Реферат: Методические указания по выполнению курсовой работы Теория, технология и оборудование обработки

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный технический

университет


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению курсовой работы

"Теория, технология и оборудование обработки

металлов давлением"


по направлениям подготовки бакалавров

551800 - технологические машины и оборудование;

552900 - технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств


Санкт-Петербург

Издательство СПбГТУ

1999

УДК 621.983 (031)


Методические указания по выполнению курсовой работы "Теория, технология и оборудование обработки металлов давлением"/ К.К. Мертенс, В.А. Вагин. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. - с.


Даны рекомендации по тематике, структуре, последовательности выполнения курсовой работы, содержанию и оформлению расчетно-пояснительной записки. В приложении приведены варианты заданий курсовых работ.

Методические указания предназначены для студентов 4-го курса механико-машиностроительного факультета, изучающих дисциплину

"Теория, технология и оборудование обработки металлов давлением" в рамках подготовки бакалавров.

Методические указания соответствуют государственному образовательному стандарту дисциплины "Теория, технология и оборудование ОМД" подготовки бакалавров по направлениям:

551800 - технологические машины и оборудование;

552900 - технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств.


Библиогр. 20 назв.


Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного технического университета.


ã Санкт-Петербургский государственный технический университет, 1999.
ВВЕДЕНИЕ

Задачей курсовой работы является углубление и закрепление знаний, полученных по дисциплине "Теория, технология и оборудование обработки металлов давлением", приобретение практического опыта по разработке и расчету основных параметров технологических процессов, конструированию штампов, выбору оборудования, средств механизации и автоматизации.

Курсовая работа выполняются по заданию, которое выдается студенту руководителем и включает чертеж детали с техническими требованиями, марку материала и годовую программу выпуска.

Задания приведены в приложении к методическим указаниям. В качестве курсовой работы могут быть представлены также результаты теоретических и экспериментальных исследований, реальных практических работ, выполненных по заданию кафедры, элементы систем автоматизированного проектирования технологических процессов, штампов и др.

При выполнении курсовой работы студенты должны приобрести навыки самостоятельной творческой работы, умение пользоваться технической и патентной литературой, действующими стандартами и нормалями, использовать передовые технические решения.

Выбор варианта технологического процесса и типов штампов должен определятся максимальной технико-экономической эффективностью изготовления детали в данных условиях производства.

Несколько разделов курсовой работы должны выполнятся с использованием ЭВМ по разработанным на кафедре или самими студентами программам.


^ 1. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ И СРОКИ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

Курсовую работу необходимо выполнять в следующей последовательности:

1. Рассмотреть несколько вариантов технологического процесса изготовления детали и выбрать экономически наиболее целесообразный, согласовать его с руководителем.

2. Произвести все расчеты по выбранному варианту технологического процесса, выбрать типы и разработать схемы штампов, выбрать оборудование и средства механизации, и т.д., согласовать их с руководителем.

3. Окончательно оформить и подписать у руководителя расчетную записку.

После этого курсовая работа принимается к защите. Защита состоит из краткого сообщения по выполненной работе и ответов на вопросы. В сообщении студент характеризует штампуемую деталь, обосновывает предлагаемый вариант технологического процесса и типы штампов, защищает свои технические решения.

Курсовая работа должна выполнятся в сроки, установленные графиком (табл.1). При выполнении курсовой работы студент обязан руководствоваться настоящими методическими указаниями и выполнять изложенные в них требования по содержанию, объему и оформлению расчетной записки.

Таблица 1.

Ориентировочный график выполнения курсовой работы.

№ п/п

Этапы выполнения курсовой работы

% выполнения курсовой работы

Номера недель учебного семестра

1

Оценка технологич­ности детали. Обоснование выбора технологи­ческого процесса изготовления детали (п 4-7)

15

1-4

2

Определение формы и размеров за­готовки. Расчет оптимального рас­кроя, структуры техпроцесса. Выбор типов штампов и средств механиза­ции. (п 4-7)

50

5-8

3

Расчет технологи­ческих параметров, эскизы штампов и рабочего инстру­мента. Расчет уси­лия, центра давле­ния, выбор обору­дования, смазки. (п 8-18)

85

9-12

4

Оформление расчет­ной записки и защита курсовой работы.

100

13-15
^ 2. СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНОЙ ЗАПИСКИ

Курсовая работа состоит из расчетной записки объемом примерно 15-20 страниц рукописного текста.

Расчетная записка включает следующие разделы:

1. Введение

Во введении дается краткая характеристика листовой штамповки, область ее применения, задачи решаемые в данной курсовой работе.

^ 2. Описание штампуемой детали.

Здесь приводится чертеж детали с техническими требованиями, указывается марка материала, годовая программа выпуска. Приводятся сведения о химическом составе, свойствах материала. Дается оценка штампуемости материала, технологичности конструкции детали, возможности ее получения методами холодной штамповки - получения требуемой геометрии детали, точности размеров и шероховатости поверхности без дополнительной механической обработки. Определяется тип производства в соответствии с годовой программой выпуска.


^ 3. Обоснование выбора технологического процесса изготовления

детали.

Это наиболее важный этап из-за большой трудоемкости подготовки производства и высокой стоимости штампов. На предварительном этапе разработки технологии определяются операции, которые обеспечивают получение требуемой формы детали ( например гибка, вытяжка без утонения и др. ) и способы штамповки для выполнения данных операций ( например гибка на гибочном автомате или на универсальных прессах, ротационная вытяжка или вытяжка на прессах и т.д. ). Технологический процесс изготовления детали зависит от ее формы и размеров, технических требований к детали, штампуемости материала, годовой программы выпуска, конкретных условий производства и других факторов.

Штампуемые детали отличаются большим разнообразием форм и размеров. Кроме того одна и та же деталь может изготавливаться разными способами штамповки в зависимости от программы выпуска, штампуемости материала, точности размеров и других факторов. Поэтому дать в общем виде методику разработки технологических процессов листовой штамповки весьма трудно.

Студенты должны познакомится с существующими технологическими процессами изготовления аналогичных деталей по лекциям и технической литературе, предложить свои технические решения, выбрать оптимальную технологию с точки зрения экономичности, производительности, качества получаемой детали и согласовать ее с руководителем.

При разработке технологического процесса нужно придерживаться следующих общих положений.

В массовом и крупносерийном производстве штамповку нужно производить на высокопроизводительном специализированном оборудовании - роторных и конвейерных линиях, обрабатывающих центрах, автоматах, многопозиционных прессах и др. с автоматической подачей заготовок и съемом деталей.

В серийном производстве штамповку производят в основном на универсальных прессах или специализированном оборудовании с различной степенью автоматизации.

При штамповке в мелкосерийном и единичном производстве используют специальные способы штамповки, у которых затраты на подготовку производства и изготовление оснастки снижаются на один или несколько порядков. К ним относятся поэлементная штамповка, штамповка пинцетными, пластинчатыми, универсально-сборными и переналаживаемыми штампами, штамповка на координатно-револьверных, универсально-гибочных прессах, лазерных установках, ротационные способы обработки металлов давлением, штамповка эластичными средами, гидростатические и импульсные способы штамповки и др.

При штамповке мелких деталей для увеличения производительности и экономии металла следует использовать многорядные последовательные штампы, изготавливающие за один ход пресса несколько деталей. Использование многорядных штампов выгодно еще тем, что их стоимость возрастает меньше, чем рядность штамповки.

При изготовлении мелких полых деталей в серийном производстве широко применяют способ многооперационной последовательной вытяжки в ленте.

При повышенных требованиях к точности размеров и шероховатости поверхности детали применяют дополнительные операции правки и калибровки, специальные виды штамповки, например, зачистку, чистовую вырубку и др.

Гибку деталей сложного профиля при крупносерийном производстве производят на гибочных автоматах или профилегибочных станках.

Для сокращения количества операций при глубокой многооперационной вытяжке применяют вытяжку с утонением материала, прямое или обратное выдавливание.

Выбранный на предварительном этапе проектирования технологический процесс изготовления детали затем уточняется и корректируется при расчете количества и последовательности формообразующих операций и типов штампов ( п. 7 )

^ 4. Определение размеров и формы заготовки.

Привести чертеж заготовки.

5. Расчет оптимального раскроя материала.

Расчет производится с помощью ЭВМ по программам , разработанным кафедрой. Определяется ширина полосы (ленты) с учетом способа ее подачи в штамп (с боковым прижимом или без него). Как правило, большие размеры заготовки следует располагать поперек полосы (ленты). При раскрое заготовок для гибки на относительно малые радиусы необходимо учитывать направление волокон проката.

Выбрать сортамент исходного материала (лист, лента), учитывая размеры детали и годовую программу выпуска. Рассчитать оптимальный вариант раскроя и коэффициент использования металла. Привести схемы раскроя полосы и листа.

^ 6. Выбрать способ резки листа на полосы, если исходный материал лист;

рассчитать усилие резки, выбрать марку ножниц для резки.

7. Установить структуру технологического процесса, т.е. определить характер, число и последовательность операций или переходов штамповки. Количество формообразующих операций определяется по допустимой степени деформации или коэффициентам вытяжки, формовки, отбортовки и т.д.

При этом необходимо определить размеры полуфабрикатов по переходам (диаметры, высоты, радиусы и др.) и приложить их эскизы.

Далее необходимо решить вопрос о совмещении в одном штампе нескольких операций, выбрать типы штампов (простого, последовательного или совмещенного действия) и средства механизации. Как правило, только в мелкосерийном производстве целесообразно разделять техпроцесс штамповки на простейшие операции, выполняемые в недорогих штампах простого действия. Во всех случаях нужно стремиться к сокращению количества операций и увеличению производительности.

Для увеличения производительности применяют последовательные и совмещенные штампы, для мелких деталей - многорядные штампы, последовательную штамповку в ленте и др. Штампы совмещенного действия применяют при повышенных требованиях к точности детали и при штамповке деталей больших размеров. Штампы последователь­ного действия благодаря возможности работы на быстроходных прессах, обеспечивают большую производительность и более безопасны в работе, но имеют большие размеры, чем штампы совмещенного действия.

При изготовлении изогнутых деталей с отверстиями, отверстия следует пробивать в плоской заготовке перед гибкой. Однако это не всегда возможно. Пробивку отверстий после гибки производят при повышенной точности их расположения относительно базы или отверстия располагаются вблизи линии гибки. В последнем случае при гибке может исказиться их форма. Для гибки деталей с закрытым или полузакрытым контуром целесообразно применять клиновые, шарнирные сложногибочные штампы или профилирование на роликогибочных машинах.

При вытяжке полых деталей с относительно небольшим фланцем (dф/d£1.2) его получают отбортовкой окончательно вытянутой детали. При изготовлении полых деталей с фланцем, но без дна, для низких деталей следует применять отбортовку, для высоких - вытяжку с последующей пробивкой дна и отбортовкой. Пробивку отверстий в боковых стенках полых деталей производят, как правило, в клиновых штампах одновременно или последовательно с автоматическим поворотом детали, если отверстий много.

В этом разделе необходимо выбрать также средства механизации, т.е. способы подачи в штампы заготовок, удаления деталей и отходов (если пресс универсальный и не оборудован соответствующими устройствами). Следует отметить, что механизация и автоматизация штамповочных работ проводится не только для увеличения производительности, но и для исключения травматизма, улучшения условий труда. Выбираемый тип автоматической подачи зависит от размеров и точности штампуемой детали, толщины материала, шага подачи, производительности, обусловленной производственной программой.

При выборе типа привода автоматических подач следует учитывать, что подачи с приводом от вала или ползуна пресса более универсальны и предназначены для подачи материала в различные штампы. Автоматические подачи с приводом от верхней плиты штампа дешевле, позволяют автоматизировать подачу на универсальных прессах, но только для одного штампа. При небольшой программе и частом запуске партий деталей увеличивается время на переналадку оснастки, и использование традиционных средств механизации и автоматизации становится экономически нецелесообразным. Массовый характер штамповочного производства создает достаточно серьезную проблему уборки и транспортировки большого количества отходов.

Создание транспортабельных отходов значительно облегчает эту задачу. Поэтому отходы, образующиеся при штамповке из ленты, следует сматывать в рулон, а крупные отходы при штамповке из листов или полос необходимо разрезать на части. Для этого в конструкциях штампов предусматриваются специальные элементы.

^ 8. Рассчитать технологические параметры разделительных операций и сконструировать рабочий инструмент - пуансоны и матрицы.

В этом разделе необходимо: - рассчитать усилия вырубки, пробивки, снятия отхода с пуансона, проталкивания детали или отхода через матрицу; определить зазоры и в качестве примера рассчитать исполнительные размеры по одной паре пуансонов и матриц для вырубки и пробивки.

С помощью ЭВМ сконструировать и начертить рассчитанные пары инструментов для вырубки и пробивки. Опорную часть пуансонов круглой и прямоугольной формы следует выполнять с буртиком. Пуансоны сложной формы для вырубки - пробивки, как правило, делаются одинакового сечения по всей длине с расклепкой и запрессовкой в пуансонодержателе по посадкам с натягом в системе вала.

При вырубке толстолистовых материалов ( более 5 мм) расклепку применять нельзя, так как она не обеспечивает требуемую надежность соединения.

При малой площади опорных поверхностей рабочего инструмента пуансоны делают ступенчатыми. Между инструментом и плитами штампа нужно ставить закаленные прокладки. В крупных и сложных штампах применяют вставки, составной инструмент, а для крупномасштабного производства - инструмент из твердых сплавов.

При вычерчивании рабочего инструмента - пуансона, матрицы, пуансона-матрицы один из них назначается основным, от размеров которого зависят размеры штампуемой детали. На основном инструменте ставятся все необходимые для изготовления размеры с предельными отклонениями, а на соответствующих контурах сопрягаемых деталей наносят номинальные размеры без предельных отклонений.

Эти размеры отмечают знаком < * >, а в технических требованиях делают соответствующие записи. Например, на чертежах пуансона и выталкивателя, пригоняемых по матрице: * "пригнать по матрице (поз....) с зазором ... на сторону".

^ 9. Рассчитать технологические параметры гибочных операций, если они есть:

Определить различными методами минимальный радиус гибки и сравнить его с радиусом, заданным на чертеже детали; различными методами определить упругое пружинение детали и сравнить его с заданными значениями допусков по углу на чертеже; предложить приемы по увеличению точности угловых и линейных размеров и получению их в заданном на чертеже поле допусков; рассчитать усилие гибочных операций; определить зазор, форму и исполнительные размеры пуансона и матрицы для одной операции гибки.

Привести их эскизы.

^ 10. Рассчитать технологические параметры вытяжных операций, если они есть:

Определить усилия вытяжных операций; определить необходимость прижима и его усилие для первой и второй операции вытяжки; определить зазор исполнительные размеры рабочего инструмента для последней операции вытяжки, привести эскизы инструмента; оценить точность вытянутой детали и сравнить ее с заданной точностью на чертеже; предложить возможные методы интенсификации процесса (уменьшения количества операций).

^ 11. Рассчитать технологические параметры формовочных операций, если они есть.

В этом разделе необходимо определить технологические параметры раздачи, обжима, формовки, отбортовки, в частности, усилия, зазоры, исполнительные размеры инструмента, радиусы, оценить точность получаемых деталей, сравнить ее с заданной на чертеже.

^ 12. С использованием ЭВМ по разработанным на кафедре программам начертить эскизы общих видов всех штампов.

13. Рассчитать усилия всех штампов.

14. Выбрать оборудование по потребным усилиям, производительности, ходу и другим параметрам для всех штампов, привести его марку и техническую характеристику.

^ 15. При необходимости определить центр давления одного из штампов.

16. Выбрать необходимые смазки.

17. Описать меры по технике безопасности.

Для исключения несчастных случаев применяются различные конструкции ограждений, двуручное включение пресса, использование вспомогательного инструмента (пинцетов, крючков) и другие меры безопасности по ГОСТ 12.2. 109-85. Необходимо отметить конкретные меры по технике безопасности, предусмотренные в конструкции штампов.

^ 18. Заполнить итоговую технологическую карту (табл.2), включив в нее, при необходимости, операции контроля, смазки, термообработки, очистки и др.

Таблица 2.

Технологическая карта

№ п/п

Наименование операции

Тип и марка оборудования

Наименование оснастки












^ 3. ОФОРМЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ ЗАПИСКИ

Расчетная записка должна быть написана чернилами от руки на одной стороне листов бумаги формата А4 ( 297х210 мм ).

Расчетная записка должна быть составлена в соответствии с государственными стандартами, входящими в ЕСКД. Все листы расчетной записки, включая графики, рисунки, таблицы, приложения должны быть сброшюрованы и иметь сквозную нумерацию.

Записка должна иметь титульный лист с заголовком " Расчетная записка к курсовой работе по курсу "Теория, технология и оборудование обработки металлов давлением". На ней должен быть указан университет, кафедра, номер группы, фамилия и инициалы студента и преподавателя, год выполнения.

Расчетная записка разбивается на разделы, соответствующие содержанию (п.п. 1-18 ). Текст разделов может делиться на подразделы.

Записка должна быть написана технически грамотным языком, изложение должно быть логически последовательным, без сокращений слов. В ней должны быть обоснования всех принятых решений, изложение материала должно быть конкретным и кратким. Переписывание из учебников и книг общих положений не допускается.

Текст должен сопровождаться необходимыми схемами, таблицами.

Для аналогичных расчетов дается только пример расчета, а остальные результаты сводятся в таблицу.

Впервые встречающиеся формулы должны иметь расшифровку входящих в них символов. В формулах необходимо применять стандартные или общепринятые в научно-технической литературе символы. Нумерация формул должна помещаться в круглых скобках справа от них.

Размерность всех величин должна быть дана в системе СИ или двойной системе.

Все формулы и справочные данные должны сопровождаться ссылками на источник, из которого они заимствованы (в квадратных скобках указывается номер из списка литературы).

В конце записки приводится список используемой литературы, приложения, содержание. В списке литературы указывается автор, название книги, издательство, место и год издания, количество страниц. В приложении приводятся алгоритмы и программы для ЭВМ, вспомогательные материалы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. -Л.: Машиностроение, 1979.-520с.

2. Зубцов М.Е. Листовая штамповка. -Л.:Машиностроение, 1980.-432с.

3. Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология холодной штамповки: Учебник для ВУЗов. -М.: Машиностроение, 1989.-304с.

4. Ковка и штамповка: Справочник, В 4-х т. Т. 4. Листовая штамповка / Под ред. А.Д. Матвеева-М.: Машиностроение, 1987.-544с.

5. Справочник конструктора штампов: Листовая штамповка / Под ред. Л.И. Рудмана. -М.: Машиностроение, 1988.-496с.

6. Арефин Ю.И., Швайштейн И.С. Прогрессивная штамповочная оснастка: Лениздат, 1988.-111с.

7. Малов А.Н. Технология холодной штамповки: Оборонгиз, 1969.-586с.

8. Скворцов Г.Д. Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки.-М.: Машиностроение, 1972.-355с.

9. Вайнтрауб Д.А., Клепиков Ю.м. Холодная штамповка в мелкосерийном производстве.-Л.: Машиностроение, 1975.-204с.

10. Мещерин В.Т. Листовая штамповка. Атлас схем.-М.: Машиностроение, 1975.-226с.

11. Дурандин М.М., Рымзин Н.П., Шихов Н.А. Штампы для холодной штамповки мелких деталей. Альбом конструкций и схем. -М.: Машиностроение, 1978.-108с.

12. Ходырев В.А. Проектирование, изготовление и эксплуатация штампов с полиуретаном. -Пермь.: Книжное изд-во, 1975.-365с.

13. РТМ 34-65. Штампы для холодной листовой штамповки. Расчеты и конструирование.

14. РТМ 112-63. Штампы для холодной штамповки, оснащенные твердыми сплавами. Расчеты и конструирование.

15. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. Второе изд. -М.: Машиностроение, 1977.-278с.

16. Могильный Н.И. Ротационная вытяжка оболочковых деталей на станках.-М.: Машиностроение, 1983.-192с.

17. Катков В.Ф. Оборудование и средства автоматизации и механизации заготовительно-штамповочных цехов: Учебник для ВУЗов. -М.: Машиностроение, 1985.-384с.

18. Номенклатурный справочник. Кузнечно-прессовое оборудование, выпускаемое предприятиями Минстанкпрома в 1980-1981 г. -М.: НИИмаш, 1980.-79с.

19. Бабаев Ф.В. Оптимальный раскрой материалов с помощью ЭВМ.-М.: Машиностроение, 1982.-168с.

20. Григорьев Л.Л. Автоматизированное проектирование в холодной листовой штамповке.-Л.: Машиностроение, 1984.-280с.