Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Порядок выполнения курсового проекта.

Проект рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

изучить конструкцию изделия, его назначение, характер и величину эксплуатационных нагрузок и воздействий рабочей среды и окружающей атмосферы. По согласованию с консультантом проекта допускается изменение конструкции с целью улучшения ее технологичности и эксплуатационной надежности (приложение 1);

провести критический анализ объектов проектирования, осуществив следующие действия;

анализ структурного объекта и разделение его на составляющие элементы (узлы и детали изделия, приспособления или сварочной установки, операции технологического процесса, расположение рабочих мест и направления грузопотоков при анализе планировки участка или цеха и т. п.);

выявление и описание недостатков отдельных элементов объекта;

Результаты критического анализа оформить в виде таблицы

сформулировать задачи технических решений по устранению выявленных недостатков;

проанализировать на основе полученной информации материал конструкции, изучить химический состав, механические, теплофизические и технологические свойства заданного материала, с уче­том заводского опыта и по специальной литературе тщательно изучить вопросы его свариваемости (паяемости, разрезаемости, наплавляемости) (приложения 2, 7);

обосновать на основе представлений о свариваемости выбранного материала с учетом конструктивных особенностей изделия и характера рабочих нагрузок, а также технико-экономического сравнения выбор сварки (пайки, резки, наплавки, напыления);

отработать маршрутную схему технологического процесса изготовления изделия и сделать эскизную проработку средств оснащения основных операций;

спроектировать операционный технологический процесс изготовления изделия с расчетом или выбором по литературным источникам или на основании заводского опыта режимов сварки (пайки, резки, наплавки и др.), норм времени, норм расхода вспомогательных материалов, электроэнергии, газов и т.п. (приложения 3, 4, 6, 8);

спроектировать средства механизированного оснащения и автоматизации для выполнения основных технологических операций с расчетом приводов и основных конструктивных элементов. Объем и содержание графической части предварительно согласовывают с консультантом проекта;

обосновать метод контроля качества изделия;

определить технологические себестоимости изготовления изделия по базовому и проектным вариантам и провести расчет годового экономического эффекта (курсовой проект по экономике);

определить основные сравнительные показатели, характеризующие технологичность сварной конструкции (приложение 1);

3.2. Содержание основных разделов пояснительной записки.

Освещают состояние сварочного производства на базовом предприятии или организации. Обосновывают актуальность принятой темы курсового проекта. Дают критический анализ базовой технологии с выявлением недостатков, формулируют цель проекта и вытекающие из этого задачи курсового проектирования.

Цель проекта заключается в достижении технико-экономического или социального результата. Например, целью проекта может быть повышение производительности труда, улучшение качества сварной конструкции, замена ручного труда, повышение безопасности работ и т.п.

Указанная цель может быть достигнута лишь при решении конкретных задач:

разработке технологичной сварной (паяной) конструкции;

теоретическом исследовании по выбору оптимальной технологии обработки деталей и изделия;

проектировании средств механизации технологии;

технико-экономическом обосновании проекта.

3.2.1. Описание изделия и условий его эксплуатации Описание изделия (детали) дают на основе чертежа и упрощенного эскиза изделия, приводимого в пояснительной записке. Эскиз изделия (детали) сопровождают подрисуночной подписью с перечнем основных его элементов.

В записке указывают условия работы изделия - условия эксплуатации, рабочие нагрузки (механические и температурные), среду, в которой работает изделие, или отдельные его элементы.

Приводят основные технические требования, предъявляемые к изготовлению изделия, требования к точности изготовления, методы контроля и их параметры.

Дают практический анализ конструкции для оценки ее технологичности, на основании чего могут быть приняты соответствующие изменения в конструкции элементов или соединений, которые вносят в чертеж изделия (приложение I).

3.2.2. Обоснование выбора материала изделия.

Исходными данными для обоснования выбора материала изделия являются условия эксплуатации и требования к изделию. При выборе материала необходимо учитывать его обрабатываемость различными технологическими способами (термической или механической резкой, строжкой, фрезерованием и т.п.), а также свариваемость (паяемость, разрезаемость), стоимость и др.

В этом разделе записки в виде таблиц, графиков, диаграмм приводят химический состав, механические и теплофизические свойства, прочностные характеристики сварных (паяных) соединений при комнатной и рабочей температурах, особенности взаимодействия материала и сварных соединений с окружающей средой. Размерности используемых критериев приводить в системе СИ [10].

3.2.3. Оценка свариваемости (паяемости) материала и выбор способа сварки (пайки).

Под свариваемостью (паяемостью) понимают способность материала к образованию при данном технологическом процессе соединений с требуемыми свойствами. Свариваемость (паяемость) определяется свойствами основного материала, способом и режимом сварки (пайки), составом и свойствами присадочного материала, флюса, покрытия или защитной средой, конструкцией сварного (паяного) соединения и условиями его эксплуатации.

Оценку свариваемости (паяемости) производят по литературным данным, исходя из общих представлениях о процессе образования соединений. Критерием оценки служит уровень изменения основных используемых свойств соединяемого материала в результате воздействия процесса сварки или пайки.

При анализе свариваемости (паяемости) последовательно рассматривают три группы основных факторов, определяющих способ получения и конечные свойства соединений.

К первой группе относят факторы, обеспечивающие образование прочных межатомных связей в зоне соединения. Анализ факторов этой группы проводят на основе представлений о природе получения соединений при сварке или пайке, что позволяет для данного материала в зависимости от его свойств и конструктивного оформления соединения в изделие в целом выбрать тот или иной способ сварки (плавлением или давлением) или пайки. Назначение конкретного способа получения соединения производят с учетом его производительности и из экономических соображений.

Последующие группы факторов рассматривают с учетом конкретного принятого способа получения соединения.

Вторая группа характеризует процессы физико-химического взаимодействия основного и присадочного материалов, а также вспомогательных материалов между собой и окружающей средой и процессы так называемого металлургического цикла, в который входят нагрев, расплавление, металлургическая обработка, кристаллизация и охлаждение.

В результате протекания этих процессов при сварке возможны изменения химического состава шва, образование дефектов, связанных с расплавлением и кристаллизацией (поры, включения, горячие трещины и др.) и возникающих на стадии охлаждения соединения (холодные трещины, распад твердых растворов с образованием хрупких фаз, структурные превращения).

При описании процессов пайки особое внимание необходимо уделить особенностям физико-химического взаимодействия припоя с основным материалом, созданию условий, обеспечивающих хорошее смачивание поверхностей припоем и заполнение зазоров.

Оценивать свариваемость (паяемость) следует по степени изменения свойств металла шва по сравнению с основным металлом.

Сравнивая различные вспомогательные и присадочные материалы, выбирают вариант, при котором обеспечивается наименьшая вероятность образования в соединении дефектов. В записке приводят характеристики принятых вспомогательных и присадочных материалов.

Третья группа факторов характеризует влияние тепла, используемого для получения соединения, на свойства основного материала, особенно в околошовной зоне. В результате теплового воздействия могут наблюдаться структурные превращения и изменения (фазовая перекристаллизация, распад твердых растворов, выпадение избыточных фаз, изменение размеров зерна), а также образование горячих и холодных трещин, развитие диффузионных процессов.

При разработке технологического процесса сварки в зависимости от требований можно рассчитывать все или только отдельные промежуточные и входные характеристики:

а) температуру и скорость охлаждения металла шва и зоны термического влияния (З.Т.В.), длительность его выдержки в опасном интервале температур Тmax, ω, t_b [20];

б) долевое участие основного металла в формировании шва γ₀, определенную расчетом площадь проплавления F_пр и площадь наплавки F_н;

в) химический состав металла шва для всех легирующих элементов [18, 20];

г) геометрические размеры шва: глубину проплавления h, ширину е, высоту усиления g, коэффициент формы провара ψ_пр;

д) механические свойства металла шва: предел текучести σ_т.ш; предел прочности σ_в.ш; относительное удлинение δ_ш; относительное сужение ψ_ш;, ударную вязкость α_н [ 14, 16, 17, 18, 20 ].

Расчеты по пп. а, б и в обычно выполняют для всех сталей.

Для конструкционных низкоуглеродистых и низколегированных сталей имеются приближенные формулы для расчетов по пп. г и д.

Для закаливающихся сталей можно выполнять расчет по пп. а-г, кроме того, с помощью термокинетических или изотермических диаграмм распада аустенита оценить ожидаемую структуру металла шва и околошовной зоны, возможность возникновения закалочных структур и трещин.

Для хромоникелевых аустенитных сталей проводят расчет по пп. а-г. После расчета эквивалентного содержания никеля Ni_э и хрома Cr_э и суммарного времени выдержки металла в критическом интервале температур Σt_on оценивают фазовый состав металла по диаграмме Шеффлера и вероятность образования межкристаллитной (М.К.К.) и общей коррозии [15, 18, 20].

Пример оценки свариваемости приведен в приложении 2.

Аналогично проводят оценку паяемости, наплавляемости и разрезаемости материалов.

3.2.4. Выбор режимов обработки и оборудования для сварки (пайки, резки, наплавки, напыления).

Выбор оборудования производят для всех операций обработки деталей и соединений изделия, принятых в технологическом процессе. Оборудование должно обеспечивать высокую производительность процесса и качество соединения в соответствии с техническими условиями.

Выбор стандартного оборудования проводят по каталогам, справочникам и литературным источникам из числа выпускаемого промышленностью или нового, готовящегося к выпуску [10, 11, 12, 13, 21, 22].

В записке необходимо привести техническую характеристику оборудования и его паспортные данные.

Режимы обработки (значения регулируемых параметров процесса) подбирают по литературным источникам и стандартам предприятий с поверочным расчетом отдельных или всех элементов режима (приложение 3).

3.2.5. Разработка технологического процесса изготовления изделия.

При разработке технологического процесса необходимо сделать критический анализ существующего на базовом предприятии технологического процесса изготовления аналогичного изделия;

разработать проектный вариант технологии;

пронумеровать техпроцесс по действующим нормативам базового предприятия либо произвести расчет технических норм времени на выполнение каждой операции (приложение 5);

рассчитать нормы расхода вспомогательных материалов (приложение 5 и 8).

Разработанный технологический процесс представляют в виде технологических карт (приложение 4). В пояснительной записке приводят его краткое описание с обоснованием выбранной последовательности и характера принятых операций, расчет норм времени и расхода вспомогательных материалов. При решении задач изготовления изделия в точный размер приводят расчеты режимов сварки и параметров технологии, обеспечивающих компенсацию деформаций, возникающих при сварке (приложение 6).

3.2.6.Описание конструкции и работы спроектированного оснащения

Назначение и конкретный вид проектируемой оснастки определяют по согласованию с. руководителем проекта.

Основными исходными данными при разработке оснащения являются конструкция изделия, технология изготовления, программа выпуска, условия эксплуатации оснастки и др.

Последовательность проектирования оснащения:

определяют по технологической карте или чертежу базовую деталь и базовые поверхности деталей, которые могут быть использованы для фиксирования или крепления их в приспособлении;

разрабатывают принципиальную схему оснащения, определяют усилия, действующие в основных его элементах в процессе работы;

разрабатывают конструктивную схему приспособления или установки (эскизная компоновка), расчетом, или конструктивно определяют размеры его основных деталей;

оформляют окончательно конструкцию приспособления в общем виде.

Проектирование оснащения должно производиться с учетом следующих требований:

в проектируемой конструкции следует по возможности использовать унифицированные узлы, стандартные изделия (редукторы, пневмо-гидроцилиндры, зажимные устройства и т.п.);

установочные базы приспособлений необходимо совмещать с наиболее точными поверхностями деталей изделия. Схема базирования должна обеспечить свободную установку и съем обрабатываемого изделия;

приспособление должно обеспечивать свободный доступ к местам крепления деталей, обработки и контроля;

конструкция должна отвечать требованиям технологичности, предусматривать возможность ремонта и безопасной эксплуатации;

внешний вид оснащения должен удовлетворять требованиям технической эстетики и эргономики.

При разработке оснащения должны использоваться последние достижения предприятий, КБ и НИИ.

В пояснительной записке должно быть приведено описание конструкции и принципа действия спроектированного оснащения. Описание выполняют со ссылкой на чертеж или рисунок.

В записке приводят эскизы и схемы, отражающие принцип действия оснащения.

Записка должна содержать расчеты основных схем или элементов спроектированного оснащения.

В курсовом проекте, как правило, рассчитывают усилия прижатия деталей (кромок), прижимные устройства, передаточные отношения, жесткость отдельных элементов, габаритные размеры пневмоцилиндров и т.д. [3, 4].

В отдельных случаях производят расчеты на прочность сварных (паяных) соединений и изделия в целом.

3.2.7. Выводы по проекту.

В выводах кратко указывают, что цель проекта достигнута за счет разработанных в проекте способов решения задач, поставленных темой проекта, обеспечивших достижение цели. Приводят сравнительные численные данные о технической целесообразности проекта по основным показателям: снижению трудоемкости, повышению производительности труда, улучшению качества продукции, повышению экономической эффективности и уровня механизации технологии, улучшению социальных условий труда и т.п.

4. ЗАЩИТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект студенты защищают перед комиссией в составе 2...3 преподавателей кафедры. Защита должна быть открытой, на ней могут присутствовать все желающие студенты.

График защиты курсовых проектов должен быть разработан и вывешен за 1...2 недели до начала защиты.

В процессе защиты студент должен сделать доклад в течение 7...10 минут и ответить на вопросы членов комиссии и присутствующих.

В докладе должны быть освещены следующие вопросы:

актуальность темы курсового проекта;

цель и задачи проекта;

научно-технические и технологические вопросы, разработанные в проекте;

заключение (выводы) по проекту.

Оценка курсового проекта определяется с учетом качества выполнения и оформления проекта, степени самостоятельности студента при работе над проектом и уровня защиты проекта.

После защиты всех проектов руководители проектов должны провести заключительную беседу со студентами с анализом качества проектирования в целом на примере лучших и худших проектов.

Работа над курсовыми проектами и их защита должна быть завершена в строгом соответствии с графиком учебного процесса. Студенты, не представившие проекты к защите в срок или получившие неудовлетворительные оценки при защите, допускаются к повторной защите лишь по рекомендации комиссии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Банов М.Д. Технология и оборудование контактной сварки: Учебник для студ. Учреждений сред. проф. образования / Михаил Денисович Банов - М.: Издательский центр «Академия». 2006-224 с.

2. Записка пояснительная к курсовому и дипломному проекту. Правила оформления. СТП 2.201-87.

3. Козулин М.Г. Технология сварочного производства и ремонта металлоконструкций: учеб. пособие для вузов. - Тольятти: ТГУ, 2002, -280 с.

4. Козулин М.Г. Конструирование приспособлений для сварочного производства: учеб. пособие / М.Г. Козулин, Н.Е. Машнин. - Тольятти: ТГУ, 2007. - 81 с.

5. Козулин М.Г. Технология электрошлаковой сварки в машиностроении: учебное пособие. - Тольятти, ТолПИ, 1994.-119 с.

6. Ковтунов А.И. Проектирование сварочных цехов. Тольятти: ТГУ, 2007. – 64 с.

7. Куркин С.А. и др. Технология, механизация и автоматизация производства сварных конструкций: Атлас: Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов / С.А. Куркин, В.М. Ховов, А.М. Рыбачук. - М.: Машиностроение, 1989.-328 с.

8. Лучкин Р.С. Расчёт и проектирование сварных конструкций. Тольятти: ТГУ, 2004. -232 с.

9. Милютин В.С. Источники питания для сварки. / В.С. Милютин, М.П. Шалимов, С.М. Шанчуров. - М.: Айрисс-пресс, 2007.-379 с.

10. Механическое сварочное оборудование: каталог, / А.О.ВНИИТЭМР; сост. Е.В. Кравец. - М.: Каталог, 2002.-130 с.

11. Оборудование для сварочного и литейного производств 2001:

номенклатурный каталог / ОАО ВНИИТЭМР; соств. А.И. Беляк. - М.: Каталог, 2001. -117 с.

12.Оборудование для сварочного и литейного производств 2004: Номенклатурн. Каталог, 2004.-123 с.

13. Сварочное оборудование: Каталог / ОАО ВНИИТЭМР.-М.: Каталог, 2002-130 с.

14.Рыжков Н.И. Производство сварных конструкций в тяжелом машиностроении. - М.: Машиностроение, 1980-375 с.

15. Сварка и резка материалов: Учеб. пособие / М.Д. Банов, Ю.В. Казаков, М.Г. Козулин и др.; Под ред. Ю.В. Казакова. - М.; Издательский центр «Академия», 2000.-400 с.

16. Сварка. Резка. Контроль: справочник в 2 т. Т.1 / Н.П. Алешин, Г.Г. Чернышев, А.И. Акулов и др.; под ред. Н.П. Алешина. - М.: Машиностроение, 2004.-619 с.

17. Сварка. Резка. Контроль: справочник в 2 т. Т.2 / Н.П. Алешин, Г.Г. Чернышев, А.И. Акулов и др.; под ред. Н.П. Алешина. - М.: Машиностроение, 2004.-478 с.

18. Специальные методы сварки и пайки: учеб. для вузов / В.А. Фролов, В.В. Пешков, А.Б. Коломенский и др.-М.: Интернет Инжиниринг, 2003. -183 с.

19. Системные и внесистемные единицы измерения по международной системе единиц СИ: справочные материалы/ состав. М.Г. Козулин. - Тольятти, ТГУ, 2007. - 32 с.

20. Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки. Учеб. для вузов / А.И. Акулов, В.П. Алехин, С.И. Ермаков и др.; Под ред. А.И. Акулова. - М.: Машиностроение, 2003. - 559 с.

21. Цепенев Р.А. Промышленные роботы и автоматизированные поточные линии: Учеб. пособие. - Тольятти: ТГУ, 2005.-79 с.

22. Электрошлаковая сварка и наплавка / Под ред. Б.Б. Патона - М.: Машиностроение, 1980. - 511 с.

23. Электрошлаковая сварка и наплавка в ремонтных работах / Сущук-Слюсаренко И.И., Лычко И.И., Козулин М.Г., Семенов В.М.; Отв. ред. Дудко Д.А.; АН УССР. Ин-т электросварки. - Киев: Наук думка, 1989.-192 с.