Технология обработки конструкционных материалов

№ 1328

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Кафедра машин и агрегатов металлургических
предприятий

Л.В. Седых

Технология обработки
конструкционных
материалов

Методические указания

Рекомендовано редакционноиздательским
советом университета

Москва   Издательский Дом МИСиС
2009

УДК 621 
 
C28 

Р е ц е н з е н т  
ст. преподаватель Р.А. Николаев 

Седых Л.В. 
С28  
Технология обработки конструкционных материалов: Метод. указ. к выполнению курсовой работы. – М.: Изд. Дом 
МИСиС, 2009. – 59 с. 

Методические указания предназначены для выполнения курсовой работы 
по теме «Разработка технологического процесса обработки детали». В работе 
представлены необходимые нормативные таблицы, техническая документация. 
Для студентов специальностей 150404 и 150400. 
 

© Государственный технологический  
университет «Московский институт 
стали и сплавов» (МИСиС), 2009 

СОДЕРЖАНИЕ 

Предисловие..............................................................................................4 
1. Цель курсовой работы..........................................................................5 
2. Объем и содержание курсовой работы...............................................6 
3. Оформление пояснительной записки .................................................7 
3.1. Формулирование задачи курсовой работы..................................7 
3.2. Определение фонда времени и расчеты, связанные 
с программой выпуска .........................................................................7 
3.3. Технологический процесс изготовления детали.........................8 
3.3.1. Формулировка служебного назначения детали...................8 
3.3.2. Разработка технических условий на деталь и методы 
их обеспечения..................................................................................8 
3.3.3. Отработка конструкции детали на технологичность ..........8 
3.3.4. Выбор заготовки и обоснование метода 
ее получения с расчетом припусков ...............................................9 
3.3.5. Разработка маршрута технологического процесса 
обработки детали..............................................................................9 
3.3.6. Место термической  и химико-термической 
обработок в технологических процессах изготовления 
изделий ............................................................................................10 
3.3.7. Выбор технологического оборудования 
и технологической оснастки для обработки детали....................11 
3.3.8. Выбор способа установки заготовки 
на металлорежущих станках..........................................................14 
3.3.9. Заполнение маршрутной карты...........................................14 
3.3.10. Нормирование технологических операций 
механической обработки................................................................15 
Библиографический список...................................................................16 
Приложения ............................................................................................17 
 

Предисловие 

Методические указания включают вопросы организации, выполнения и защиты курсовой работы по технологии конструкционных материалов с учетом специфики кафедры машин и агрегатов металлургических предприятий. Они разработаны на основе методических указаний по курсовому проектированию.  
Методические указания предназначены для студентов специальностей 150404 и 150400. 

1. ЦЕЛЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ 

Цель курсовой работы – научить студента применять теоретические знания, полученные им в результате изучения различных дисциплин, для разработки экономически эффективных технологических процессов изготовления деталей с использованием высокопроизводительных станков, технологической оснастки и инструментов, а 
также способствовать приобретению навыков по использованию необходимой 
справочной, 
учебной 
литературы 
и 
нормативнотехнической документации. 
Темой курсовой работы является разработка технологического 
процесса изготовления детали. Предпочтение отдается выбору деталей, наиболее часто используемых в различных сборочных единицах 
технологических машин. Технологический процесс должен состоять 
не менее чем из трех технологических операций, например: токарная, 
фрезерная, шлифовальная. В качестве таких деталей можно предложить: зубчатые колеса, ступенчатые валы со шпоночными пазами, 
втулки, крышки, дистанционные кольца, стаканы и другие тела вращения. Каждому студенту преподаватель кафедры выдает наименование обрабатываемой детали с указанием годового объема выпуска. 
Чертеж детали берется из курсового проекта по курсу «Детали машин». 

2. ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ 

Курсовая работа состоит из расчетно-пояснительной записки объемом 
20–30 
страниц, 
написанной 
на 
бумаге 
формата 
А4 
(210×297 мм), и одного листа графического материала формата А3 
(297×420 мм), оформленного по ГОСТ 2.301–68. 
Пояснительная записка должна содержать: титульный лист 
(прил. 1), техническое задание, содержание, введение, основную часть, 
заключение, список использованных источников, приложения. 
В основной части подробно описывается технологический процесс изготовления детали, сформированный на маршрутной технологической карте установленной формы по ГОСТ 3.1118–82. 
Графическая часть состоит из одного листа формата А3, расположенного горизонтально, или формата А4. 
В графической части должен быть изображен рабочий чертеж 
рассматриваемой детали с указанием всех точностных параметров 
(прил. 13). 
Срок выполнения курсовой работы определяется учебным планом. 
К защите курсовой работы допускаются студенты, выполнившие 
ее качественно, в полном объеме и в установленные сроки. При 
оценке качества курсовой работы учитываются соответствие содержания работы требованиям ЕСКД, полнота и правильность выполненных расчетов, логичность обоснования принятых решений, грамотность и аккуратность оформления текстового и графического материалов. Небрежно оформленная записка и графический материал 
преподавателем не подписываются. 
Оценивая курсовую работу, преподаватель учитывает, наряду с 
качеством выполнения работы и убедительностью ее защиты, также 
уровень знаний студента в области общетехнических и специальных 
дисциплин. 

3. ОФОРМЛЕНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ 

3.1. Формулирование задачи курсовой работы 

При описании задачи курсовой работы студент должен сформулировать цель и основные требования к разработке технологического 
процесса изготовления детали требуемого качества, вытекающего из 
служебного назначения изделия в заданном количестве при наиболее 
высокой производительности труда. 

3.2. Определение фонда времени и расчеты, 
связанные с программой выпуска 

При расчете программы выпуска заданной детали, согласно 
ГОСТ 3.1119–83, ГОСТ 14.004–83 и стандартам, одной из характеристик типа производства, т.е. классификационной категории производства, является коэффициент закрепления операции kз.о. 
Коэффициент закрепления операции показывает отношение числа 
всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению в цехах предприятия в течение месяца, к числу рабочих мест на предприятии в одной смене, т.е. kз.о характеризует 
число различных технологических операций, приходящихся в среднем на одно рабочее место цеха или участка цеха за месяц. 
Исходя из заданной годовой программы выпуска, рассчитывают 
коэффициент закрепления операций 

 
о
з.о

я

i

i

П
k
Р
= ∑
∑

, 

где 
оi
П
∑
– суммарное число различных операций; 

 
яi
Р
∑
– явочное число рабочих мест, на которых выполняются 

различные операции. 
В результате расчетов по этому пункту формируется вывод о 
предполагаемом типе производства: массовое, серийное, единичное 
и т.п. 
В соответствии с ГОСТ 14.004–83 определяют величину производственной партии. Производственной партией называются детали 
одного наименования и типоразмера, запускаемые в обработку в течение определенного интервала времени, при одном и том же подготовительно-заключительном времени не операцию. 

Размер партии деталей влияет на экономику производства изделий. С увеличением размера партии растет производительность и 
уменьшается себестоимость, но в то же время увеличивается длительность производственного цикла (прил. 2). 

3.3. Технологический процесс изготовления детали 

3.3.1. Формулировка служебного назначения 
детали 

Студент должен представить четкую формулировку служебного 
назначения детали, в которой следует указать все ее технологические 
функции, марку материала, его химические свойства, механические 
характеристики и технологические свойства (прил. 3). 

3.3.2. Разработка технических условий 
на деталь и методы их обеспечения 

На основе изучения чертежа детали и ее служебного назначения 
должны быть разработаны основные требования к точности обработки (правильность обозначений допусков размеров, отклонений форм 
и взаимного расположения поверхностей и их шероховатости). 
Следует выявить наиболее ответственные поверхности детали, установить главные технологические задачи по изготовлению детали. 
При этом необходимо обратить особое внимание на правильность 
формулировок и обозначений технических условий. Именно они являются в дальнейшем основой для выбора баз и анализа базирования, 
а также для выбора последовательности обработки (прил. 4). 

3.3.3. Отработка конструкции детали 
на технологичность 

Имеющиеся чертежи детали (изделия) требуют критического анализа с целью исключения конструктивных ошибок, исправления устаревших (см. прил. 13) или недопустимых обозначений технических 
параметров, нерационально выбранного материала с позиции технологии изготовления и т.д. Кроме того, необходимо выбрать наиболее 
экономичные и производительные технологические методы изготовления деталей с учетом годового выпуска и условий производства. В 
ряде случаев следует дать оценку совершенству конструкции изделия и ее соответствию современному уровню техники. 

3.3.4. Выбор заготовки и обоснование метода 
ее получения с расчетом припусков 

Выбор технологического процесса получения заготовки производится на основании чертежа детали с учетом ее конструктивных 
форм и размеров, материала детали, программы и объема выпуска 
заготовок и экономических показателей. 
При выборе заготовки следует стремиться к такому технологическому процессу ее получения, который сможет обеспечить наибольший коэффициент использования материала, т.е. максимально приблизит форму и размеры заготовки к параметрам готовой детали, тем 
самым максимально сократив расход материала и уменьшив себестоимость изготовления детали. 
Выбор технологического процесса получения заготовки в каждом 
конкретном случае решается как комплексная задача на основе технико-экономических расчетов. 
В этой части работы необходимо привести чертеж заготовки с необходимыми размерами с учетом припусков на обработку. 
Для расчета припусков необходимо иметь представление о последовательности технологического процесса изготовления детали, 
поэтому п. 3.3.4. и п. 3.3.5 должны разрабатываться параллельно 
(прил. 5 и 6). 

3.3.5. Разработка маршрута технологического 
процесса обработки детали 

С учетом установленной последовательности обработки поверхностей детали, количества переходов, способов и средств обработки 
из намеченных переходов формируются и обосновываются операции 
технологического процесса изготовления детали. 
Разработка и обоснование маршрута технологического процесса и 
отдельных операций производятся по следующей схеме: 
• предварительно уточняется базирование детали, выбор оборудования, инструмента и технологической оснастки (прил. 7, 8, 10); 
• на первой или первых двух операциях необходимо подготовить 
технологические базы для последующих основных операций; 
• на следующих операциях снимается основной припуск с наиболее ответственных поверхностей детали, в результате чего могут 
быть выявлены дефекты по материалу (раковины, трещины и т.п.); 

• уточняется цель операции: рассматривается соответствие 
взаимосвязей между поверхностями, указанными отклонениями относительно конструкторских баз; 
• описывается, какими средствами достигается цель операции. 

3.3.6. Место термической  
и химико-термической обработок 
в технологических процессах изготовления 
изделий 

Большая часть ответственных деталей машин испытывает в процессе работы высокие механические, и часто знакопеременные, нагрузки. Такие детали требуют упрочняющей термической обработки 
с целью повышения физико-механических свойств материала. Необходимая твердость поверхностей после термической обработки указывается непосредственно на чертеже детали. 
Основные виды термической и химико-термической обработок: 
• объемная закалка с последующим отпуском; 
• поверхностная закалка токами высокой частоты (ТВЧ); 
• нормализация; 
• улучшение; 
• цементация с последующей закалкой и отпуском; 
• азотирование; 
• цианирование. 
Термическая и химико-термическая обработки приводят к повышению твердости и прочности стали, что затрудняет ее механическую обработку. Поэтому упрочнение поверхностей следует производить после основных технологических операций резания перед 
окончательной обработкой. 
От места термической обработки в технологическом процессе зависит: 
• производительность обработки, т.е. основное технологическое 
время, которое должно быть минимальным; 
• износ и стойкость инструмента; 
• трудозатраты и стоимость обработки каждой детали, партии 
деталей, изделия в целом. 

3.3.7. Выбор технологического оборудования 
и технологической оснастки для обработки 
детали 

На этом этапе курсовой работы окончательно выбирается станочное оборудование, приспособления и инструмент с указанием их 
технических характеристик. 
К технологическому оборудованию для механической обработки 
заготовок относятся различные виды металлорежущих станков. Их 
классификация приведена в прил. 7. 
Токарные станки предназначены главным образом для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных 
поверхностей, нарезания резьбы и обработки торцевых поверхностей 
деталей типа тел вращения с помощью разнообразных резцов, сверл, 
зенкеров, разверток, метчиков и плашек. Применение дополнительных специальных устройств (для шлифования, фрезерования, сверления радиальных отверстий) значительно расширяет технологические возможности станков данной группы. Токарные станки могут 
иметь горизонтальную или вертикальную компоновку в зависимости 
от расположения шпинделя. 
Сверлильный станок – станок для обработки отверстий со снятием стружки. На сверлильных станках производят сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание, растачивание, нарезание 
резьбы. Различают следующие типы сверлильных станков: вертикально-сверлильные, горизонтально-сверлильные, центровальные, 
многошпиндельные, агрегатные, специализированные и др. 
Зуборезьбообрабатывающий станок – металлорежущий станок 
для обработки зубчатых колес, червяков и зубчатых реек. В зависимости от применяемого инструмента различают зубофрезерные, зубодолбежные, зубострогальные, зубоотделочные (зубошевинговальные, зубошлифовальные, зубохонинговальные, зубопритирочные, 
зубообкаточные и зубозакругляющие) станки. 
Фрезерный станок – металлорежущий станок для обработки резанием при помощи фрезы наружных и внутренних плоских и фасонных поверхностей, пазов, уступов, поверхностей тел вращения, 
резьб, зубьев зубчатых колес и т.п. 
Шлифовальный станок – металлорежущий станок для обработки заготовок абразивным инструментом. В соответствии с принятой 
для металлорежущих станков классификацией, шлифовальные станки подразделяют на кругло- и внутришлифовальные (в том числе