Повышение качества разработки технологических процессов в курсовых проектах и выпускных квалификационных работах обучающихся

Размещено на http://www.allbest.ru/

Повышение качества разработки технологических процессов в курсовых проектах и выпускных квалификационных работах обучающихся

Елагин В.В.

Глинская Н.Ю.

Изучение методики разработки технологических процессов, формирование первичных навыков самостоятельного технологического проектирования - важнейшие цели подготовки обучающихся по направлению 15.03.05 - Конструкторско-Технологическое обеспечение машиностроительных производств. Во многом эти цели достигаются в процессе самостоятельной работы обучающихся над курсовыми проектами по дисциплинам технологического профиля и технологической частью выпускных квалификационных работ (ВКР).

К объективным сложностям обучающихся следует отнести отсутствие формальной методики технологического проектирования. Выполнение многих этапов технологического проектирования носит сложный творческий креативный характер. Зачастую качественный результат может быть получен только при использовании итеративного подхода к проектированию и последовательного приближения к необходимому результату. Безусловно, на таких этапах роль руководителя, а также умение обучающего работать с различными источниками информации многократно возрастает.

Огромный многолетний опыт преподавателей кафедры "Технология машиностроения, металлорежущие станки и комплексы" осуществления руководства курсовым проектирование позволяет выявит типовые ошибки обучающихся. Обобщение этого опыта помогает совершенствовать различного рода методические указания, способствующие минимизации типовых ошибок. Примером могут являться указания (1), некоторые рекомендации из которых приведены ниже.

И курсовой проект и ВКР начинаются с "Введения". Написать грамотное полноценное введение в самом начале работы практически невозможно. Большую часть этого раздела целесообразно выполнять при завершении работы над ней.

Полноценное введение к ВКР в идеале должно содержать:

1. Актуальность темы ВКР - доказательство важности, значимости, востребованности результатов работы в данный момент.

2. Цель ВКР. Как правило, целью ВКР является получение наиболее эффективного технологического процесса механической обработки детали.

3. Задачи, решаемые в ВКР. Каждый раздел ВКР посвящен решению одной или нескольких задач. Поэтому, формулируя задачи, можно фактически использовать названия разделов пояснительной записки.

4. Методики, используемые в ВКР. Следует указать, какие методики использовались для решения тех или иных задач. 5. Нормативно-правовая база. Важно указать стандарты единой системы конструкторской документации (ЕСКД) и единой системы технологической документации (ЕСТД), которыми руководствовались при написании ВКР. Можно привести номера лицензий на программные продукты.

Следующим этапом технологического проектирования является "Анализ конструкции детали и требований к ее изготовлению".

При сообщении общего служебного назначения следует избегать фраз типа: "Корпусная деталь используется для закрепления на ней других деталей" или "Кронштейн входит в один из узлов вертолета".

По возможности, следует сообщать реальное служебное назначение детали. В крайнем случае, по согласованию с консультантом - руководителем, можно сформулировать служебное назначение детали в воображаемом узле.

Следует анализировать важнейшие технические требования к детали, исходя из ее служебного назначения. Важно обратить внимание на поверхности, к которым предъявлены особые требования с точки зрения свойств материала.

При работе над разделом "Определение типа производства" тип производства определяется предварительно, поскольку в задании нет базового технологического процесса. Как правило, оно осуществляется по таблицам.

Важно понимать, что определение типа производства не является самоцелью. Целью является определение общей направленности проектирования ТП. Например, при определении мелкосерийного типа производства обучающийся должен понимать, что имеет дело с многономенклатурным гибким автоматизированном производством.

Выполнение раздела "Анализ технологичности конструкции" вызывает у обучающихся существенные трудности. Во-первых, само понятие технологичности является комплексным, неоднозначным, многокритериальным. Очень часто обучающийся заменяет понятие "технологичность" понятием "простота". Это в корне не верно. Во-вторых, для анализа и отработки конструкции на технологичность обучающийся должен иметь глубокие знания о технологическом процессе, который наиболее эффективен для изготовления детали.

В процессе решения этой творческой, неформальной, креативной задачи в максимальной степени должен использоваться ранее накопленный опыт, представленный в различных источниках и опыт руководителя ВКР. На этом этапе возможна коррекция чертежа.

При работе над разделом "Выбор вида исходной заготовки и методов ее изготовления" обучающийся должен выбрать несколько (как минимум два) конкурирующих вариантов исходной заготовки. Анализ ВКР нескольких прошлых лет показывает, что одной из распространенных ошибок является чисто формальный подбор конкурирующих вариантов к основному варианту заготовки. Следует использовать в качестве альтернативных вариантов действительно реально конкурирующие методы.

Кроме того, от внимания обучающегося не должно ускользать то, что в некоторых случаях более дорогая заготовка предпочтительнее по причине существенного упрощения технологического процесса механической обработки резанием. проектирование итеративный творческий

В отдельных случаях можно ограничиться одним вариантом заготовки. Это должно сопровождаться доказательством того, что реальных альтернатив в данном случае нет

Наибольшую трудность всегда вызывает работа над разделом "Выбор технологических баз и определение общей последовательности обработки"

Этот этап является самым важным этапом технологического проектирования и носит творческий неформальный характер. Здесь решается двуединая задача - идет выбор технологических баз и формируется общая структура ТП. На этом этапе следует обратить внимание на необходимость обоснования принятых решений. Одной констатации того, что на первой операции в качестве технологических баз используются такие-то поверхности, а на второй - такие-то, недостаточно. Требуется использование аппарата размерных цепей для выявления целесообразного варианта построения ТП.

На этом этапе обосновывается последовательность обработки. В результате его выполнения должна быть предложена структура ТП, состоящего из нескольких операций (как правило, от одной до трех) и схемы базирования детали на этих операциях.

А вот при работе над разделом "Выбор методов и количества переходов для обработки поверхностей детали" больших проблем у обучающихся не возникает. Следует руководствоваться таблицами экономически достижимой точности обработки и типовыми технологическими процессами. При этом, для каждой поверхности, подлежащей обработке, должен быть выбран определенный набор переходов с указанием точности, которая должна достигаться на каждом из них.

Последовательность, в которой рассматриваются поверхности - произвольная. Следует учитывать специфику современных многоцелевых станков с ЧПУ - возможность замены финишных шлифовальных переходов такими, как тонкое точение, фрезерование и растачивание. С помощью этих переходов можно уверенно достигать точность, соответствующую 7 квалитету ISO и шероховатости Ra1.25.

При работе над разделом "Формирование маршрута обработки детали" формируется предварительный маршрут, как рабочий, промежуточный результат (не путать с маршрутным ТП - документом единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП)).

В предыдущем разделе выбраны все переходы для обработки детали. Здесь, в соответствии с ранее намеченной последовательностью обработки детали, эти переходы объединяются в операции. Для этого, безусловно, нужен предварительный выбор компоновки оборудования, которая существенно определяет тот или иной состав переходов в операции. На этом этапе выбирается не модель, а именно компоновка (тип) оборудования - вертикальный станок с ЧПУ, горизонтальный станок ЧПУ или горизонтальный с глобусным столом с ЧПУ.

При выполнении этого раздела может быть внесена коррекция в два предыдущих раздела. Такая ситуация является нормой. Например - проявляется целесообразность объединения двух операций в одну с переходом на оборудование, имеющее большие технологические возможности.

Важным этапом является работа над разделом "Проектирование технологической операции"

На данном этапе разработки ТП следует осуществить выбор технологического оснащения операции и, прежде всего, оборудования.

Часто встречающейся ошибкой обучающихся является полное игнорирование точностных характеристик станка, что приводит к неточностям в выборе.

Выбор инструментов и вспомогательной оснастки, как правило, осуществляются по каталогам ведущих фирм - производителей. Больших проблем здесь не возникает, однако нужно учитывать параметры конуса шпинделя многоцелевых и параметры резцедержателей для токарных станков.

Предпочтение следует отдавать твердосплавным инструментам с механическим креплением неперетачиваемых пластин.

На данном этапе разработки ТП установочные приспособления подробно не прорабатываются. Чаще всего, достаточно указать тип оснастки, которая используется для сборки установочных приспособлений (комплекты универсально-сборных приспособлений (УСП), универсально-сборной переналаживаемой оснастки (УСПО), сборно-разборных приспособлений (СРП)).

После формирования маршрута обработки выполняется работа над разделом "Размерный анализ ТП"

Как это ни странно, самой распространенной ошибкой при выполнении данного раздела ВКР является непонимание его целей и результатов. В подавляющем большинстве случаев ошибочно считается, что главной целью данного анализа является расчет припусков и межпереходных размеров, хотя это является второстепенной целью.

Главной целью размерного анализа является оценка возможности достижения требуемой точности детали при реализации предлагаемого технологического процесса. Программа АСТРА (Автоматизированная система технологического размерного анализа), которая автоматизирует выполнение размерного анализа, выявляет в проектируемом ТП все случаи смены баз и сопровождает это соответствующими расчетами. В результате дается вывод о возможности или невозможности достижения всех размерных параметров точности детали. Если фиксируется невозможность достижения точности, то требуется внесение изменений в техпроцесс, и (или) точностные параметры заготовки и повторение попытки выполнения расчетов.

Следует добавить, что программа АСТРА помимо заключения о корректности предложенного техпроцесса и межпереходных размеров, включая размеры заготовки, дает максимальные значения припусков для всех переходов. Они используются при расчете режимов резания.

После окончания работы над данным разделом ВКР можно продолжить и завершить проектирование чертежа заготовки.

Затем происходит Работа над разделом "Назначение режимов резания"

При выполнении этого раздела ВКР в распоряжении обучающегося есть несколько путей - от использования рекомендованных режимов резания производителями инструментов, приведенных в каталогах, до проведения аналитических расчетов с помощью различных программных продуктов.

Общей закономерностью является то, что режимы резания для станков с ЧПУ, особенно многоцелевых станков с ЧПУ в составе гибких производственных систем (ГПС), в значительной степени ужесточаются в сравнении с использованием обычных станков.

Однако интенсификация режимов резания повышает вероятность хрупкого разрушения твердосплавного инструмента. Устранение последствий выкрашивания пластин требует значительных затрат времени.

Выполнение следующего раздела "Нормирование технологического процесса" не вызывает значительных трудностей. Однако, условия гибкого автоматизированного производства (ГАП) требуют учета некоторых специфических особенностей при расчете норм времени для этого типа производства.

Первой особенностью является разделение вспомогательного времени на две составляющие:

1. tвм - вспомогательное машинное время, то есть вспомогательное время работы станка по управляющей программе. Это время холостых перемещений, замены инструмента, поворота стола и так далее.

2. tв.оп - вспомогательное время, связанное с действиями оператора, перекрываемое полностью или частично временем цикла.

В оперативное время следует включать основное машинное время, время вспомогательное машинное и неперекрываемую часть вспомогательного времени, связанного с действиями оператора.

Вторая особенность состоит в том, что дополнительное время, которое в некоторых источниках называется временем на личные потребности оператора, нормируется в исключительных случаях.

Таким образом, рассмотрены все основные этапы разработки технологического процесса. Использование рекомендаций такого типа совместно с собственно методиками технологического проектирования

Позволяет существенно повысить качество курсовых проектов и ВКР.

Список литературы

1. Глинская, Н.Ю. Реализация процедур государственной итоговой аттестации по направлению подготовки 15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств [Электронный ресурс] : методические указания для обучающихся по образовательной программе высшего образования по направлению подготовки 15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств / Н.Ю. Глинская, В.В. Елагин; М-во образования и науки Рос. Федерации, Федер. гос. бюджет. образоват. учреждение высш. образования "Оренбург. гос. ун-т", Каф. технологии машиностроения, металлообраб. станков и комплексов. - Электрон. текстовые дан. (1 файл: 0.82 Мб). - Оренбург: ОГУ, 2018. - 34 с. - Загл. с тит. экрана. -Adobe Acrobat Reader 6.0

Размещено на Allbest.ru