Технология машиностроения (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ХАКАССКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ –

ФИЛИАЛ ФГАОУ ВПО «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ

ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Методические указания

Абакан

2010

УДК 621:371.279.8

Т38

Рецензент

, канд. техн. наук, доц. кафедры «Машиностроительные и металлургические технологии» ХТИ – филиала СФУ

Т38 Технология машиностроения. Дипломное проектирование : метод. указания / сост. , , С. П. Зайнуллина и др. ; под общ. ред. ; Сиб. федер. ун-т, ХТИ – филиал СФУ. – Абакан : РИО ХТИ – филиала СФУ, 2010. – 124 c.

Описаны цели и задачи дипломного проектирования, структура и содержание расчетно-пояснительной записки и графической части дипломных проектов различной направленности: технологических, конструкторских, научно-исследовательских; даны рекомендации по разработке и оформлению основных разделов проекта и организации его защиты, приведены планы-графики выполнения дипломного проекта.

Предназначены для студентов специальности 151001.65 «Технология машиностроения» очной и заочной форм обучения.

УДК 621:371.279.8

Печатается по решению

Редакционно-издательским советом ХТИ – филиала СФУ

© ХТИ – филиал СФУ, 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение. 5

1. Цель и задачи дипломного проектирования. 5

2. Тематика комплексных и индивидуальных дипломных проектов. 8

3. Состав и объем комплексных и индивидуальных дипломных проектов 9

4. Последовательность работы и научная организация труда при выполнении дипломного проекта 10

5. Дипломный проект с технологическим уклоном.. 12

5.1. Состав и структура дипломного проекта. 12

5.2. Исходная информация для разработки дипломного проекта. 15

5.3. Введение. 15

5.4. Общая часть. 16

5.5. Технологические процессы изготовления деталей

(технологическая часть) 21

5.5.1. Анализ и разработка технических требований к деталям.. 22

5.5.2. Анализ технологичности конструкции деталей. 23

5.5.3. Выбор заготовки и метода ее изготовления. 25

5.5.4. Выбор вида технологического процесса. 30

5.5.5. Выбор технологических баз и схем установки деталей. 32

5.5.6. Выбор методов обработки поверхностей деталей. 33

5.5.7. Маршрутный технологический процесс

изготовления деталей. 35

5.5.8. Размерный анализ технологических процессов. 38

5.5.9. Выбор методов и средств технического контроля качества деталей 42

5.5.10. Разработка технологических операций. 43

5.5.11. Разработка технологического процесса сборки. 45

5.6. Конструкторская часть. 47

5.6.1. Проектирование станочных приспособлений. 48

5.6.2. Проектирование контрольных приспособлений. 59

5.6.3. Проектирование специального режущего инструмента. 61

5.7. Организационный раздел дипломного проекта. 70

5.8. Экономический раздел дипломного проекта. 73

5.9. Охрана труда и окружающей среды.. 75

5.10. Гражданская оборона. 76

6. Конструкторский дипломный проект. 78

6.1. Содержание пояснительной записки. 80

6.1.1. Введение. 80

6.1.2. Конструкторская часть проекта. 81

6.1.3. Технологическая часть проекта. 82

6.1.4. Научно-исследовательская часть проекта. 83

6.2. Графическая часть проекта. 83

7. Научно-исследовательский дипломный проект. 85

7.1. Содержание пояснительной записки. 87

7.2. Графическая часть проекта. 87

8. Проведение патентных исследований. 88

9. Общие требования к оформлению документации по проекту. 98

9.1. Оформление конструкторской документации. 98

9.1.1. Общие требования. 98

9.1.2. Правила оформления чертежей. 98

9.2. Общие требования к оформлению и содержанию технологической документации 99

9.2.1. Общие требования к оформлению карт

технологического процесса. 99

9.2.2. Общие требования к содержанию карт

технологического процесса. 100

9.2.3. Оформление операционных эскизов. 101

9.3. Обозначение шероховатости поверхности. 101

9.4. Правила нанесения на чертежах надписей,

технических требований и таблиц. 103

9.5. Оформление пояснительной записки. 104

10. Организация работ по дипломному проектированию

и защита дипломного проекта. 105

Заключение. 111

Приложения. 124

ВВЕДЕНИЕ

Главной задачей высшего образования является подготовка высококвалифицированных специалистов, имеющих глубокие теоретические и профессиональные знания и стремящихся к постоянному расширению и обновлению приобретенных знаний.

Завершающим этапом подготовки специалистов является дипломное проектирование, в процессе которого формируются и закрепляются теоретические знания студента, приобретается опыт самостоятельного решения практических задач, а в итоге обеспечивается требуемая степень подготовленности студента к инженерной деятельности. При этом необходимо руководствоваться требованиями сокращения сроков освоения новой техники и технологий, технического перевооружения производства, повышения уровня механизации и автоматизации, внедрения ресурсосберегающей техники и технологии и рационального использования сырья. Особое внимание при дипломном проектировании должно быть уделено вопросам автоматизации конструкторского и технологического проектирования, программированию механической обработки с помощью ЭВМ, а также разработке мероприятий по сокращению ручного труда, принципам рациональной организации, механизации и автоматизации транспортных и погрузочно-разгрузочных работ в механосборочном производстве.

Как показывает опыт работы кафедры «Машиностроительные и металлургические технологии» Хакасского технического института – филиала Сибирского федерального университета, студенты много времени теряют в ходе проектирования в вопросах установления последовательности работ, объектов и сроков проектирования, подбора литературы, правильного оформления расчетно-пояснительной записки, последовательности разработки и заполнения технологической документации и в других вопросах оформления, что снижает качество проектов. Настоящее издание призвано облегчить работу студента при разработке и оформлении дипломного проекта, высвободить время для творческой работы и повысить качество проектов.

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Цель дипломного проектирования вытекает из его двой­ственного характера: с одной стороны, период дипломного проектирования – наиболее активный этап обучения в техническом вузе, с другой стороны, дипломный проект – это показатель инженерной зрелости, свидетельствующий о готовности дипломника к выполнению задач, которые встанут перед ним на производстве.

В соответствии с этой целью в процессе дипломного проек­тирования решаются в комплексе следующие основные задачи:

– расширение, систематизация и закрепление теоретических знаний студента и применение этих знаний для решения конкретных научных, технических, организационных и социально-экономических задач;

– развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной работы, технического творчества и овладение методикой теоретико-экспериментального исследования при решении разрабатываемых в дипломном проекте проблем и вопросов;

– выяснение профессиональной подготовленности студента к самостоятельной работе в условиях современного производства, развивающегося на основе научно-технического прогресса;

– определение степени социальной и психологической подготовленности молодого инженера к деятельности по организации и управлению трудовым коллективом, умения проводить в жизнь принимаемые технологические решения.

Дипломные проекты студентов по специальности 151001.65 должны быть направлены на разработку и проектирование новых, бо­лее совершенных технологических процессов и средств техноло­гического оснащения, обеспечивающих существенное повышение производительности труда, качества промышленной продукции, снижение ее себестоимости и материалоемкости, а также улучшение условий труда. Значительное внимание должно быть уделено техническому перевооружению машиностроительного производства, максимальному использованию возможностей техники, в том числе ЭВМ, автоматизированных систем управления (АСУ), элементов систем автоматизации проектирования (САПР) и программирования механической обработки с помощью ЭВМ, комплексной механизации и автоматизации технологических процессов, транспортных, погрузочно-разгрузочных, складских и других работ, при выполнении которых затраты ручного труда до сих пор велики, дальнейшей спе­циализации и кооперированию производства, повышению его культуры и экологичности.

Важнейшее требование к современному проекту – его реальность. Принято считать реальным проект, в котором содержатся новые научные и технические решения, представляющие непосредственный практический интерес. Понятно, что степень реальности дипломного проекта может быть различной: максимум реальности обеспечивается, если весь проект целиком внедряется в производство; чаще же реальные проекты содержат отдельные разработки в конструкторской, технологической или научно-исследовательской части. Темы реальных дипломных проектов выдвигаются предприятиями или кафедрами. В первом случае для разработки в дипломном проекте предлагаются вопросы технического и исследовательского характера. Во втором – студенты включаются в выполнение хоздоговорных и госбюджетных НИР кафедры. Общепризнано, что над реальными дипломными проектами студенты работают значительно активнее.

Самым действенным путем повышения степени реальности дипломных проектов является комплексное дипломное проектирование.

Комплексным считается дипломный проект, разрабатываемый коллективом (группой) студентов. Такой коллектив может достаточно детально разработать полный комплекс технических, организационных, социальных и экономических решений, составляющих в совокупности проект современного производственного объекта (цеха, участка, автоматической линии, станка, подсистемы САПР и др.). Тем самым комплексный дипломный проект приобретает законченность и высокую степень реальности. Каждый участник творческого студенческого коллектива в рамках своего дипломного проекта решает ряд частных задач, которые в комплексе обеспечивают более полное и качественное решение общей задачи, представляющей существенный интерес для промышленности.

Наиболее часто практикуются кафедральные комплексные проекты, когда несколько студентов одной специальности под руководством одного преподавателя разрабатывают общую тему дипломного проекта. В связи с усложнением задач, решаемых современным механосборочным производством, особенно в связи с необходимостью автоматизации конструкторской и технологической подготовки производства, создания гибких производственных систем, для выполнения дипломного проекта могут объединяться студенты нескольких специальностей. Трудоемкость и содержание работы, выполненной каждым из членов творческого коллектива, должны соответствовать требованиям, предъявляемым к индивидуальному дипломному проекту. В ряде случаев предприятиями – базами практики или кафедрой предлагаются для дипломного проектирования более узкие темы. Разработка каждой такой темы может быть поручена одному студенту, и такие дипломные проекты называются индивидуальными.

2. ТЕМАТИКА КОМПЛЕКСНЫХ
И ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ

Тематика дипломных проектов должна быть актуальной и соответствовать современному уровню и перспективам развития науки и техники, а по своему содержанию отвечать задачам подготовки высококвалифицированных специалистов.

Темы дипломных проектов подбираются выпускающей кафедрой с учетом реальных возможностей и перспектив развития баз производственной практики. В каждом дипломном проекте должен быть решен комплекс взаимоувязанных технологических, конструкторских, организационно-экономических вопросов, а в ряде случаев выполняются и самостоятельные исследования. Тематика дипломных проектов должна создать возможность реального проектирования с решением актуальных практических задач с тем, чтобы материалы проекта могли быть внедрены в производство. В то же время тематика проектов должна быть достаточно разнообразной, чтобы студент мог выбрать тему в соответствии со своими индивидуальными склонностями.

Темы дипломных проектов по специальности 151001.65 «Технология машиностроении» могут быть трех видов:

1. С более развитой технологической частью (технологические), включающей ориентировочно: технологические разработки – 50–70 %; конструкторские – 20–25 %; организационно-экономические – 10–20 %.

Например: «Участок или поточная (переменно-поточная, автоматизированная, автоматическая) линия механической обработки сложной детали типа станины, рамы, корпуса, шпинделя, ротора, коленчатого вала, специального режущего инструмента и т. д. или изготовления (сборки и механической обработки) узла средней сложности».

2. С более развитой конструкторской частью (конструкторские), включающей ориентировочно: конструкторские разработки – 60–70 %; технологические – 20–25 %; организационно-экономические – около 10 %.

Например: «Разработка конструкции специального станка (агрегатного или типа "обрабатывающий центр"), сборочного оборудования (автоматического или полуавтоматического), модернизация механизмов транспортных операций и т. п.».

3. С более развитой исследовательской частью (научно-исследовательские), включающей: исследование и обобщение полученных результатов – 50–60 %; конструкторские разработки – 15–20 %; технологические разработки – 15–20 %; организационно-экономические – около 10 %.

Дипломные проекты перечисленной тематики должны, как правило, включать элементы научного исследования теоретического, экспериментального или реферативного плана по теме проекта. Такие исследования студенты выполняют в период работы в научных кружках и обществах, при прохождении производственных практик или непосредственно в процессе дипломного проектирования. Поэтому при разработке тем дипломного проектирования и содержания их научно-исследовательской части необходимо учитывать планы внедрения новой техники и организационно-технических мероприятий заводов. Некоторые темы дипломных проектов носят научно-исследовательский характер и являются логическим продолжением и развитием научных исследований, выполнявшихся студентами в порядке участия в госбюджетных и хоздоговорных НИР кафедр, в работах конструкторско-технологических бюро заводов и в НИИ, в студенческих конструкторских бюро и научных обществах и др. Ряд тем может быть развитием курсового проектирования.

По каждой базе практики тематика дипломных проектов подбирается руководителем практики и согласовывается с руководителями отделов и служб предприятия. При разработке тематики реальных дипломных проектов, особенно для студентов заочного обучения, предприятие – база практики должно сформулировать актуальные темы для производства.

3. СОСТАВ И ОБЪЕМ КОМПЛЕКСНЫХ
И ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ

Дипломный проект состоит из расчетно-пояснительной записки (РПЗ) и графических материалов, содержащих решения технических, научных, организационных и экономических задач, установленных заданием на дипломное проектирование. Состав, объем и структурное построение проекта зависят от его типа и специфики темы. Для обеспечения единства требований к дипломным проектам всех типов устанавливается определенный состав основных разработок проектов, примерное соотношение которых приведено в табл. 1. Распределение объемов работ по каждому виду разработок подлежит конкретизации в задании на дипломное проектирование. Однако в проекте любого типа должен быть решен во взаимной связи комплекс вопросов по конструированию, технологии, организации и экономике производства, охране труда и гражданской обороне населения и объектов народного хозяйства.

Таблица 1

Примерное соотношение объемов различных разработок
при выполнении дипломных проектов

Тип дипломного проекта	Примерный объем разработок от всего объема проекта, %
технологических	конструкторских	научно-исследовательских	организации производства	по охране труда и окружающей среды, технике безопасности	по гражданской обороне	по экономике производства или НИР
Технология машиностроения	50–60	15–25	до 10	до 10	до 5	до 3	5–10
Металлорежущие станки	20–25	45–55	до 10	до 10	до 5	до 3	5–10
Инструментальное производство	25–30	40–50	до 10	до 10	до 5	до 3	5–10
С развитой научно-исследовательской частью	10–15	20–25	50–60	до 5	до 5	до 3	до 5

Объем РПЗ дипломного проекта не должен, как правило, превышать 60–90 страниц машинописного текста. Графическая часть содержит обычно не менее 11 листов формата А1. Содержание РПЗ и графических материалов широко варьируется и зависит от типа проекта, характера темы, числа студентов, разрабатывающих тему, и других факторов.

4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАБОТЫ
И НАУЧНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА
ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

Работу студента над темой дипломного проекта можно условно разделить на три последовательно выполняемых этапа.

1. Подготовительный этап дипломного проектирования. Этот этап осуществляется в основном в период преддипломной и конструкторско-технологической практик и заключается в сборе, изучении и систематизации исходной информации, необходимой для разработки проекта.

Состав основных вопросов, подлежащих изучению, а также перечень материалов, собираемых в период преддипломной практики, приводятся в соответствующей программе, разработанной кафедрой. Эти материалы необходимы прежде всего для анализа базового производства, технико-экономической оценки новых технических, организационных и экономических решений, принимаемых в проектах.

Качественная разработка темы проекта невозможна без широкого использования современных достижений науки и техники, передового опыта отечественного и зарубежного машиностроения. Для этого подбирается и изучается отечественная и зарубежная научно-техническая и патентная информация. Этому вопросу студент должен уделить самое серьезное внимание во время преддипломной практики. В библиотеке и отделах базового предприятия следует тщательно изучить отраслевые методические и руководящие материалы, научно-технические разработки ведомственных проектных, технологических и научно-исследовательских организаций.

Подготовка к дипломному проектированию, особенно комплексному, начинается задолго до преддипломной практики. В частности, заслуживает внимания метод преемственности курсового и дипломного проектирования: сначала тема разрабатывается в объеме курсового проекта, в результате чего появляется первый вариант решения задачи; затем тема развивается, углубляется и доводится до реального варианта в дипломном проекте. Иногда применяется метод повторного проектирования, когда студенты более поздних выпусков совершенствуют ранее выполненный дипломный проект, чтобы повысить степень реальности его разработок и, может быть, даже обеспечить их внедрение в производство. Принцип преемственности особенно четко проявляется при выполнении дипломных проектов научно-исследовательского характера, в которых часто продолжаются и синтезируются НИР, выполненные студентами на младших курсах.

2. Разработка дипломного проекта. В определенной последовательности детально решается комплекс технологических, конструкторских, научно-исследовательских, экономических, организационных и других задач в соответствии с темой и заданием на дипломное проектирование. При решении каждой задачи необходимо одновременно составлять РПЗ, в которой дается краткое обоснование принятых в проекте решений, и разрабатывать графический материал. Все разработки подлежат согласованию с руководителем проекта и соответствующими консультантами. Последовательность выполнения расчетных и графических разработок зависит от типа проекта и особенностей темы. Однако она должна быть подчинена ряду общих требований.

Последовательность изложения материалов в РПЗ должна соответствовать ее типовому содержанию. В этой же последовательности обычно ведутся и все разработки по проекту.

Работа над дипломным проектом должна быть подчинена календарному графику, который разрабатывается кафедрой. Он включает перечень основных разработок проекта, примерную трудоемкость каждой разработки (в процентах к объему всего проекта), сроки выполнения отдельных этапов и проекта в целом (прил. 1). Большое значение имеет и ежедневное планирование работы.

3. Оформление дипломного проекта. На этом этапе окончательно дорабатываются и оформляются РПЗ и графический материал в соответствии с указаниями. После завершения работы над проектом его подписывают все консультанты, руководитель проекта, лица, контролирующие соблюдение стандартов в проекте, и заведующий кафедрой.

5. ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
С ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ УКЛОНОМ

В качестве темы комплексного дипломного проекта технологии машиностроения выбирается проект того или иного цеха. В этом случае группе дипломников необходимо детально разработать основные производственные участки цеха (обрабатывающие и сборочные) и решить комплекс вопросов, связанных с проектированием вспомогательных служб. Основное внимание в каждом дипломном проекте должно быть уделено разработке технологических, организационных и экономических вопросов применительно к одному-двум производственным участкам цеха; в состав каждого дипломного проекта следует включать один или несколько общих для всего комплексного проекта вопросов, охватывающих частные решения и разработки, представленные в проектах всех студентов, работающих над одной темой.

В задании на дипломное проектирование указывается общая тема комплексного проекта и частная тема проекта того или иного студента.

5.1. Состав и структура дипломного проекта

Дипломный проект состоит из расчетно-пояснительной записки объемом 60–90 страниц машинописного текста и 11–12 листов чертежей формата А1.

Расчетно-пояснительная записка должна содержать в проектах с технологическим и конструкторским уклоном следующие основные разделы:

1. Титульный лист установленного образца.

2. Задание на проектирование на специальном бланке.

3. Аннотация выполняемого проекта (на русском и иностранном языках).

4. Содержание (оглавление).

5. Введение.

6. Общая часть

7. Технологическая часть.

8. Конструкторская часть.

9. Научно-исследовательская часть.

10. Организационная часть.

11. Экономическая часть.

12. Патентные исследования.

13. Охрана труда.

14. Охрана окружающей среды.

15. Гражданская оборона.

16. Заключение.

17. Список литературы.

18. Приложения.

Состав и структурное построение РПЗ дипломного проекта в основном должны соответствовать ее типовому содержанию. Однако приведенная в дипломном проекте последовательность и состав разработок не являются единственно возможными и подлежат коррекции в зависимости от задач и особенностей каждой темы проекта.

Графический материал дипломного проекта с развитой технологической частью обычно включает (листы формата А1):

– классификацию объектов производства (особенно для группового производства) (1 лист);

– анализ точности механической обработки деталей или сборки изделий, анализ технических условий на изделие, сборочные единицы или детали (1–2 листа);

– технологические эскизы сборки изделия или обработки деталей (2–3 листа);

– чертежи общих видов для технических проектов специальных станочных и контрольно-измерительных приспособлений (2–3 листа);

– чертежи общих видов для технических проектов специальных режущих инструментов (0,5–1 лист);

– чертежи общих видов для технических проектов специальных средств механизации и автоматизации технологических процессов сборки, механической обработки и контроля (3–4 листа);

– технологическую планировку цеха или участка (0,5–1 лист).

Графический материал включает результаты научно-исследо­вательской работы в виде графиков, диаграмм, схем или технических проектов специальных устройств, а также разработки по охране труда и окружающей среды и гражданской обороне. В ряде случаев, особенно при комплексном дипломном проектировании, целесообразно подготовить для демонстрации при защите проекта один лист (плакат) с технико-экономическими показателями дипломного проекта.

Этот примерный состав графических разработок конкрети­зируется в задании на дипломное проектирование руководителем.

Индивидуальные дипломные проекты посвящаются решению более узких, но также актуальных для машиностроения вопросов. Чаще всего отдельным студентам предлагаются темы, связанные с реконструкцией действующих цехов или участков, с проектированием новых автоматизированных участков, участков групповой сборки или обработки заготовок, автоматических линий и др. При разработке тем, связанных с реконструкцией цехов и проектированием участков, состав и структурное построение РПЗ, а также состав графического материала проекта принципиально не отличаются от приведенных выше.

В графической части проекта автоматической линии обычно преобладают конструкторские разработки, состав которых зависит от типа автоматической линии.

Рекомендуется следующее содержание графического материала в проектах по разработке автоматических линий:

– расчет точности обработки заготовки или сборки изделия, анализ технических условий на изделие, сборочные единицы и детали (1 лист);

– технологические эскизы обработки заготовки или сборки изделия на автоматической линии (2–3 листа);

– чертеж общего вида автоматической линии в объеме эскизного (1–2 листа);

– структурные, кинематические, гидравлические или электрические схемы (0,5–1 лист);

– чертежи общих видов для технических проектов одного-двух наиболее ответственных и характерных узлов автоматической линии (3–4 листа);

– чертежи общих видов для технических проектов оригинальных транспортных, загрузочных и других устройств линии (1–2 листа);

– чертежи общего вида для технического проекта станочного, сборочного или контрольно-измерительного приспособления (1–2 листа);

– чертежи общих видов для технических проектов 1–2 специ­альных инструментов (0,5–1 лист);

– графики, диаграммы, фотографии и другие материалы по результатам теоретико-экспериментальных исследований (1–2 лист).

5.2. Исходная информация

для разработки дипломного проекта

Исходная информация для разработки дипломного проекта делится на три вида: базовая, руководящая и справочная.

Базовая информация содержится в задании на дипломное проектирование. Она включает следующие материалы: номенклатуру объектов производства; годовую программу выпуска объектов производства (в количественном, массовом или ценностном выражении); рабочие чертежи деталей и изделий с групповой и номерной спецификациями; технические условия на изготовление деталей и изделий, их термообработку, защитные и декоративные покрытия и окраску, сборку, испытания, консервацию, упаковку и др.

Руководящая и справочная информация включает материалы преддипломной практики, патентные материалы, стандарты всех уровней на технологические процессы и методы управления ими, оборудование и оснастку; документацию на перспективные технологические процессы; каталоги, номенклатурные справочники по средствам технологического оснащения; технологические нормативы по выбору и расчету режимов обработки, припусков и др. Подбор и изучение руководящей и справочной информации является одной из главных задач преддипломной практики.

5.3. Введение

Во введении к дипломному проекту (комплексному или индивидуальному) обосновывается актуальность разрабатываемой темы, ее значение для повышения эффективности производства, и формулируются основные задачи, поставленные перед дипломником.