Уважаемый председатель Государственной экзаменационной комиссии, уважаемые
члены комиссии, уважаемые присутствующие!

Позвольте представить вашему вниманию выпускную квалификационную работу на
тему: «Разработка технологического процесса механической обработки детали
“Планка” на станках с ЧПУ ООО “САГАМАШ”».

Актуальность темы связана с тем, что современное машиностроительное производство
требует повышения точности, производительности и стабильности качества выпускаемых
деталей. Применение оборудования с числовым программным управлением позволяет
обеспечить повторяемость размеров, уменьшить влияние человеческого фактора и
сократить время переналадки. Однако эффективность производства зависит не только от
возможностей станка, но и от правильного выбора заготовки, технологических баз,
последовательности операций, инструмента и режимов обработки.

Цель работы  — разработка технологического процесса механической обработки
детали «Планка», получение заданных размеров, точности и качества
поверхностей при рациональном использовании материала, оборудования и режущего
инструмента.

Объект исследования — процесс изготовления детали «Планка» в условиях
ООО «САГАМАШ».

Предмет исследования  — технологические решения, оборудование, режущий и
измерительный инструмент, а также режимы механической обработки данной детали.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

— проведён анализ конструкции и назначения детали;
— определён тип производства;
— обоснован выбор материала и способа получения заготовки;
— разработан маршрут механической обработки;
— выбраны оборудование и инструмент;
— рассчитаны основные технологические параметры;
— рассмотрены требования охраны труда.

При написании работы использованы труды российских и зарубежных учёных,
нормативные документы, учебные и справочные материалы по технологии
машиностроения и литература по охране труда. Всего использован 21 литературный
источник. Работа состоит из введения, 3 основных разделов, заключения, списка
использованных источников и 3 приложений.

Деталь «Планка» входит в состав сварной рамы механизма перемещения мостового крана
и представляет собой плоскую протяжённую деталь из листового металлопроката.

В качестве материала выбрана конструкционная низколегированная сталь 09Г2С.

Годовая программа выпуска составляет 500 деталей. С учётом массы детали и объёма
выпуска принят среднесерийный тип производства. Для него характерно изготовление
деталей периодически повторяющимися партиями, применение станков с ЧПУ и
использование переналаживаемой технологической оснастки.

Одной из основных задач работы являлся выбор рационального способа получения
заготовки. Были рассмотрены два варианта: заготовка, получаемая ковкой, и заготовка из
листового проката.

В качестве принятого варианта выбран листовой прокат. Его форма наиболее близка к
форме готовой детали. Использование листа уменьшает объём снимаемого металла,
сокращает количество заготовительных операций и не требует изготовления
дорогостоящей ковочной оснастки.

По результатам экономического сравнения расчётный годовой эффект от применения
листового проката при программе выпуска 500 деталей составил 133 тысячи 50 рублей.

Основным результатом работы стала разработка технологической последовательности
изготовления детали.

На первом этапе из листового проката отрезается заготовка. Затем
выполняется фрезерование продольных поверхностей и торцов, после чего
производится разделка продольных кромок под сварку.

Следующим этапом выполняется предварительное сверление восьми отверстий, которые
затем растачиваются до окончательного диаметра 75 миллиметров.

Завершающей операцией является контроль готовой детали. Контролируются основные
габаритные размеры, диаметр и расположение отверстий, шаг между ними, параметры
разделки кромок, плоскостность и качество обработанных поверхностей.

В качестве основного оборудования выбран пятиосевой обрабатывающий центр C.B.
Ferrari S620. На нём предусматривается выполнение фрезерных, сверлильных и
расточных переходов. Использование одного обрабатывающего центра сокращает
количество промежуточных перемещений детали между станками и повышает
стабильность обработки.

Отдельный раздел работы посвящён вопросам охраны труда. Основными опасными и
вредными факторами при механической обработке являются вращающийся инструмент,
движущиеся элементы станка, металлическая стружка, шум, вибрация, охлаждающая
жидкость и электрооборудование.

Для снижения производственных рисков предусматриваются исправные защитные
ограждения и блокировки, применение защитных очков и специальной одежды,
вентиляция рабочей зоны, контроль технического состояния оборудования и
использование системы аварийной остановки.

По итогам выполненной работы можно сформулировать следующие основные
выводы:

Во-первых, разработка рационального технологического процесса позволяет обеспечить стабильное качество продукции, повысить производительность и снизить производственные затраты.

Во-вторых, выбранный материал 09Г2С соответствует назначению детали и условиям её
дальнейшего использования в составе сварной конструкции.

В-третьих, листовой прокат является наиболее рациональным видом заготовки для
плоской протяжённой детали и экономически выгоднее рассмотренного варианта ковки.

В-четвёртых, разработанный маршрут охватывает основные этапы изготовления:
получение заготовки, фрезерование, разделку кромок, сверление, растачивание и
окончательный контроль.

В-пятых, применение обрабатывающего центра C.B. Ferrari S620 позволяет выполнять
основные операции механической обработки с программным управлением
перемещениями и автоматической сменой инструмента.

Таким образом, цель выпускной квалификационной работы достигнута, а
поставленные задачи выполнены. Разработан технологический процесс изготовления
детали «Планка» из листового проката с применением оборудования с ЧПУ, стандартного
инструмента и предусмотренных средств контроля.

Доклад окончил.
 


ВОПРОСЫ

1. В чём заключается цель вашей работы?
Цель работы — разработать технологический процесс механической обработки детали «Планка», который обеспечивает получение заданных размеров, точности и качества поверхностей при рациональном выборе заготовки, оборудования, инструмента и режимов обработки.

2. Какой основной результат вы получили?
Основным результатом является разработанная последовательность изготовления детали: получение заготовки из листового проката, фрезерование поверхностей и разделки кромок, сверление и растачивание восьми отверстий, а также окончательный контроль детали.

3. В чём практическая значимость работы?
Практическая значимость заключается в том, что разработанный маршрут можно использовать для организации изготовления детали в условиях среднесерийного производства. В работе определены заготовка, последовательность операций, оборудование, инструмент и основные параметры обработки.

4. Где применяется деталь «Планка»?
Деталь входит в состав сварной рамы механизма перемещения мостового крана. Она является элементом металлоконструкции и после механической обработки соединяется с другими элементами рамы сваркой.

5. Каковы основные размеры детали?
Ширина планки составляет 125 миллиметров, толщина — 20 миллиметров. Длина отдельной изготовленной планки составляет 2990 миллиметров, включая два технологических припуска по 60 миллиметров. После сборки размер составляет 2870 миллиметров.

6. Почему на чертеже указаны размеры 2990 и 2870 миллиметров?
Размер 2990 миллиметров — это полная длина отдельной изготовленной планки с двумя технологическими припусками по 60 миллиметров. Размер 2870 миллиметров указан в скобках и относится к состоянию после сборки конструкции.

7. Входит ли удаление припусков по 60 миллиметров в ваш процесс?
Нет. Разработанный процесс заканчивается изготовлением отдельной планки длиной 2990 миллиметров. Удаление технологических припусков относится к последующему сборочно-сварочному процессу изготовления рамы.

8. Почему выбран материал 09Г2С?
Сталь 09Г2С обладает достаточной прочностью, хорошо сваривается и широко применяется в сварных металлоконструкциях. Это соответствует назначению планки, которая работает в составе сварной рамы мостового крана.

9. Как расшифровывается 09Г2С?
Число 09 означает содержание углерода около 0,09 процента. Буква Г обозначает марганец, цифра 2 указывает на его повышенное содержание, а буква С обозначает кремний. Это конструкционная низколегированная сталь.

10. Почему в качестве заготовки выбран листовой прокат?
Деталь имеет простую плоскую форму и постоянную толщину, поэтому листовой прокат наиболее близок по форме к готовому изделию. Его применение уменьшает объём снимаемого металла, сокращает количество операций и не требует дорогой ковочной оснастки.

11. Какой тип производства принят?
Принято среднесерийное производство. Годовая программа составляет 500 деталей. Детали изготавливаются периодически повторяющимися партиями с применением переналаживаемой оснастки и оборудования с ЧПУ.

12. Какие операции входят в технологический процесс?
Сначала из листового проката отрезается заготовка. Затем фрезеруются продольные поверхности и торцы, выполняется разделка кромок под сварку, сверлятся восемь предварительных отверстий и растачиваются до диаметра 75 миллиметров. Завершающий этап — окончательный контроль.

13. Почему выбран C.B. Ferrari S620?
Это многооперационный обрабатывающий центр с ЧПУ, позволяющий выполнять фрезерные, сверлильные и расточные переходы. Он поддерживает автоматическую смену инструмента, обеспечивает точное программное перемещение и стабильную повторяемость обработки.

14. В чём преимущество станка с ЧПУ?
ЧПУ обеспечивает автоматическое выполнение заданной программы, точное позиционирование инструмента и повторяемость размеров. Также уменьшается влияние человеческого фактора и сокращается время переналадки оборудования.

15. Какой инструмент применяется?
Для фрезерования используется торцевая фреза, для предварительного выполнения отверстий — сверло, а для получения окончательного диаметра 75 миллиметров — расточной инструмент. Применение стандартного инструмента упрощает его подбор и замену.

16. Почему отверстия сначала сверлят, а затем растачивают?
Сверлением получают предварительное отверстие меньшего диаметра. Растачивание позволяет довести его до окончательного размера, повысить точность диаметра и улучшить качество цилиндрической поверхности.

17. Что контролируется после обработки?
Контролируются общая длина, ширина и толщина планки, диаметр восьми отверстий, их шаг и взаимное расположение, размеры и углы разделки кромок, плоскостность, прямолинейность и шероховатость поверхностей.

18. Какой экономический результат получен?
По результатам сравнения листового проката и варианта с ковкой более рациональным признан листовой прокат. Расчётный годовой экономический эффект при программе 500 деталей составил 133 тысячи 50 рублей.

19. Какие опасные факторы возникают при обработке?
Основными опасными факторами являются вращающийся инструмент, движущиеся части станка, металлическая стружка, шум, вибрация, охлаждающая жидкость и электрическое оборудование.

20. Какие меры охраны труда предусмотрены?
Предусмотрены защитные ограждения и блокировки, защитные очки и спецодежда, исправная вентиляция, контроль состояния оборудования и аварийная остановка. Стружка удаляется только после полной остановки станка специальным инструментом.

Общие технические вопросы

21. Что такое технологический процесс?
Технологический процесс — это последовательность действий, в результате которых исходная заготовка превращается в готовую деталь с размерами, формой и качеством поверхности, заданными чертежом.

22. Что такое технологическая операция?
Технологическая операция — это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте или станке.

23. Что такое технологический переход?
Технологический переход — это законченная часть операции, выполняемая одним инструментом при обработке определённой поверхности и при неизменном режиме работы.

24. Что такое установ?
Установ — это часть операции, выполняемая при одном закреплении заготовки. Если деталь сняли, повернули или переместили и закрепили заново, начинается следующий установ.

25. Что такое технологическая база?
Технологическая база — это поверхность, линия или точка заготовки, по которой ей придают необходимое положение относительно станка и режущего инструмента.

26. Какие базы применяются для планки?
В качестве основной установочной базы используется широкая плоская поверхность планки. Продольная боковая поверхность задаёт направление, а торец используется как упор для определения положения детали по длине.

27. Что такое припуск?
Припуск — это слой материала, который предусматривается на заготовке и затем удаляется механической обработкой для получения требуемого размера и качества поверхности.

28. Чем припуск заготовки отличается от припусков по 60 миллиметров?
Припуск заготовки снимается при механической обработке, например при фрезеровании торцов или боковых поверхностей. Участки по 60 миллиметров — это технологические припуски для последующей сборки, поэтому в моём процессе они сохраняются.

29. Что такое допуск?
Допуск — это разрешённый диапазон изменения размера. Он равен разнице между наибольшим и наименьшим допустимыми значениями размера.

30. Что такое квалитет?
Квалитет — это степень точности изготовления размера. Чем меньше номер квалитета, тем выше точность и меньше допустимое отклонение.

31. Что означает Ra?
Ra — это параметр шероховатости, показывающий среднее арифметическое отклонение профиля поверхности. Чем меньше значение Ra, тем более гладкой является поверхность.

32. Чем фрезерование отличается от точения?
При фрезеровании вращается многолезвийный режущий инструмент — фреза. При точении обычно вращается заготовка, а резец совершает поступательное движение.

33. Чем скорость резания отличается от подачи?
Скорость резания характеризует скорость движения режущей кромки относительно материала и обычно измеряется в метрах в минуту. Подача показывает перемещение инструмента или заготовки за зуб, за оборот или за минуту.

Вопросы по чертежам

34. Что представлено на первом чертеже?
На первом чертеже представлена готовая к передаче на сборку деталь «Планка». Показаны её габаритные размеры, восемь отверстий диаметром 75 миллиметров, шаг отверстий, разделка кромок под сварку и требования к качеству поверхностей.

35. Что представлено на втором чертеже?
На втором чертеже показана исходная прямоугольная заготовка из листового проката. Она имеет припуск по ширине и длине для последующей механической обработки.

36. Что изображено на третьем чертеже?
На третьем чертеже представлена кинематическая схема вертикально-фрезерного станка 6Р13. Она показывает передачу движения от электродвигателей через валы и зубчатые передачи к шпинделю и механизмам подачи стола.

37. Почему на третьем чертеже показан 6Р13, если выбран Ferrari S620?
Схема 6Р13 относится к ранее применявшемуся универсальному оборудованию и использована для учебного расчёта классической механической коробки подач. В разработанном технологическом процессе основным оборудованием является C.B. Ferrari S620 с программным управлением подачами.

38. Что означает график справа на кинематическом чертеже?
Это график подач. Он показывает, как через различные комбинации валов и зубчатых передач формируется ряд из 17 ступеней подачи станка 6Р13.

39. Что такое (\varphi=1{,}26)?
Буква фи обозначает знаменатель геометрического ряда подач. Каждое следующее стандартное значение подачи примерно в 1,26 раза больше предыдущего.

40. Что означает (\Delta)?
Дельта обозначает отклонение фактической подачи от стандартного значения. В расчёте отклонения не превышают допустимые 2,6 процента.

Страховочные вопросы по несоответствиям

41. Почему на чертеже заготовки стоит длина 2875 миллиметров?
Это несогласованность графической части. Размер 2875 миллиметров был назначен исходя из длины 2870 миллиметров, однако для изготовления отдельной планки длиной 2990 миллиметров заготовка должна быть длиннее 2990 миллиметров.

42. Какой должна быть правильная длина заготовки?
Заготовка должна быть немного длиннее 2990 миллиметров, чтобы обеспечить припуск на обработку торцов. Практически можно принять длину около 2995 миллиметров.

43. Почему в технологической карте указано фрезерование торцов до 2870 миллиметров?
Это несогласованность технологической карты с чертежом детали. В рамках изготовления отдельной планки торцы должны обрабатываться до общей длины 2990 миллиметров. Размер 2870 миллиметров относится к состоянию после сборки.

44. Почему в таблице для растачивания указан станок 243ВМФ2?
В графе оборудования допущена ошибка оформления. По принятому процессу сверление и растачивание отверстий выполняются на обрабатывающем центре C.B. Ferrari S620, функциональные возможности которого позволяют выполнять эти операции.

45. Как обработать деталь длиной 2990 миллиметров на станке?
Длинномерная деталь обрабатывается поэтапно. Она устанавливается на опорах и закрепляется, после обработки доступного участка переустанавливается с повторным базированием по технологическим упорам. Это позволяет сохранить положение поверхностей и отверстий.

46. Какая глубина резания принята — 0,6 или 5 миллиметров?
В расчётной подстановке используется глубина резания 5 миллиметров. Это соответствует снятию припуска при переходе от ширины заготовки 135 миллиметров к промежуточному размеру 130 и далее к окончательному размеру 125 миллиметров.

47. Почему расчётная частота составляет 142 оборота, а принята 200?
142 оборота в минуту — расчётное значение. Для практической обработки принято рабочее значение 200 оборотов в минуту из диапазона станка, после чего определена фактическая скорость резания и выполнена проверка силовых параметров.

Пять ответов, которые нужно знать обязательно

1. Цель работы: разработать технологический процесс изготовления планки.
2. Материал: 09Г2С — прочная и хорошо свариваемая сталь.
3. Заготовка: листовой прокат, потому что форма близка к готовой детали.
4. Маршрут: резка, фрезерование, разделка кромок, сверление, растачивание, контроль.
5. Размеры: 2990 мм — отдельная планка с припусками; 2870 мм — после сборки.