Курс лекций по "Технологии машиностроения"

 

      Методы  обработки шпоночных и шлицевых стр 188 – 189

      6.11.1. Классификация погрешностей механической обработки.

      Систематические погрешности, они остаются для всех заготовок рассматриваемой партии постоянными или  закономерно изменяются при переходе от каждой заготовки к следующей:

      А) погрешности, вызванные геометрическими  неточностями станков, нормы геометрической точности указаны в индексе модели станка (3А110В), существуют стандарты, в которых оговорены погрешности при сборке станков. Например, допуск параллельности и прямоты направляющих станков 0,05 – 0,08

      Б) погрешности, вызванные геометрическими  неточностями инструмента, в основном проявляются при использовании мерного инструмента, свёрел, протяжек, разверток и фасонного инструмента.

      В) погрешности, вызванные износом инструмента.

      

      В результате действия случайных погрешностей происходит рассеивание размеров заготовок, причины их возникновения – колебания твердости обрабатываемого материала и припуск, колебание усилия закрепления заготовки.

      

      Для определения тенденции изменения  размеров во времени применяется  метод точечных диаграмм. По вертикали  откладывают размер детали, а по горизонтали порядковый номер обработки.

      Дmin и Дmax – наименьшие и наибольшие предельные размеры, у – допуск.

      По  тенденции изменения размеров видно, что 6 деталь, например из-за размеренного износа инструмента при Дmax появится исправимый брак, при наружном точении, значит, на этой детали нужно пододвинуть станок, предварительно заточив резец.

      6.17. Методы обеспечения заданной точности

      Для обеспечения точности применяется  два основных метода: метод пробных  ходов и метод пробных изменений.

      Применяется в единичном и мелкосерийном производстве, а так же для отдельных ответственных деталей, в других видах производства заключается в проверке и выверки заготовки, снятии пробной стружки на определенной длине, измерение размеров детали, если он не соответствует заданному на чертеже, то сделать второй пробный заход и пробный промер. Субъективный фактор достижения точности – квалификация рабочего.

      Метод автоматического получения размеров на настроенных станках: применяется  в серийном и массовом производствах, заключается в том, что заготовки без выверки устанавливаются в специальные приспособление и инструмент настраивается на заданный размер всей партии заготовок.

      6.17.1. Методы расчета погрешности, пути повышения точности машин

      Существуют  три метода повышения точности машин, расчетно-аналитический метод применяется в строго определенных условиях протекания ТП. Метод основан на учете физических явлений, позволяющих выявлять причины возникновения погрешностей и позволяющий по формулам вычислить размеры погрешности.

      Второй  метод: вероятностно-статистический метод, применяется при больших партиях деталей в условиях крупносерийного и массового производства, без раскрытия физической сущности явлений, при использовании методов кривых распределения и точечных диаграмм.

      Третий:  расчетно-статистический метод, сочетает положительные качества 1 и 2 методов, позволяет рассчитывать случайные погрешности статистическим путем.

      6.18. Путь повышения  точности детали

1. Анализируют ТП в целом и отдельные операции для выявления первичных погрешностей и их влияния в дальнейшем.
2. Суммируют первичные погрешности обработки на каждой операции.
3. Выявляют возможности устранения, уменьшения или взаимной компенсации погрешностей.
4. Намечают конкретные мероприятия по повышению точности, например для повышения точности применяют суммарную погрешность допуска ∆S<T и чем выполняется это условие тем больше запас прочности.

      6.19. Базирование в машиностроении, классификация баз

 

      Расчет  погрешности и проектирование ТП связано с выбором баз. Базы это  поверхности, а так же линии и  точки заготовки ориентирующие ее при обработке на станке.

      Классификация баз:

1. Конструкторская база – используется для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.
2. Технологическая база – используется для определения положения заготовки в процессе изготовления или ремонта.

      От  измерительных баз производят отсчет выполнения размеров при изменении  размеров или проверок расположения поверхностей и детали.

      По  месту положения в маршруте обработки:

      А) Черновые – используют на первых операциях, когда обработанных поверхностей на заготовке еще нет.

      Б) Промежуточные – получаются при  обработке от черновых баз.

      В) Чистовые базы – используют для  завершения обработки.

      По  наличию базирующих поверхностей:

      А) Основные базы – это поверхности  предусмотренные конструкцией детали и выполняющие определенную роль при ее обработке.

      Б) Вспомогательные базы – поверхности  специально созданные на детали исходя из технологических соображений.

      6.20. Погрешность установки, выбор баз, обозначение баз в технологической документации

      Погрешность установки обработанной заготовки  в приспособлении состоит из погрешности  базирования  , погрешности закрепления и погрешности приспособлений

      Погрешность базирования  называют разность предельных расстояний от измерительной базы. Например, фрезерование уступов в заготовке.

      

      1 – установочная (технологическая)  база- та поверхность на которую  устанавливают заготовку.

      Для получения размера А эта поверхность является также и измерительной базой т.е. измерительная база совмещена с технологической т.е. разность между измерительной и технологической базой, или погрешность базирования, = 0.

      Для размера В измерительной базой  является поверхность 2, а технологической – 1, погрешностью базирования является погрешность допуска на размер Н, Sб_{в =} d

      6.20.1. Выбор баз

      Сперва  за технологическую принимают черновую базу, она должна обеспечить равномерное  снятие припуска  при последующей  обработке поверхностей с базированием на обработанную  технологическую базу и наиболее точное взаимоположение обработанных и необработанных поверхностей детали.

      Принципы  выбора баз:

1. Принцип совмещения и единства баз, в качестве технологической выбирают конструкторскую приоритетную базу, при этом отсутствует погрешность базирования
2. Принцип постоянства баз – использовать на всех тех.операциях в качестве технологических баз одни и те же поверхности обработки, например на центровых отверстиях , валах. Если измерительные базы переменны и не имеют больших размеров, то 1-й принцип осуществить трудно. Тогда осуществляют 2-й принцип. Когда постоянство баз не может быть обеспечено, выбирают обработанные и желательно наиболее точно обработанные поверхности.

      Для полной ориентации заготовки число  установочных элементов приспособления должно быть таким, чтобы  при соблюдении условия неотрывности баз от установочных элементов приспособления, заготовка не могла иметь сдвига и вращения относительно трех координатных осей, т.е. лишиться 6 степеней свободы. Число установочных элементов приспособления должно быть равно 6 – правило шести точек.

      Например  необходимо фрезеровать паз призматической детали.

      Точки 1,2,3 составляют установочную базу при  закреплении силой Qz, точки 4 и 5 составляют направляющую базу, при закреплении силой Qx они лишают заготовку перемещения вдоль Ox (точка 4) и вращения вокруг Oz (точка 5). Точка 6 составляет опорную базу заготовки и лишает ее перемещения вдоль Oy  при закреплении силой Qy. Погрешность базирования размеров l1, и и h = 0.

      6.21. Технологическое обеспечение качества деталей

1. Выбор маршрута обработки поверхности.

      А) Черновые методы обработки, на которых  снижается большая часть, примерно 2/3, припуска с большой подачей, т.е. при max производительности, при этом шероховатость и глубина дефектного слоя высоки.

      Б) Чистовые методы, при которых снимается  приблизительно ¼ часть припуска и достигается заданная точность.

      В) Отделочные методы, на которых снимается  оставшаяся часть припуска и обеспечивается качество поверхностей, в основном качество поверхности зависит от отделочного метода обработки, но стараются сохранить положительные качества полученные от предыдущих методов обработки, например наклеп, остаточное напряжение сжатия.

      2) Выбор отделочного метода обработки.

      Выбирается  метод обработки лезвийным инструментом или абразивным или методом ХППД (холодная пластичная поверхностная деформация), каждому методу деформации свойственен свой диапазон высоты неровности, глубины дефектного слоя, и схемы расположения штрихов от инструмента. При резании лезвийным инструментом превалируют силовые факторы процесса резания. Увеличивается твердость, снижается вязкость поверхности, возникают остаточные напряжения растяжения или  сжатия в зависимости от режима резания. При резании абразивным инструментом превалируют тепловые изменения в зоне резания: на границах зерен возникают зоны закалки и отпуска, возникают остаточные напряжения. При применении метода ХППД снижается шероховатость и твердость, возникают остаточные напряжения сжатия в поверхностном слое.

      3) Выбор режимов обработки.

      Режимы  резания по разному влияют на качество поверхности. Например, при точении  вязких сталей резцами из быстрорежущей  стали, при увеличении подачи, шероховатость  поверхности увеличивается, при  увеличении скорости, max шероховатость достигается при скорости 20 м/мин, соответствует max величине нагрева на передней поверхности резца.

      6.22. Классификация, технико-экономическая характеристика и расчет припуска на обработку

1. Общий припуск  Z₀ на обработку – слой материала, удаленный с поверхности исходной заготовки (проделывается одной механической операцией) в процессе механической обработки с целью получения готовой детали.

      Общий припуск равен сумме операционных припусков:

      2) Операционный припуск Zоп – слой материала, удаляемый с заготовки при выполнении 1 технологической операции. 

      3) Промежуточный припуск – Zпп – разность размеров исходной заготовки, получаемых на смежном, предшествующем и  выполняемом технологическом переходе.

      6.22.1. Технико-экономическая характеристика припуска на обработку

      Оптимальная величина общего припуска находится  на основании технико-экономического расчета с учетом технологических  ограничений. Zmin – минимальная величина припуска, при которой снимаются все дефекты от предыдущей обработки. Если припуск будет меньше Zmin, то возможно появление черновин, т.е. необработанных поверхностей.