14 |
20 |
16 |
|
3,0 |
20 |
16 |
22 |
18 |
N = , где l, b, h – длина, ширина и высота детали в м.
Конфигурация литой детали должна быть такой, чтобы жидкий металл во время заливки полностью вытеснял воздух из всех полостей формы. В связи с этим небольшие поверхности не желательно располагать во время заливки горизонтально, так как в них образуются газовые раковины. Во избежание такого явления поверхности устанавливаются наклонно.
При конструировании литой детали необходимо учитывать формовочные уклоны, облегчающие выемку модели из формы. Неучтенные формовочные уклоны могут не только исказить форму необрабатываемых поверхностей детали, но и явиться причиной ее брака.
Формовочные уклоны обычно задаются в направлении выемки модели из формы, т.е. на поверхностях, перпендикулярных линиям разъема.
При выборе плоскости разъема нужно руководствоваться следующими правилами:
а) наибольшая сторона детали при отливке должна располагаться горизонтально;
б) плоскость разъема должна быть параллельна стенкам, на которых находятся выступающие наружу приливы и бобышки;
в) наименее ответственные поверхности детали при заливке должны быть обращены кверху, где получается худшее качество металла.
Таблица 6.2
Форма угловых сопряжений литых деталей
Продолжение табл. 6.2
Значения минимально допускаемых формовочных уклонов приведены в табл.6.3. Обычно эти уклоны оговариваются в технических условиях на изготовление детали.
Часто на литой детали необходимо предусмотреть опорные платики для крепления других деталей. При отливке эти платики могут быть смещены, поэтому размеры их сторон следует делать на 3-5 мм больше, чем опорные поверхности прикрепляемых деталей.
Нужно по возможности избегать выступающих частей на наружных и внутренних стенках литой детали. Однако в случае необходимости их целесообразно конструировать без отъемных частей на моделях и стержнях. Отсутствие теневых участков при воображаемом освещении детали параллельными лучами в направлении, перпендикулярном плоскости разъема формы как указано на рисунке 6.1 свидетельствует о правильности конструкции детали.
Таблица 6.3
Минимально допускаемые формовочные уклоны
|
Высота h |
Отношение α /h |
Угол βº |
|
До 25 Св. 25 до 50 ≥ 50 ≥ 100 ≥ 100 ≥ 200 ≥ 200 ≥ 500 ≥ 500 |
1:10 1:12 1:15 1:20 1:30 1:50 |
6 5 4 3 2 1 |
Так как внутренние полости литых деталей получаются с применением стержней, то при конструировании детали необходимо предусматривать «окна» для крепления стержня в форме. Желательно все внутренние полости соединять в общую систему с помощью «окон» в промежуточных стенках.
При конструировании литых деталей нужно четко различать обрабатываемые и необрабатываемые поверхности. Наиболее частой ошибкой начинающих конструкторов является плавное сопряжение этих поверхностей. Первые должны выполняться в виде
платиков высотой в пределах 3-5 мм Рисунок 6.1 Конструкция отливок:
а – правильная без теневых участков;
б – неправильная, предусматривающая отъемные части модели или дополнительные стержни
6.3 Технологичность деталей, получаемых ковкой
Большинство деталей станочных приспособлений получается свободной ковкой или ковкой в подкладных штампах.
Чертеж поковки разрабатывается обычно по чертежу детали. Однако он более прост, чем чертеж детали. В связи с этим для сокращения расхода металла и снижения трудоемкости механической обработки по возможности следует задавать детали конфигурацию и формы поверхностей, близкие к получаемым свободной ковкой.
6.4 Технологичность деталей, получаемых сваркой
Применение сварки при изготовлении станочных приспособлений позволяет ускорить, а подчас и удешевить процесс производства деталей. Перспективным является и сварно-литой способ получения конструкций.
Для изготовления деталей станочных приспособлений наиболее широко применяется ручная дуговая, контактная точечная и газовая сварка.
Технологичность деталей, получаемых сваркой, достигается путем обеспечения свариваемости.
Свариваемость деталей зависит от совокупности их свойств и особенностей технологии сварки.
К сталям, обладающим хорошей свариваемостью, т.е. не требующим особых технологических приемов, относятся: Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, 08, 10, 15, 20, 25, 15Г, 20Г.
К сталям, обладающим удовлетворительной свариваемостью, т.е. свариваемым при соблюдении специального режима сварки с применением специальных присадок, относятся: Ст4, Ст5, 30, 30Г, 15Х, 20ХГС, 20ХМ.
К сталям, обладающим ограниченной свариваемостью, т.е. свариваемым определенным способом с применением специальных флюсов и обмазок, подогрева, относятся: Ст6, 35, 40, 40Г, 45, 35Г2, 20Х, 40Х, 30ХФ, 30ХМА, 30ХГС, 30ХН, 12ХНЗ.
К сталям, обладающим плохой свариваемостью относятся: Ст7, 50, 65, 50Г, 65Г, 45Г2, 35ХМ, 35ХС, 38ХМЮА, 40ХН.
В зависимости от вида соединения и шва в свариваемых деталях должна
быть выполнена предварительная разделка кромок в соответствии с ГОСТ 5264-58.
6.5 Технологичность деталей, подвергающихся механической обработке
При конструировании деталей необходимо прежде всего знать, какими методами механической обработки и на каком оборудовании будет изготовлена деталь.
Таблица 6.4
Обеспечение технологичности деталей, подвергающихся механической обработке
Продолжение таблицы 6.4
В таблице 6.4 даны рекомендации по обеспечению технологичности деталей, подвергающихся механической обработке.
Кроме того, следует учесть ряд стандартов, регламентирующих исполнение отдельных элементов деталей:
а) выход резьбы, сбеги, недорезы, проточки и фаски (по ГОСТ 10519-63);
б) канавки для выхода долбяков (по ГОСТ 14775-69);
в) канавки для выхода шлифовального круга при плоском шлифовании (по ГОСТ 8820-69);
г) канавки для выхода шлифовального круга при круглом шлифовании (по ГОСТ 8820-69);
д) внутренние конусы (гнезда) (по ГОСТ 2847-67);
е) центровые отверстия (по ГОСТ 14034-68);
ж) размеры ключа и под ключ (по ГОСТ 6424-73);
з) места под гаечные ключи (по ГОСТ 13682-68);
и) пазы Т-образные (по ГОСТ 1574-71);
к) заплечики вала и корпуса подшипников качения (по МН 389-65).
Нужно также использовать стандарты предприятия или имеющиеся в литературе рекомендации при конструировании таких элементов, как:
а) радиусы закруглений и фаски;
б) входные фаски для деталей с неподвижными посадками;
в) радиусы скруглений сопряженных валов и втулок;
г) галтели вала и корпуса под шарико-и- роликоподшипники;
д) канавки для посадки подшипников качения;
е) канавки для выхода червячных фрез;
ж) отверстия под установочные винты;
з) места под шестигранные головки болтов и шестигранные гайки;
и) места под шайбы плоские, пружинные, стопорные;
к) места под головки винтов и под стопорные шайбы с зубьями под винты с потайной и полупотайной головкой.
6.6 Технологичность деталей, подвергающихся, термической обработке
В процессе термической обработки с материалом детали происходят Различные структурные превращения, которые приводят к возникновению внутренних напряжений и деформаций в детали. Иногда внутренние напряжения могут быть так велики, что являются причиной ее преждевременной поломки.
При выборе марки стали и назначении твердости, следует иметь в виду, что чем выше назначаемая твердость, тем вероятнее появление трещин вследствие остаточных напряжений. Сложные детали, не допускающие значительных деформаций (шестерни, шлицевые валы), изготавливаются из сталей, обеспечивающих необходимые механические свойства при закалке в масле (40Х, 65Г). Должна также предусматриваться закалка в масле деталей сложной конфигурации с переменными сечениями, с острыми углами, пазами, резкими переходами.
Для получения твердых износостойких поверхностей рекомендуется применять малоуглеродистые стали с последующей цементацией и закалкой, для ответственных деталей – стали 20Х и 18ХГМ, которые после цементации закаливаются в масле; для менее ответственных деталей – стали 20 с закалкой в воде после цементации.
В таблице 6.5 даны рекомендации по обеспечению технологичности деталей, подвергающихся термической обработке.
Таблица 6.5
Обеспечение технологичности деталей, подвергающихся термической обработке
Продолжение таблицы 6. 5
6.7 Технологичность сборки
Для обеспечения технологичности сборки станочного приспособления в целом следует обеспечить выполнение следующих условий:
а) приспособление должно состоять из отдельных технологических узлов;
б) количество технологических узлов должно быть небольшим;
в) технологический узел не должен содержать большое количество сборочных элементов и деталей, так как это усложняет сборку;
г) узлы не должны требовать даже частичной разборки при сборке всего приспособления;
д) следует предусматривать специальные элементы для транспортировки узлов и всего приспособления (рым-болты, отверстия, приливы и т.д.);
е) необходимо по возможности уменьшать количество доделочных операций в процессе общей сборки.
Требования, предъявляемые в связи со сборкой к конструктивному выполнению деталей, в полном объеме должны выявляться в каждом конкретном случае на основе анализа собираемости узлов и всего приспособления в целом.
В таблице 6.6 даны рекомендации по обеспечению технологичности деталей и узлов, связанных со сборкой
Таблица 6.6
Обеспечение технологичности деталей и узлов, подвергающихся сборке
Продолжение таблицы 6.6
7. РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ
Обеспечение высокого качества и надежности современных технических устройств невозможно без расчетного обоснования точности проектируемого объекта, точности изготовления и сборки, входящих в него сборочных единиц (узлов) и деталей.
К каждой машине, ее сборочным единицам (узлам) и деталям предъявляются конструктивные и эксплутационные требования, обеспечение которых связаны с точностными расчетами.
Одним из средств, достижения требуемого уровня точности производства изделий машиностроения, является осуществление расчета и анализа размерных цепей. Выполнение размерных расчетов при проектировании изделий машиностроения необходимо для достижения высокой точности сопряжений, осуществления их точного регулирования и наладки.
Вопросы различных расчетов нельзя отделять от вопросов стоимости. В связи с этим большое значение приобретает применение вероятностных методов размерных расчетов, использование компенсаторов погрешностей размеров, что позволяет расширить допуски на обработку деталей машины и тем самым удешевить ее изготовление.
При проектировании технологических процессов возникают задачи расчета операционных допусков и размеров, а также припусков на обработку заготовок. В случаях невозможности совмещения технологических, конструкторских и измерительных баз и необходимости смены баз разработчик вынужден устанавливать «технологические» операционные размеры и производить перерасчет допусков, обычно сопровождающийся их ужесточением. Все эти задачи решаются на основе расчета соответствующих технологических размерных цепей.
На основании вышеизложенного и получении студентами соответствующих знаний в ВКРБ рассматривается блок расчета размерных цепей описываемый в пояснительной записке и графически изображенные:
на чертеже детали, по которой разработан технологический процесс - одну линейную размерную цепь;
на чертеже сборочном для изделий вновь разработанных или для изделий, для которых разработан технологический процесс сборки или для изделия, принятого объектом исследования – одну линейную цепь сборки;
для разработанного технологического процесса в ВКРБ любого направления разрабатывается «размерная схема технологического процесса» для наиболее загруженной операции в графе «уравнение размерных цепей» приводится расчет припусков и их предельные отклонения, а также величину суммарного допуска;
после построения размерной схемы разрабатывается граф технологических размерных цепей.
Текстовое обоснование обеспечения качества изделия и соответствующие расчеты, связанные с этим приводится в пояснительной записке ВКРБ.
Библиографический список
1. Антонюк В.Е. В помощь молодому конструктору станочных приспособлений. Издательство ” Бекларусь“, Минск,1975
2. Белоусов А.П. Проектирование станочных приспособлений . Учебное пособие. М, Высшая школа, 1980.
3. Государственный стандарт высшего профессионального образования МО Российской Федерации № 325 тех/бак.
4. Государственный стандарт высшего профессионального образования МО Российской Федерации № 256 тех/бак.
5. ГОСТ 2.102-68 ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов
6. ГОСТ 2.104-95 ЕСКД. Основные надписи.
7. ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.
8. ГОСТ 2.106-96 ЕСКД. Текстовые документы.
9. ГОСТ 2.108-68 ЕСКД. Спецификация.
10. ГОСТ 2.109-68 ЕСКД. Основные требования к чертежам
11. ГОСТ 2.119-73 ЕСКД. Эскизный проект.
12. ГОСТ 2.120-73 ЕСКД. Технический проект.
13. ГОСТ 2.301-68 ЕСКД. Форматы.
14. ГОСТ 2.302-68 ЕСКД. Масштабы.
15 ГОСТ 2.316-68 ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц
16. ГОСТ 2.701-84
17. ГОСТ 2.704-76, ГОСТ 2.708-95, ГОСТ 2.721-74, ГОСТ 2.722-68,
ГОСТ 2.747-68, ГОСТ 2.755-87, ГОСТ 2.770-68, ГОСТ 2.780-68 Правила выполнения пневматических, гидравлических, электрических и кинематических схем\
18. ГОСТ 14.202-73.
19. Маталин А.А. Технология машиностроения. Л, Машиностроение, 1984.
20. Станочные приспособления. Справочник, том2, под редакцией Вардашкина Б.Н. и Данилевского В.В. Москва, Машиностроение,1984.
Выпускная квалификационная работа бакалавра
Методическое пособие к выполнению выпускной квалификационной работы бакалавра по направлениям: 150400 (551800) «Технологические машины и оборудование » и 150900 (552900) «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств»
Доцент Звонкий Виталий Георгиевич
Ст. преподаватель Богатая Татьяна Харлампиевна
Ст. преподаватель Мельниченко Дмитрий Никифорович
Ст. преподаватель Савина Надежда Артемовна