Промышленность производство : Дипломная работа: Разработка технологического процесса механической обработки детали

Дипломная работа: Разработка технологического процесса механической обработки детали

Министерство образования Республики Беларусь

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра "Основы машиностроительного производства и профессиональное обучение"

дипломный проект

Разработать технологический процесс механической обработки детали трактора МТЗ и методическое обеспечение темы предмета «Трудовое обучение» в. общеобразовательной средней школе.

Пояснительная записка

03.01.309317.118.ПЗ

Дипломный проект допущен к защите перед Государственной экзаменационной комиссией

Заведующий кафедрой                                                                  В.И. Молочко

2001

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1.     ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1.          Дидактический анализ темы урока

1.2.          Знания и умения, формируемые при изучении темы

1.3.          Логическая структура учебного материала темы

1.4.          Обоснование форм, методов и средств обучения

1.5.          Разработка технологии обучения

1.5.1.             План урока

1.5.2.             Технологическая карта урока

2.     ИНЖЕНЕРНАЯ ЧАСТЬ

2.1.          Назначение и условия работы детали

2.2.          Анализ технологичности конструкции детали

2.3.          Определение типа производства

2.4.          Выбор и экономическое обоснование метода получения заготовки

2.5.          Выбор технологических баз

2.6.          Разработка технологического маршрута обработки детали

2.7.          Разработка технологических операций

2.7.1.           Выбор моделей оборудования

2.7.2.           Выбор технологической оснастки

2.7.3.           Расчет припусков

2.7.4.           Расчет режимов резания

2.7.5.           Расчет технических норм времени

2.7.6.           Определение загрузки оборудования

3.    ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1.          Расчет себестоимости изготовления детали при годовой программе выпуска 150000 шт

3.2.          Определение экономической целесообразности изготовления детали по разработанному технологическому процессу

4.     ОХРАНА ТРУДА

4.1.          Производственная санитария, техника безопасности на участке

4.2.          Определение противопожарных мероприятий на участке

ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................

ЛИТЕРАТУРА..............................................................................................

ПРИЛОЖЕНИЕ............................................................................................

ВВЕДЕНИЕ

Целью данного дипломного проекта является усовершенствование базового технологического процесса механической обработки детали "Шестерня ведомая" трактора МТЗ – 50 и разработка методического обеспечения темы "Обработка цилиндрических и конических поверхностей" предмета "Трудовое обучение". По педагогической части дипломного проекта необходимо разработать урок с применением активных форм, методов и средств обучения, а также дать обоснование их применения. Обработать учебный материал темы и составить структурологическую схему материала. Разработать методику преподавания данной темы, а именно: технологическую карту урока и план урока. Также необходимо разработать средства обучения необходимые для осуществления учебного процесса.

По инженерной части дипломного проекта необходимо ввести изменения в уже имеющийся базовый техпроцесс, т.е. применить более прогрессирующие методы обработки и обосновать их применение. Необходимо рассчитать режимы резания, технологические нормы времени и коэффициент загрузки каждого станка. В экономическом разделе необходимо произвести расчет себестоимости изготовления детали, а также определить экономическую целесообразность изготовления детали по разработанному технологическому процессу. В разделе "Охрана труда" необходимо выявить временные производственные факторы и предложить меры по их ликвидации, а также разработать технику безопасности на участке изготовления детали и противопожарные мероприятия. Исходными данными для разработки дипломного проекта являются годовая программа 

N = 150000 шт., чертежи детали и базовый техпроцесс.

1. ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Дидактический анализ темы урока

Согласно школьной программы предмет "Трудовое обучение" изучается в 5-9 классах. Программы состоят из следующих разделов:

технология обработки древесины;

технология обработки металла;

бытовые ремонтные работы.

На их изучение в каждом классе отводится 68 часов в год. Технология обработки металлов – один из наиболее традиционных разделов программы трудового обучения в средней школе. Работы по металлу не требуют особенно больших помещений и специальных условий; как правило оборудование для металлообработки обеспечивается действующей системой снабжения школ. На изучение раздела "Обработка металлов" курса средней школы за 9 класс предусмотрено программой 24 часа. Из них 10 часов отводится на формирование знаний, умений и навыков при работе на токарно-винторезных станках ТВ-6. Для изучения предлагаются следующие темы:

1.   "Точность обработки и качество поверхности" – 2ч.

2.   "Основные сведения о процессе резания" – 2ч.

3.   "Механическая подача суппорта токарно-винторезного станка ТВ-6" – 2ч.

4.   "Обработка цилиндрических и конических поверхностей" – 4ч.

Из вышеперечисленных тем видно, что изучение данного подраздела идет от простого к сложному, от теории к практике. Согласно календарно-тематическому плану тема "Обработка цилиндрических и конических поверхностей" изучается в третьей четверти на 5 – 6-ом занятиях. Первое занятие проводится в форме комбинированного урока с изучением теоретических и практических знаний и умений по материалу данной темы. Второе занятие – практическое, связанное с выполнением комплексной работы (изготовление пробойника). Наибольшую сложность при изучении материала данной темы у учащихся вызывает переналадка станка на обрабатывание конической поверхности, в то время как основной материал является повторением ранее изученного в 7-ом и 8-ом классах. Знания, полученные на уроках: физики ("Свойства твердых тел"), черчения ("Тела вращения", "Уклоны и конусность"), математика ("Геометрическое тело") нужно применить при изучении данной темы.

Выполнение учащимися практических работ способствует формированию технического мышления и навыков работы с технической документацией.

1.2. Знания и умения формируемые при изучении темы

При планировании урока были выдвинуты следующие дидактические цели:

-     Сформировать знания по теме "Обработка цилиндрических и конических поверхностей".

-     Сформировать первоначальные умения по выполнению данных операций токарной обработки.

-     Развивать техническое мышление.

На основании вышеизложенных дидактических целей необходимо сформировать следующие умения: управление станком, осуществление наладки станка на обработку цилиндрических и конических поверхностей, пользоваться измерительным инструментом. При проведении вводного инструктажа на этапе актуализации прежних знаний по теме "Механическая подача суппорта токарно-

винторезного станка" учащиеся закрепляют знания об устройстве механизмов, обеспечивающих данную подачу: гитары, коробки подач, зубчатых передач фартука. При изучении нового материала у учащихся формируются знания по наладке станка: крепление заготовки, установка режущего инструмента, установка режимов резания. Учащиеся также изучают способы обработки конической поверхности, а также особенности наладки станка на данную операцию. На протяжении текущего инструктажа – самостоятельной работы учащихся формируются умения работы с технической документацией, а именно с инструкционно-технологическими картами. В результате выполнения практической работы у учащихся формируются умения выполнять наладку станка, вести обработку с использованием как ручной, так и механической подачи, пользоваться измерительным инструментом, осуществлять переход от одной обработки на другую, соблюдая технологии ее выполнения. Также воспитываются чувства ответственности и самоконтроля за качество выполнения задания. При изучении тем, связанных с механической обработкой металла, у учащихся развивается технической мышление, навыки работы с технической документацией, что в некотором роде может являться профессиональной ориентацией при выборе будущей профессии.

1.3. Логическая структура учебного материала темы

Изучение и анализ учебной литературы – один из видов деятельности преподавателя при подготовке к занятиям по предмету. Успешность этой деятельности во многом определяется его умением выделить логическую структуру учебного материала.

Под логической структурой учебного материала понимают "... систему внутренних связей между понятиями и суждениями, входящими в данный отрезок материала". При поурочном планировании объектом изучения являются только локальные структуры, рассматривающие систему внутренних связей между понятиями и суждениями, входящими в относительно небольшие фрагменты учебного материала, ограниченные содержанием всего урока или его части. Изучение структуры учебного материала и ее анализ на основе только простого перечисления понятий, входящих в тему, невозможен. Поэтому возникает необходимость построения модели, отражающей в наглядной форме интересующие преподавателя свойства учебного материала: последовательность, подчиненность и соподчиненность понятий, входящих в материал, их непротиворечивость и закономерность связи между ними. Подобные изображения логической структуры учебного материала называются структурно-логическими схемами. При их создании необходимо соблюдать следующие правила:

-     в каждую вершину графа (система отрезков, соединяющих заданные точки, которые называются вершинами) следует помещать только одно понятие;

-     ребра, соединяющие вершины, не должны пересекаться;

-     отношения подчинения между понятиями указываются направлением стрелки на ребре графа;

-     равнозначные вершины графа, содержащие соподчиненные понятия, следует располагать на одной линии, подчиненные опускают на ступень ниже.

Построение структурно-логической схемы.

Начинается построение с понятийного анализа учебного материала  и выделения исходных понятий. Среди них могут быть новые и уже известные для учащихся понятия.

Усваиваемые понятия  могут быть основными (опорными) и вспомогательными, раскрывающими или детализирующие основные понятия. На основании вышеизложенного была построена структурно-логическая схема на тему "Обработка конических и цилиндрических поверхностей". Построение структурно-логических схем представляет собой один из приемов отбора и систематизации учебного материала, реализующий принципы научности, систематичности и последовательности обучения, доступности и наглядности. Так, при систематизации и закреплении знаний учащихся либо самостоятельно, либо с помощью преподавателя могут составить наглядную "картину" новых знаний.

1.4. Обоснование формы  методов и средств обучения

Основной формой организации учебной работы учащихся является урок. Для наиболее качественного изучения материала темы был выбран комбинированный, так как это наиболее эффективный и распространенный вид урока, в ходе которого учитель повторяет с учащимися ранее пройденный материал, сообщает и закрепляет новые знания. Комбинированный урок был построен по следующей схеме:

-     повторение пройденного учебного материала;

-     сообщение новых знаний по теме урока;

-     закрепление изложенного материала программы;

-     задание на дом.

Каждый элемент играет определенную роль и преследует конкретную цель.

Рассмотрим этапы урока по мере использования методов и средств обучения.

Для реализации организационной части урока был использован словесный метод обучения – беседа, т.к. основной целью данного этапа является подготовка учащихся к уроку и изучению новой темы.

Вводный инструктаж состоит из нескольких частей. Актуализация прежних знаний учащихся по теме "Механическая подача суппорта токарно-винторезного станка ТВ-6" осуществляется путем применения словесных методов обучения – беседы с элементами дискуссии, т.к. целью данной части вводного инструктажа является повторение прежних знаний и плавный переход к изучению нового материала темы. Учитель задает классу теоретические вопросы, на которые учащиеся должны отвечать, сопровождая ответ демонстрацией отдельных узлов и механизмов ТВ-6. На втором этапе вводного инструктажа при изложении нового материала темы "Обработка цилиндрической и конической поверхности" применяем группу методов обучения – словесные, наглядные и практические. Изложение нового материала идет в форме беседы с классом, которая сопровождается применением технических средств обучения – графопроектора. Комплект транспарантов (Транспарант №1 - №6) в определенной последовательности предлагается вниманию учащихся, что позволяет учителю сэкономить учебное время и сосредоточить внимание учеников на более сложных элементах материала. Демонстрация транспарантов №2 ("Схема обработки цилиндрической поверхности"), №3 ("Таблица режимов работы станка"), №4 ("Методы обработки конуса") сопровождается показом трудовых приемов учителем для более наглядного и подробного изучения данных операций. Третий этап вводного инструктажа – закрепление нового материала. На данном этапе идет обсуждение предстоящей практической работы учащихся по инструкционно-технологическим картам: карта №1 ("Обтачивание заготовки за один проход"), карта №2 ("Обработка конической поверхности"). Целью данного этапа является закрепление теоретических знаний нового материала посредством изучения технической документации. Так как данная работа проходит в форме диалога, то применяем метод беседы.

Основной частью текущего инструктажа является закрепление знаний и умений путем выполнения практической работы. На данном этапе учитель контролирует работу учащихся: следит за соблюдением ТБ; контролирует соблюдение технологии; следит за самостоятельностью выполнения задания. Работа осуществляется согласно инструкционно-технологическим картам №1 и №2 на станке ТВ-6.

Целью заключительного инструктажа является подведение итогов практической работы учащихся. Требуется указать общие ошибки, допущенные при выполнении работы, продемонстрировать лучшие работы. При выдаче домашнего задания учитель демонстрирует плакаты "Токарная обработка пробойника", знакомя учащихся с практическим заданием на следующий урок. Для проведения заключительного инструктажа воспользуемся методом беседы так как общение с учащимися проходило в форме диалога.

1.5. Разработка технологии обучения

1.5.1. План урока

Тема: "Обработка цилиндрических и конических поверхностей" 9 класс.

Цель урока:

1)   Сформировать знания по теме "Обработка цилиндрических и конических поверхностей".

2)   Сформировать первоначальные умения и навыки по выполнению данных токарных операций.

3)   Развить техническое мышление.

Оборудование: станок ТВ-6, графопроектор, набор резцов, штангельциркули, инструкционно-технологические карты, операционная карта, транспаранты.

Время – 2 часа.

Ход урока

І – организационная часть

1)   Подготовить учащихся к уроку.

2)   Заполнить учебную документацию.

ІІ – вводный инструктаж

1. Актуализация прежних знаний по теме "Механическая подача суппорта ТВ-6".

Вопросы для повторения.

-     Какие механизмы участвуют в механической подаче суппорта?

-     Каково их назначение?

-     За счет чего в коробке подач достигается изменение подачи?

-     Каково назначение червячной передачи?

-     Как осуществляется механическая подача суппорта?

2. Изложение нового материала

Вопросы для изложения

-     Оборудование.

-     Технология обработки цилиндрических поверхностей.

-     Технология обработки конических поверхностей.

-     Особенности обработки конуса на ТВ-6.

3. Закрепление нового материала.

Выполнение практической работы по инженерно-технологическим картам.

Инструктаж по ТБ.

ІІІ – текущий инструктаж

1.   Следить за соблюдением ТБ.

2.   Контролировать соблюдение технологии.

3.   Совершать целевые обходы.

4.   Следить за самостоятельностью выполнения задания.

IV – заключительный инструктаж

1.   Проверить выполнение работ.

2.   Выделить лучшие работы.

3.   Указать на общие ошибки.

4.   Выдать домашнее задание.

1.5.2. Технологическая карта урока