МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УТВЕРЖДАЮ Директор ИнЭО ______________ С.И. Качин

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
УТВЕРЖДАЮ
Директор ИнЭО
______________ С.И. Качин
«____» ____________ 2014 г
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Методические указания и индивидуальные задания
для студентов ИнЭО, обучающихся по направлению
150700 «Машиностроение»
Составитель Е.П. Михаевич
Семестр
Кредиты
Лекции, часов
Лабораторные работы, часов
Практические занятия, часов
Индивидуальные задания
Самостоятельная работа, часов
Формы контроля
6
2
7
6
8
4
4
№1
137
зачет
Издательство
Томского политехнического университета
2014
УДК 621.002 (075.8)
Основы технологии машиностроения: метод. указ. и индивид. задания для студентов ИнЭО, обучающихся по направлению 150700 «Машиностроение» / сост. Е.П. Михаевич; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета,
2014. – 32 с.
Методические указания и индивидуальные задания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром
кафедры
ТАМП
«___»
____________
2014
года,
протокол № ____.
Зав. кафедрой ТАМП,
доцент, канд. техн. наук _______________________А.Ю. Арляпов
Аннотация
Методические
указания
и
индивидуальные
задания
по дисциплине «Основы технологии машиностроения» предназначены для студентов ИнЭО, обучающихся по направлению 150700
«Машиностроение». Данная дисциплина изучается в одном семестре.
Приведено содержание теоретической части дисциплины, темы практических и лабораторных занятий. Приведены варианты
индивидуального домашнего задания, вопросы для самоконтроля
и образцы зачетных билетов. Приведен список рекомендуемой литературы по дисциплине.
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ
ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ................................................ 4
2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ ........................ 5
3. СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ ........................ 20
3.1. Тематика практических занятий .......................................................................... 20
3.2. Перечень лабораторных работ ............................................................................. 20
4. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ.................................................... 21
4.1. Общие методические указания ............................................................................ 21
4.2. Варианты ИДЗ ....................................................................................................... 22
5. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОНТРОЛЬ ............................................................................ 29
5.1. Общие требования ................................................................................................. 29
5.2. Пример билетов для студентов,
изучающих дисциплину по классической заочной форме ................................ 29
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ .......................... 30
6.1. Литература обязательная ...................................................................................... 30
6.2. Литература дополнительная ................................................................................. 30
3
1. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ
ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
Дисциплина «Основы технологии машиностроения» входит
в базовую часть профессионального цикла дисциплин. При изучении
дисциплины студенты знакомятся с исторической информацией, основными принципами организации машиностроительного производства
и проектирования технологических процессов изготовления деталей
и сборки машин; методологией технологических исследований.
Пререквизитами данной дисциплины являются: «Технология конструкционных материалов», «Теоретическая механика», «Метрология,
стандартизация и сертификация», «Сопротивление материалов», «Теория машин и механизмов».
Корреквизитами являются дисциплины: «Материаловедение», «Детали машин и основы проектирования», «Учебно-исследовательская работа студентов».
Для успешного освоения дисциплины студент:
должен знать: виды изделий машиностроения; правила оформления производственных рабочих чертежей (деталей, сборочных единиц
(узлов,
машин),
их
создания
на
компьютерной
технике
с использованием графических программ Автокад, Компас и др.; конструкционные материалы, их классификацию, обозначения, основы механической обработки заготовок деталей; методы и сущность термической обработки; механические прочностные характеристики материалов; расчетные схемы типовых элементов деталей и конструкций машин; основы экономики и организации машиностроительных производств, организации и проведения технологического эксперимента.
должен иметь навыки: работы на технологическом оборудовании
(станках); оформления письменных работ (заданий, отчетов, рефератов,
курсовых работ) на компьютере, используя текстовый редактор Microsoft Word, Excel, Graph, операционной системы Windows, программы
Автокад, Компас и др.; поиска информации в Интернете; пользования
электронной библиотекой университета; работы с использованием
принтера, сканера.
4
2. СОДЕРЖАНИЕ
ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
Тема 1. Введение
Технология машиностроения как отрасль науки и основные этапы
ее развития. Задачи технологии машиностроения как отражение социальных и экономических проблем нашего общества и государства. Содержание дисциплины «Основы технологии машиностроения», диктуемое
современными
задачами
подготовки
специалистовмашиностроителей-бакалавров.
Рекомендуемая литература: [1, с.2–23], [2, с. 3–25], [3–6].
Методические указания
Необходимо усвоить задачи и возможности машиностроения как
ведущей отрасли народного хозяйства индустриально развитого государства, этапы мирового и отечественного развития машиностроения.
Тема 2. Основные положения, термины, определения
Конструкция машины как сложная система двух видов связей:
свойств материалов и размерных.
Производственный процесс изготовления машин как очень сложная система пяти видов связей: свойств материалов, размерных, информационных, временных, экономических. Роль каждого вида связей в
производственном
процессе.
Вероятностные
свойства
связей
в производственном процессе.
Роль опыта и интуиции в построении и управлении производственным процессом. Переход от опыта и интуиции к методу.
Понятие о машине и ее служебном назначении. Качество
и экономичность машин, их показатели.
Процесс. Его свойства и характеристики состояния.
Понятие о точности. Качество и точность деталей машин.
Производственный и технологический процессы изготовления машины.
Производительность машины (станка), труда рабочего, производственного процесса, труда работающих, общественного труда.
Себестоимость изготовления машины и ее составных частей.
Рекомендуемая литература: [1–6].
Методические указания
Необходимо усвоить основные положения, термины и определения, используемые специалистами в области технологии машиностроительного производства: изделие; машина как система связей; производ5
ственный и технологический процесс, их структура; качество машины и
её себестоимость изготовления.
Тема 3. Технологичность конструкций
Общие
сведения.
Отработка
конструкции
изделия
на технологичность. Показатели технологичности и их определение.
Рекомендуемая литература: [1–6].
Методические указания
Усвоить понятие и сущность технологичности машин в зависимости от типа производства. Виды технологичности. Технологичность
конструкции деталей, сборочных единиц, машин. Показатели технологичности и их определение.
Тема 4. Связи в машине и производственном
процессе ее изготовления
Определение понятия «связь».
Аналитическое выражение связей. Смысл и направление решения
управления связи в проектных (прямых) задачах. Смысл обратной задачи.
Ограничение отклонений значений показателей связей допусками.
Происхождение допуска, ограничивающего отклонение функции.
Переход от допуска функции к допускам аргументов.
Преобразование связей в машине и производственном процессе ее
изготовления. Пересечение связей.
Цель процесса создания машины построение и осуществление двух
систем связей. Соподчиненность и согласованность этих систем. Получение системы связей, составляющих конструкцию машины, через связи в производственном процессе.
Рекомендуемая литература: [1, с. 67–69], [2–4], [5, с. 127–146], [6,
с. 97–109].
Методические указания
Усвоить понятие «связь» в процессе изготовления изделия, преобразование связей в машине и производственном процессе и их взаимосвязь. Необходимо знать сущность цели процесса создания машины,
а также построение и осуществление двух систем связей. Знать процесс
получения системы связей, составляющих конструкцию машины, через
связи в производственном процессе.
Тема 5. Основы базирования
Положения теоретической механики, составляющие основу теории
6
базирования.
Понятия «базирование», «база», «опорная точка», «комплект баз»,
«закрепление, установка». Роль закрепления. Комплект баз как координатная система.
Три типовых схемы базирования. Классификация баз.
Рекомендации по разработке или выявлению схемы базирования детали.
Рекомендуемая литература: [1, с 127–141], [2–5], [6, с. 49–67].
Методические указания
Уяснить понятие базирования материального дела в пространстве
и деталей в машине; деталей при механической обработке; схемы базирования, классификацию баз, определение погрешности базирования заготовок при обработке.
Тема 6. Теория размерных цепей
Основные понятия и их определения. Классификация размерных
цепей. Методика выявления конструкторских, технологических
и измерительных размерных цепей.
Уравнение размерной цепи как частный случай аналитического
отображения связи. Погрешность замыкающего звена.
Методы достижения требуемой точности замыкающего звена.
Методика расчета допусков.
Построение
системы
связей
свойств
и размерных в процессе проектирования машины
материалов
Формулирование служебного назначения машины с учетом,
свойств процесса, для выполнения которого создается машина. Источники уточнений служебного назначения машины. Смысл задачи, которая должна быть решена в процессе конструирования машины.
Выбор видов связей и формы исполнительных поверхностей машины, при помощи которых ей надлежит выполнять предписанный
процесс. Переход в номиналах и допусках от показателей служебного
назначения машины к показателям связей ее исполнительных поверхностей. Преобразование связей исполнительных поверхностей машины в
размерные связи свойств материалов.
Этапы конструирования машины и формулирование служебного
назначения ее деталей.
Разработка размерных связей в машине. Обеспечение требуемой
точности размерных связей исполнительных поверхностей машины.
7
Реализация размерных связей в машине в процессе ее сборки
Конструкторские размерные цепи и технологические размерные
цепи, возникающие в процессе сборки машины.
Причины возникновения отклонений в размерных связях при осуществлении процесса сборки машины: проявление количественной связи погрешностей формы, относительного поворота и расстояния поверхностей деталей при их монтаже в машине; деформации стыков
и самих деталей при закреплении и под нагрузкой; погрешности измерения. Другие причины погрешностей сборочных процессов. Пути
уменьшения погрешностей в процессе сборки машины.
Подход к выбору метода и средств оценки показателей геометрической точности машин.
Формирование требуемых свойств материала и размерных связей
детали в процессе ее изготовления.
Рекомендуемая литература: [1, с. 127–165], [2–4], [5, с. 97–129],
[6, с. 54–79].
Методические указания
Усвоить понятия размерных цепей, их разновидности в процессе
производства машин, классификацию размерных цепей их виды и методы аналитического решения. Усвоить методы достижения точности замыкающих звеньев и назначения допусков на составляющие звенья
размерных цепей. Необходимо усвоить методику построения технологических размерных цепей и их решение; способы выявления, построения размерных цепей; способы обеспечения точности машин, деталей
с использованием теории размерных цепей.
Тема 7. Заготовки, припуски, качество деталей
Достижение требуемых свойств материала детали
Определение нормы расчета материала на единицу продукции
и основные предпосылки для назначения вида заготовки. Получение заготовок из проката, методом ковки и штамповки, методом литья
и комбинированным методом, а также из металлокерамики, пластических масс и других неметаллических материалов. Конструирование заготовок. Припуски и напуски. Качество поверхностей заготовок и деталей машин.
Показатели свойств материала детали, определяемые ее служебным
назначением.
Изменения свойств материала заготовки в технологическом процессе изготовления детали в результате силовых, тепловых, химических
и других видов воздействий.
8
Предъявление требований к качеству материала заготовки, Обеспечение требуемых свойств материала детали в процессе ее изготовления.
Достижение требуемой точности формы, размеров и
относительного положения поверхностей детали в процессе ее
изготовления
Размерные связи в изготовленной детали как отражение размерных
связей технологического процесса ее изготовления.
Три этапа выполнения операции. Роль каждого из этапов
в возникновении погрешностей формы, размеров и относительного положения поверхностей детали.
Размерные связи, возникающие на этапе установки заготовки.
Сущность и причины возникновения погрешности установки заготовки.
Пути ее уменьшения. Размерные связи, возникающие в процессе
настройки технологической системы.
Цель, сущность и способы настройки технологической системы.
Поднастройка технологической системы. Пути повышения точности
настройки и поднастройки технологической системы.
Факторы, действующие в процессе обработки заготовки
и влияющие на точность детали: неравномерность припуска и твердости
материала заготовки; жесткость технологической системы; вибрации;
размерный износ режущего инструмента и затупление; тепловые деформации элементов технологической системы и заготовки.
Роль состояния оборудования и окружающей среды, квалификации
рабочего. Управление процессом достижения требуемой точности детали на этапах установки заготовки, настройки и поднастройки технологической системы при ее обработке.
Рекомендуемая литература: [1, с. 155–173], [2–4], [5,6, с. 87–125].
Методические указания
Необходимо уяснить возможные виды заготовок деталей, их сравнительную характеристику. Освоить методику определения припусков,
напусков, допусков заготовок деталей машин. Освоить методы определения исходных, промежуточных размеров заготовок и требования к их
конструкции, оформления чертежа. Оценить факторы (производственные причины), влияющие на качество обработки заготовок, их поверхностей. Уяснить параметры геометрические и физико-механические,
характеризующие поверхностный слой заготовок. Усвоить связь точностей и параметров качества поверхностей заготовки. Освоить действующие методы и способы управления оборудованием для достижения
требуемой точности изготовления детали.
9
Тема 8. Разработка технологического процесса
изготовления изделия
Технико-экономические принципы проектирования и основные
случаи технологических разработок.
Информационное обеспечение производственного процесса
Понятие об информации. Особенности и свойства технологической
информации. Назначение и роль информации в производственном процессе изготовления машины.
Понятие об информационной связи. Ее реализация.
Информационный процесс на рабочем месте. Состав информационных задач, их возникновение, методы и средства решения в неавтоматизированном и автоматизированном производстве. Обоснование потоков информации в производственном процессе. Роль технологической
подготовки производства в создании информационного процесса. Состав информационных задач и их решение.
Цель управления ходом производственного процесса. Методы
управления. Управление производственным процессом по сложившейся
ситуации.
Обеспечение эффективности производственного процесса
Затраты времени на выполнение производственного процесса,
фонд времени и его расходование. Структура времени, затрачиваемого
на выполнение операции. Нормирование.
Отклонения в затратах времени от номинальных нормативов, Внецикловые потери фонда времени.
Временные связи в производственном процессе и задачи, зависящие от их структуры: обеспечение выполнения производственной программы выпуска изделий, необходимого уровня производительности
производственного процесса и загрузки оборудования; сокращение цикла изготовления изделий; обеспечение ритмичности работы производства. Пути и средства решения указанных задач.
Автоматизация производственных процессов. Трудосберегающая
технология.
Основы снижения себестоимости изделий
Себестоимость единицы продукции как показатель затрат двух видов труда в производственном процессе. Образование затрат
в производственном процессе и их суммирование.
Пути снижения себестоимости машины. Увеличение количества
производимых машин в единицу времени и по неизменяемым чертежам.
10
Унификация изделий. Сокращение расходов на материалы. Сокращение
расходов на заработную плату. Сокращение накладных расходов. Типизация технологических процессов. Повышение уровня технологичности
конструкции. Групповой метод производства.
Рекомендуемая литература: [1, с. 252–350], [2–4], [6, с. 150–375].
Методические указания
Уяснить принципы проектирования качественных технологических
процессов изготовления изделий – деталей машин. Влияние информационных источников на качество проектирования технологических
процессов. Исходные данные для проектирования. Виды, методы проектирования и документация на технологические процессы. Автоматизация проектирования и реализации технологических процессов.
Тема 9. Основы разработки технологического процесса
изготовления машины
Исходные данные. Последовательность разработки технологического процесса изготовления машины.
Разработка технологического процесса сборки машины
Изучение служебного назначения машины, рабочих чертежей
и норм точности. Критический анализ соответствия норм точности служебному назначению.
Изучение программы выпуска и выбор вида организации производственного процесса сборки машины.
Деление машины на сборочные единицы.
Выявление задач по достижению требуемой точности машины
и конструкторских размерных цепей, обеспечивающих их решение
в конструкции машины. Выбор методов и средств достижения точности
замыкающих звеньев. Выявление технологических размерных цепей
и их расчет. Разработка последовательности сборки машин. Построение
схемы сборки. Назначение переходов. Выбор средств облегчения труда.
Нормирование переходов. Объединение переходов в операции.
Построение циклограммы технологического процесса сборки машины.
Разработка технологического процесса изготовления детали
Изучение служебного назначения детали, рабочих чертежей и норм
точности. Качественный и количественный анализ соответствия норм
точности служебному назначению детали.
Изучение программы выпуска и выбор вида организации производственного процесса.
11
Выбор технологического процесса получения заготовок.
Выбор технологических баз для получения большинства поверхностей детали. Правила и исключения. Координатный и цепной методы
достижения точности. Перерасчет допусков.
Выбор технологических баз для обработки заготовки на первой операции. Роль первой операции в технологическом процессе
и изготовления детали.
Определение количества переходов по обработке поверхностей детали и выбор оборудования. Понятие о передаточном отношении технологической системы.
Разработка мероприятий по обеспечению требуемых свойств материала деталей.
Обоснование последовательности обработки поверхностей заготовки. Компоновка переходов в операции. Выбор структуры операции.
Выявление технологических размерных цепей. Расчет припусков, межпереходных размеров и допусков.
Оформление чертежа заготовки.
Обоснование выбора режимов обработки, средств для обеспечения
требуемой точности детали и производительности операции.
Нормирование. Определение экономической эффективности технологического процесса.
Построение и обеспечение необходимой эффективности
производственного процесса (на примере участка для изготовления
деталей)
Разработка исходных данных.
Разработка технологии изготовления деталей в условиях массового,
серийного и единичного производства.
Разработка систем контроля качества изделий.
Определение состава и количества технологического оборудования.
Выбор стратегии транспортно-складских операций, инструментообеспечения и необходимых технических средств для их осуществления.
Организация производственного процесса во времени.
Особенности оперативного планирования в массовом, серийном
и мелкосерийном производстве.
Планировка оборудования.
Выявление состава технологических задач, решение которых возлагается на систему управления. Разработка информационных связей в
производственном процессе.
Разработка требований к производственному оборудованию
12
и системе управления производственным процессом.
Рекомендуемая литература: [1, с. 301–349], [2–4, с. 200–540].
Методические указания
Уяснить сущность и содержание технологических процессов изготовления деталей и сборки машин. Последовательность и содержание
этапов проектирования технологических процессов. Расчёты и обоснования при выполнении этапов проектирования. Технологическая документация и требования к её оформлению. Технико-экономическое обоснование принимаемых решений. Выбор формы организации производственных процессов в зависимости от типов производства. Разработка
информационных связей в производственном процессе.
Вопросы и задания для самоконтроля
по теоретическому разделу дисциплины
1. Когда возникла технология машиностроения как наука и какие
этапы своего развития она прошла?
2. Что является предметом изучения дисциплины «Основы технологии машиностроения»?
3. Что понимается под производственным и технологическим
процессами?
4. Дайте определение всем структурным составляющим техпроцесса:
операция,
установка,
позиция,
переход,
рабочий
и элементарный ход.
5. Какие существуют типы и виды машиностроительных
производств?
6. Каким основным требованиям должен удовлетворять
техпроцесс?
7. Как зависит техпроцесс от типа производства?
8. Какие существуют форма организации работ в различных типах
производства?
9. Что понимается под качеством изделия (машины, детали) и его
показатели?
10. Дайте определение понятия «точность детали».
11. Какие методы достижения заданной точности заготовок при обработке Вы знаете? В чем их сущность?
12. Какие причины (производственные факторы) вызывают погрешности обработки заготовок?
13. Что такое жесткость и податливость технологической системы
СПИД?
14. В чем заключается сущность статистического и расчетно13
аналитического методов оценки точности обработки?
15. Как формулируется условие обработки заготовок без брака
(«условие точности»)?
16. Какие используемые в машиностроении базы Вы знаете и что
такое базирование заготовок при обработке?
17. Что такое погрешность установки заготовок при обработке?
Покажите на примерах.
18. Что такое размерная цепь и какие разновидности размерных цепей Вы знаете? Покажите на примерах.
19. Какие способы назначения допусков на составляющие звенья
размерной цепи Вы знаете?
20. Каким рекомендациям следуют при назначении отклонений на
размеры?
21. Какие задачи решаются с помощью размерных цепей при обработке деталей и какие – при сборке машин?
22. Что такое комплексная схема обработки поверхностей заготовки изготовления детали и как она строится?
23. Что такое «дерево» и «граф-дерево» технологической структуры и как они строятся?
24. Что называется припуском на обработку и какие классификационные разновидности припусков Вы знаете?
25. Как рассчитываются (определяются) припуски расчетноаналитическим методом, промежуточные и общие предельные размеры
заготовки? Показать на примерах.
26. Что понимается под качеством поверхности?
27. Какими параметрами оценивается шероховатость поверхности
в соответствии со стандартом?
28. Какие способы оценки шероховатости Вы знаете? Перечислите их.
29. Какие факторы и как влияют на шероховатость обработанной
поверхности?
30. Что понимается под техническим нормированием, нормой времени и нормой выработки?
31. Приведите формулы для определения штучного и штучнокалькуляционного времени и дайте определение каждой составляющей.
32. Что такое технологическая себестоимость обработки? Приведите формулу для ее расчета.
33. Приведите циклограмму многостаночного обслуживания на
примере обслуживания трех станков-дублеров, работающих без простоев, с простоем.
34. Как оценивается экономическая эффективность технологических процессов?
14
35. Что такое производственная партия запуска деталей, такт
и ритм выпуска и как они определяются?
36. В чем сущность «упрочняющей технологии» и какими методами и способами она осуществляется?
37. Какие показатели характеризуют физико-механическое состояние поверхностного слоя детали?
38. Какие методы определения глубины и степени наклепа, остаточных напряжений применяются в технологии машиностроения?
39. Какие исходная информация и материалы необходимы для разработки технологического процесса сборки?
40. Какие организационные формы сборки применяются
в машиностроении? Охарактеризуйте их.
41. Какие методы достижения точности замыкающего звена сборочных размерных цепей Вам известны и в чем их сущность?
42. В чем особенности нормирования слесарно-сборочных работ по
сравнению с нормированием операций обработки деталей?
43. Какие виды подготовки производства Вы знаете и каково их содержание?
44. Какие исходные данные необходимы для проектирования технологического процесса изготовления детали?
45. Что понимается под технологичностью конструкции машины и
детали?
46. Что такое производственная программа и объем выпуска
изделий?
47. Какие виды технологических процессов предусматриваются
стандартом?
48. В чем заключается задача отработки чертежа детали
на технологичность (технологический контроль чертежа)?
49. Какие системы контроля качества изделий применяются
на машиностроительном производстве?
50. Какие требования к производственному оборудованию
и системам управления производственными процессами предъявляются
в машиностроении?
51. Что обозначает слово «технология» и какие показатели характеризуют технико-экономическую эффективность технологического
процесса в машиностроении?
52. Что понимают под изделием в машиностроительном производстве? Приведите примеры изделий.
53. Золотое правило шести точек.
54. Как с греческого-латинского языка переводится слово
«технология»?
15
55. Что такое базирование?
56. Базирующие поверхности изделия.
57. Примеры базирования призматических и цилиндрических заготовок.
58. Классификация баз по своему назначению.
59. Что такое качество изделий машиностроения и его показатели?
Приведите пример определения любого из показателей качества изделий машиностроения.
60. Что такое технологичность изделий и как она оценивается?
Приведите пример нетехнологичного и технологичного изделия.
61. Что такое точность и допуск?
62. Понятие технологической точности.
63. Конструкторские и технологические размерные цепи. Приведите примеры.
64. Что такое замыкающее, увеличивающие и уменьшающие звенья
размерной цепи?
65. Как рассчитывается размер и допуск замыкающего звена?
66. Расчет общей погрешности обработки.
67. Составляющие погрешности установки.
68. Составляющие систематической погрешности.
69. Что такое систематические и случайные погрешности
обработки?
70. Погрешность базирования. Приведите пример ее определения.
71. Погрешность закрепления. Приведите пример ее определения.
72. Погрешность приспособления. Приведите пример ее определения.
73. Составляющие погрешности обработки от инструмента.
74. Расчет погрешности обработки от износа резца.
75. Составляющие погрешности обработки от температурных деформаций технологической системы.
76. Расчет погрешности обработки от температурных деформаций
резца.
77. Составляющие погрешности обработки от упругих деформаций
технологической системы.
78. Расчет погрешности от упругих деформаций нежестких валов
при различных схемах их установки.
79. Как определить жесткость станка?
80. Что такое геометрическая точность станков?
81. Составляющие погрешности обработки от геометрической неточности станков. Приведите примеры.
82. Чем обусловлены случайные погрешности обработки?
16
83. Законы распределения размеров деталей.
84. Закон нормального распределения (Гаусса) и область его применения в технологии машиностроения.
85. Закон равной вероятности (прямоугольника) и область его применения в технологии машиностроения.
86. Закон Симпсона (треугольника) и область его применения
в технологии машиностроения.
87. Закон Релея и область его применения в технологии
машиностроения.
88. Композиция законов распределения размеров деталей при
обработке.
89. Суммирование погрешностей обработки.
90. Точностной анализ технологических операций.
91. Точечные
и
точностные
диаграммы
в
технологии
машиностроения.
92. Что такое поверхностный слой деталей машин?
93. Геометрия поверхности и ее характеристики.
94. Параметры шероховатости поверхности деталей машин.
95. Параметры, характеризующие физико-химическое качество поверхностного слоя деталей.
96. Комплексные параметры качества поверхностного слоя деталей
машин.
97. Физическая картина формирования шероховатости поверхности
– при механической обработке (на примере точения).
98. Что такое припуски, для чего они необходимы?
99. Исходные формулы для расчета промежуточного минимального
припуска.
100. Приведите примеры необходимости снятия и сохранения
промежуточного поверхностного дефектного слоя.
101. Приведите примеры пространственных отклонений.
102. Определение общего припуска и промежуточных размеров
заготовки.
103. Влияние режимов обработки на качество деталей машин.
104. Сущность метода пробных ходов и промеров и область его
применения.
105. Сущность метода автоматического получения размеров
и область его применения.
106. Сущность адаптивного управления качеством изделий
машиностроения.
107. Сущность метода полной взаимозаменяемости и область его
применения.
17
108. Сущность метода неполной взаимозаменяемости и область
его применения.
109. Сущность метода групповой взаимозаменяемости и область
его применения.
110. Сущность метода регулирования и область его применения.
111. Сущность метода индивидуальной пригонки и область его
применения.
112. Что такое нормирование труда?
113. Расчетно-аналитический метод нормирования.
114. Определение операционного времени.
115. Расчет себестоимости изделий машиностроения.
116. Возможности снижения основного (машинного) времени
на обработку деталей.
117. Возможности
снижения
вспомогательного
времени
на выполнение операций.
118. Возможности снижения технологической себестоимости изделий машиностроения.
119. Цель функционально-стоимостного анализа технологических процессов и его этапы.
120. Сравнительная экономическая эффективность технологических процессов.
121. Расчет годового экономического эффекта от реализации нового технологического процесса.
122. Общая и технологическая себестоимость.
123. Цена изделия.
124. Какая технологическая документация используется при
оформлении технологического процесса изготовления детали?
125. Приведите примеры оформления операционных эскизов для
станочных операций обработки заготовок деталей.
126. Чем
по
содержанию
отличаются
маршрутные
и операционные карты технологического процесса?
127. Что такое технологичность конструкции изделия?
128. Запишите основные уравнения размерных цепей (уравнение
номиналов; уравнения предельных значений; уравнение допусков (при
решении РЦ методом «максимум-минимум» и «вероятностным» методом; уравнение средних размеров; уравнение координаты середины поля допуска; уравнения поля рассеивания).
129. Поясните, как определить погрешность установки заготовки
при механической обработке.
130. Поясните на примерах оценку технологичности конструкции изделия (детали) качественно и количественно.
18
131. Поясните сущность правила «шести опорных точек».
132. Дайте определение понятию «база» и их классификацию.
133. Запишите условия точности механической обработки
и поясните его смысл.
134. Приведите
параметры,
характеризующие
физикомеханические свойства поверхностного слоя детали.
135. Как влияет геометрия режущего инструмента и режимы резания на шероховатость? Поясните схемами, графиками.
136. Какие методы определения припусков применяются при
проектировании технологии изготовления деталей. Поясните их
сущность.
137. Что такое «граф» размерных цепей? Поясните последовательность его построения.
138. Какие нормы времени используются при нормировании
технологических операций?
139. Как рассчитать норму штучно-калькуляционного времени?
Каждой ее составляющей.
140. Как определяется количество операций и технологических
переходов при проектировании технологического процесса изготовления детали?
141. Поясните принцип «совпадения/совмещения» и «постоянства» баз при механообработке.
142. Какими правилами, рекомендациями руководствуются при
выборе технологических баз?
143. Что такое синхронизация операций? Поясните на примере.
144. Как определить такт, ритм и объем производственной партии при разработке техпроцесса?
145. Как определить коэффициент закрепления операций?
146. Какие показатели характеризуют качество изделий
машиностроения?
147. Какие показатели определяют качество детали?
148. Приведите классификацию причин погрешностей обработки.
149. Чем автоколебания отличаются от вынужденных колебаний?
150. Назовите методы борьбы с вибрациями.
151. В каких случаях вибрации являются полезными?
152. От чего зависит коэффициент наследования погрешности
заготовки?
153. Что такое прижог и назовите способы борьбы с прижогами?
154. В каких случаях жесткость технологической системы будет
отрицательной?
155. Дайте определение понятий «база» и «базирование».
156. Какими принципами проектирования технологических процессов изготовления деталей руководствуются технологи?
19
3. СОДЕРЖАНИЕ
ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Тематика практических занятий
Тема 1. «Рабочие чертежи деталей. Технологичность конструкций деталей, изготавливаемых механической обработкой заготовок» (1 час).
Тема 2 «Проектирование операций технологического процесса
изготовления деталей» (2 часа).
Тема 3. «Размерные цепи и размерный анализ технологических процессов изготовления деталей и сборки машин» (1 час).
3.2. Перечень лабораторных работ
Тема 1. «Точность. Влияние жесткости системы СПИД
на точность обработки заготовок на токарном станке» (1 час).
Тема 2. «Точность. Анализ точности изготовления деталей
статистическими методами в условиях серийного производства»
(2 часа).
Тема 3. «Качество поверхностного слоя детали. Влияние режимов обработки на качество поверхности при точении» (1 час).
20
4. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ
4.1. Общие методические указания
В соответствие с учебным графиком предусмотрено выполнение
одного индивидуального домашнего задания (ИДЗ), заключающего
в решении задач.
Номер варианта задания определяется по последним двум цифрам
номера зачетной книжки. Если образуемое ими число больше 25,
то следует взять сумму этих цифр. Например, если номер зачетной
книжки З-8Л10/12, то номер варианта задания равен 12. Если номер
зачетной книжки З-8Л10/26, то номер варианта задания равен 8.
Номера
вариантов
и
данных
к
на рисунках и в таблицах арабскими цифрами.
задачам
указаны
При решении задач ИДЗ используйте учебное пособие [1].
Требования к оформлению ИДЗ
1. ИДЗ выполняется на листах формата А4 (210297) одностороннего написания текста и иллюстраций.
2. ИДЗ должно иметь титульный лист, оформленный по образцу,
размещенному на сайте ИнЭО (http://portal.tpu.ru/ido-tpu). На титульном
листе должны быть номер ИДЗ, номер варианта, название дисциплины,
фамилия и инициалы студента; номер группы, шифр, место работы
и должность.
3. Текст индивидуального задания набирается в текстовом процессоре Microsoft Word. Шрифт Times New Roman, размер 12-14 pt, для
набора формул рекомендуется использовать редактор формул Microsoft
Equation или MathType.
4. При выполнении рисунков, чертежей, графиков, схем, диаграмм
следует использовать специальные компьютерные программы (Компас,
Exel, AutoCad и др.).
5. ИДЗ, представляемые в рукописном виде, должны быть выполнены аккуратно, без зачеркиваний, вставок, без излишнего необоснованного сокращения слов.
6. Решения задач следует располагать в той же последовательности, что и задания.
7. Каждая задача должна начинаться с условия задачи, ниже краткая запись задачи, если необходимо – рисунок, с условными обозначениями, которые в дальнейшем будут использованы при решении задач.
21
8. Решение должно быть подробным, с включением промежуточных расчетов и указанием использованных формул.
9. Страницы ИДЗ должны иметь сквозную нумерацию
и проставляться арабскими цифрами в правом нижнем углу страницы
без точки в конце номера. Титульный лист включается в общую нумерацию, но номер на нем не проставляется.
10. В ИДЗ включается список использованной литературы
с обязательным внесением методических указаний, в соответствии
с которыми выполнялось ИДЗ. В случае несоответствия ИДЗ методическим указаниям она возвращается студенту без рецензирования. Если
ИДЗ получает оценку «не зачтено», оно возвращается студенту для доработки и исправления ошибок и повторного представления преподавателю. Студент, не получивший положительной аттестации по ИДЗ,
не допускается к сдаче зачета по дисциплине.
4.2. Варианты ИДЗ
Задача № 1
Установить
структуру
операции
(номер;
наименование
и содержание: установки, позиции, технологические переходы, рабочие
ходы) при обработке конструктивных элементов детали в условиях серийного производства.
22
23
Задача № 2
Требуется установить экономическую точность обработки одной из
ступеней вала, подвергаемой механической обработке одним
из указанных методов, выполнить операционный эскиз и указать на нем
размер, квалитет точности, размер допуска и шероховатость. Принять,
что поверхность рассматриваемой ступени вала имеет поле допуска основной детали ( h ).
№ варианта
1
2, 11
3, 12
4, 13
5, 14, 20
6, 15, 21
7, 16, 22
8, 17, 23
9, 18, 24
10, 19, 25
Метод обработки и ее вид
Притирка
Обтачивание получистовое
Шлифование тонкое
Обтачивание черновое
Суперфиниширование
Шлифование предварительное
Обтачивание тонкое
Обтачивание чистовое
Выглаживание алмазное
Шлифование чистовое
Длина вала,
мм
100
200
500
650
700
250
375
275
360
120
Диаметр ступени
D , мм
20
45
55
120
100
70
65
60
70
38
Задача № 3
Требуется установить для наружной поверхности детали
с заданной шероховатостью возможные варианты завершающего (финишного) метода обработки этой поверхности и толщину дефектного
слоя, который останется после этой обработки. Дать эскиз детали.
24
№ варианта
Наименование
детали
1
2, 11
3, 12
4, 13
5, 14, 20
Втулка
Втулка
Обойма
Обойма
Вал
6, 15, 21
Вал
7, 16, 22
Палец
8, 17, 23
Палец
9, 18, 24
10, 19, 25
Шестерня
Шестерня
Вид исходной заготовки
Отливка чугунная 1 класса
Отливка чугунная 2 класса
Отливка стальная 1 класса
Отливка стальная 2 класса
Прокат стальной горячекатаный обычной точности
Прокат стальной горячекатаный повышенной точности
Прокат стальной горячекатаный обычной точности
Прокат стальной горячекатаный повышенной точности
Стальная штамповка
Поковка
Шероховатость
детали Ra ,
мкм
2,5
1,25
1,25
0,32
10
0,63
5
0,32
2,5
5
Задача № 4
Требуется определить возможную погрешность базирования размеров при обработке поверхностей детали.
Привести схемы размерных цепей и решить их методом максимума-минимума и теоретико-вероятностным методом.
25
№ варианта
1, 6, 15, 20, 25
Содержание операции
Строгать плоскость 1 предварительно
Строгать плоскость 2 окончательно
2, 11, 7, 16, 21
Подрезать торец 1 предварительно
Подрезать торец 2 окончательно
3, 12, 8, 17, 22
Подрезать торец 1 предварительно
Подрезать торец 2 окончательно
4, 13, 9, 18, 23
Шлифовать плоскость 1 предварительно
Шлифовать плоскость 2 окончательно
5, 14, 10, 19, Фрезеровать плоскость 1 предваритель24
но
Фрезеровать плоскость 2 окончательно
26
Размер, мм
l1 =1500,2
l2 =1700,1
l1 =660,3
l2 =300,1
l1 =1000,2
l2 =500,1
l1 =750,1
l2 =1750,2
l1 =700,4
l2 =300,2
Задача № 5
Требуется для указанной поверхности dä четырехступенчатого вала, изготовляемого из штампованной поковки повышенной точности (1
класс), определить промежуточные припуски расчетно-аналитическим
методом и размеры операционные (по переходам) исходной заготовки
d 0 . Расчеты выполнить с представлением таблицы, приводимой в литературе. Определить норму штучного времени на любую операцию для
условий крупносерийного производства.
Погрешность заготовки
№ варианта
Масса заготовки, кг
1
Диаметр
ступени
готовой
детали,
мм
по смещению, мм
по короблению, мм
7,9
1,2
0,8
45m6
2, 11
13,7
1,3
0,8
55g6
3, 12
5,1
1,1
0,6
35m6
4, 13
3,0
1,0
0,7
30f6
5, 14, 20
5,9
1,1
0,8
40h6
6, 15, 21
11,9
1,3
0,8
50g6
7, 16, 22
13,7
1,3
0,8
65f7
8, 17, 23
2,4
0,8
0,7
25d7
9, 18, 24
23,2
1,4
0,8
76e8
27
Маршрут обработки поверхности (операции,
переходы)
Установка в
центрах
Точение черновое
Точение чистовое
Шлифование
предварительное
Шлифование
окончательное
Установка в
центрах
Точение черновое
Точение чистовое
Шлифование
Установка патронноцентровая
Диаметр
ступени
готовой
детали,
мм
Погрешность заготовки
№ варианта
Масса заготовки, кг
10, 19,
25
18,3
по смещению, мм
по короблению, мм
1,4
0,8
Маршрут обработки поверхности (операции,
переходы)
Точение черновое
Точение чистовое
70g8
Задача № 6
Требуется определить: размеры D и l заготовки вала с допусками
из горячекатаного проката стали 40Х; коэффициент использования материала (КИМ); стоимость штучной заготовки (припуск устанавливать
опытно-статистическим методом – по таблицам).
№ варианта
1
2, 11
3, 12
4, 13
5, 14, 20
6, 15, 21
7, 16, 22
8, 17, 23
9, 18, 24
10, 19,
25
Диаметр, мм
Длина, мм
d1
d2
d3
d4
l1
l2
l3
l4
50h6
60e7
40k6
70e6
35m6
80n6
45js6
75d8
55g8
30n6
75h11
85c11
65a11
95a11
60d11
105d11
70a11
100h11
80d11
55h11
45m6
55g6
35m6
65f7
30n6
75d8
40k6
70e8
50h6
25f7
30f9
50h8
30d9
55d9
25h8
65h8
35h8
60h9
45f9
20f9
345h11
380h11
245h11
360h11
240h11
315h11
325h11
320h11
370h11
270h11
315h11
340h11
175h11
315h11
215h11
290h11
295h11
280h11
330h11
300h11
115h11
130h11
95h11
135h11
75h11
125h11
105h11
130h11
125h11
80h11
85h11
80h11
75h11
90h11
85h11
110h11
75h11
100h11
80h11
70h11
28
Масса, кг
7,96
11,65
4,25
11,6
3,15
19,25
5,0
15,5
9,9
2,45
5. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОНТРОЛЬ
5.1. Общие требования
После завершения изучения дисциплины студенты сдают зачёт.
Допускаются к зачету студенты, положительно выполнившие ИДЗ
и лабораторные работы. Зачеты студенты сдают по билетам
и собеседованию. Билеты и дополнительные вопросы отражают содержание теоретического раздела дисциплины. При подготовке к зачету
необходимо использовать вопросы и задания для самоконтроля, приведенные в разделе 2.
5.2. Пример билетов для студентов, изучающих дисциплину
по классической заочной форме
Билет № 1
1. Пояснить на примерах сущность способов достижения точности
замыкающего звена при сборке (полная и неполная взаимозаменяемость; групповая (селективная); регулировка и пригонка.
2. Как влияет состояние системы СПИД на качество поверхностного слоя детали? Привести поясняющие схемы, графики.
3. Какая формула применяется при расчете штучного времени?
Поясните на примере, как определяется каждая ее составляющая.
Билет № 2
1. Определите параметры замыкающего звена для приведенной
размерной цепи.
A1  150,05
A2  300,1
A3  40  0,05
A4  100,05
2. Дайте определение жесткости технологической системы (ТС).
Как определить (рассчитать) жесткость одноступенчатого «нежесткого»
вала, обрабатываемого в центрах токарного станка? К каким погрешностям приведет обработка такого вала? Привести схему, расчетное выражение и пояснить.
3. Как определяется коэффициент закрепления операции K
з.о
и объем производственной партии?
29
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1. Литература обязательная
1. Скворцов В.Ф. Основы технологии машиностроения: учеб. пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2012. – 352 с.
2. Суслов А.Г. Основы технологии машиностроения. – КноРус,
2013. – 288 с.
3. Бурцев В.М. Технология машиностроения: В 2 т. Т.1. Основы
технологии машиностроения: учебник для вузов/ В.М. Бурцев, А.С. Васильев, А.М. Дальский и др.; под ред. А.М. Дальского.– М.: Изд-во
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. – 564 с.
4. Колесов И.М. Основы технологии машиностроения: учебник
для студентов машиностроительных специальностей вузов. – 3-е изд.
стер.– М: Высшая школа, 2001. – 512 с.
5. Маталин А.А. Технология машиностроения: учебник для вузов. –
М.: Изд-во «Лань», 2008. – 496 с.
6. Жуков Э.Л. Технология машиностроения: В 2-х кн. Кн. 1. Основы технологии машиностроения: учеб. пособие для вузов /
Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, С.Л. Мурашкин и др.; под ред.
С.Л. Мурашкина. – М.: Высшая школа, 2003. – 278 с.
7. Гельфгат Ю.И. Сборник задач и упражнений по технологии
машиностроения: учеб. пособие для машиностроительных специальностей техникумов. – 2-е изд., перераб. – М.: Высшая школа, 1986. – 271 с.
6.2. Литература дополнительная
8. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения:
учебное пособие для машиностроительных вузов / В.И. Аверченков,
О.А. Горленко, В.Б. Ильицкий и др.; под ред. О.А. Горленко. – М.: Машиностроение, 1988. – 192 с.
9. Технология машиностроения: сборник задач и упражнений:
учебное пособие / В.А. Аверченков и др.; под общ. ред.
В.И. Аверченкова и Е.А. Польского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:
ИНФРА – М, 2005. – 288 с.
10.Махаринский Е.И. Основы технологии машиностроения: учебник. / Е.И. Махаринский, В.А. Горохов. – Минск: Высш. шк., 1997. –
423 с.
11.Ковшов А.Н. Технология машиностроения: учебник. – М.:
Машиностроение. – 1987. – 320 с.
12. Мосталыгин Г.П. Технология машиностроения. Учебник для
30
вузов по инженерно-экономическим специальностям. / Г.П. Мосталыгин, Н.Н. Толмачевский. – М.: Машиностроение, 1990. – 288 с.
13. Тимирязев В.А. Основы технологии машиностроения: учебник /
В.А. Тимирязев, А.Г. Схиртладзе, В.У. Мнацакян. – Старый Оскол:
ТНТ, 2013. – 720 с.
14. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./ под ред.
А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – 5-е изд. – М.: Машиностроение-1, 2001. – Т. 1. – 912 с.; Т. 2. – 944 с.
15. Скворцов В.Ф. Выбор технологических баз при изготовлении
детали: учеб. пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2007 – 56 с.
16. Определение жесткости токарно-винторезного станка производственным способом: методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Основы технологии машиностроения»/
сост. Н.Е. Галин. – Томск: Изд-во ТПУ, 2010. – 11 с.
17. Анализ точности обработки деталей по кривым распределения:
методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Основы технологии машиностроения»/ сост. В.Ф. Скворцов. –
Томск: Изд-во ТПУ, 2010. – 15 с.
18. Влияние
режимов
обработки
заготовки
на качество поверхностного слоя при точении: методические указания
к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Основы технологии
машиностроения»/ сост. К.Г. Шибинский. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. –
11 с.
31
Учебное издание
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Методические указания и индивидуальные задания
Составитель
МИХАЕВИЧ Евгений Петрович
Рецензент
доктор технических наук,
профессор кафедры ТАМП ИК
С.В. Кирсанов
Компьютерная верстка М.А. Красильникова
Национальный исследовательский
Томский политехнический университет
Система менеджмента качества
Издательства Томского политехнического университета сертифицирована
NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту BS EN ISO 9001:2008
. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30
Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru
32