Задания и пояснения к контр. раб. для заочн. по..


З а д а н и е 1. ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ ОПЕРАЦИИ

З а д а ч а: разработать содержание токарной операции, на ее примере выделить ее характерные структурные части, соотнести их содержание с основными понятиями, принятыми в машиностроении.
(Исходные данные к заданию даны в приложении табл.I.)

Цель работы усвоить содержание основных понятий, связанных с производством изделия, в их иерархической связи.
Теория изучаемого материала дана в лекционном курсе данного УМК (модуль I), в примере разработки структуры операции и оформления работы (см. ниже) и в учебнике [1].
Содержание работы:
ознакомится с содержанием производственных понятий, принятых в машиностроении, в их иерархической связи;
разработать токарную операцию технологического процесса изготовления ступенчатого вала по своему варианту на универсальном токарно-винторезном станке;
составить операционные эскизы обработки вала на каждый технологический переход при каждом его установе по образцу;
составить и заполнить карту содержания операции (табл.) с выделением всех необходимых действий станка и рабочего над обрабатываемым валом и их классификацией в соответствии с принятыми в машиностроении понятиями.
Т а б л и ц а
Карта содержания операции
Содержание
переходов операции
Техноло-
гический переход
Рабочий
ход
Вспомо-гательный ход
Вспомо-гательный переход

Установ 1

1. Установить заготовку на станке и закрепить.



+

2. Подвести к поверхности 1 заготовки резец I на ускоренной подаче. Включить рабочую подачу.



+

3. Проточить поверхность 1.
+
+ (1)



4. Отвести резец I от обрабатываемой поверхности на ускоренной подаче, повернуть резцедержатель, подвести резец II к поверхности 2 на ускоренной подаче. Включить рабочую подачу.



+

5. и т.д.





В выводах по работе студенты должны указать какое количество установов, технологических и вспомогательных переходов, рабочих и вспомогательных ходов на отдельных технологических переходах содержит разработанная токарная операция при обработке вала по заданию.
__________________________________________________
* текст, выполненный курсивом, является пояснением к выполнению этапа проектирования

Пример разработки структуры операции и оформления работы

Цель работы усвоить содержание основных понятий, связанных с производством изделия, в их иерархической связи.












Составление операционных эскизов обработки вала на каждый технологический переход при каждом его установе выполнять по образцу:

_________________________________

Операционные эскизы обработки вала

[текст, выполненный около эскизов обработки курсивом, является пояснением к выполнению этапа проектирования]

Установ I

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
4. разместить около детали (справа ниже вала) резцедержатель, выбрать резцы для обработки отдельных поверхностей детали, разместить их в резцедержателе и пронумеровать
римскими цифрами;
5. около каждого резца указать номер поверхностей, которые будут обрабаты ваться этим резцом (номера поверхностей, обрабатываемые при втором установе детали, указать через знак +).

Переход 1














Переход 2



Переход 3


И т.д.

Составить и заполнить карту содержания операции (табл.) с выделением всех необходимых действий станка и рабочего над обрабатываемым валом и их классификацией в соответствии с принятыми понятиями.
Т а б л и ц а
Карта содержания операции

Содержание
переходов операции
Техноло-
гический переход
Рабочий
ход
Вспомо-гательный ход
Вспомо-гательный переход

Установ 1

1. Установить заготовку на станке и закрепить.



+

2. Подвести к поверхности 1 заготовки резец I на ускоренной подаче. Включить рабочую подачу.



+

3. Проточить поверхность 1.
+
+ (1)



4. Отвести резец I от обрабатываемой поверхности на ускоренной подаче, повернуть резцедержатель, подвести резец II к поверхности 2 на ускоренной подаче. Включить рабочую подачу.



+

5. и т.д.






Выводы: операция состоит из 2-х установов, 8-и технологических переходов, 16-ти вспомогательных переходов, все технологические переходы выполняются за один рабочий ход.

З а д а н и е 2. НОРМИРОВАНИЕ СТАНОЧНЫХ ОПЕРАЦИЙ

З а д а ч а: выполнить расчет нормируемых элементов штучного времени выполнения токарной операции, разработанной в задании 1, при обработке вала и штучного времени его обработки в целом. Определить сменную норму выработки валов.
Цель работы приобретение навыков по техническому нормированию станочных операций.
Теория изучаемого материала дана в лекционном курсе данного УМК (модуль I); в учебнике [1]; в пояснениях к выполнению задания (см. ниже).
Содержание работы:
На разработанную по 1-ому заданию токарную операцию изготовления вала составить карту полного содержания операции (табл.).
Рассчитать основное времени обработки всех обрабатываемых у него
поверхностей (см. «Пояснения к выполнению задания» приведенные в конце задания №2). Внести результаты расчета в карту содержания операции в соответствующие графы. Определить сумму основных времен по всем технологическим переходам операции (
·to) .
Назначить время на выполнение всех вспомогательных переходов операции по нормативам вспомогательного времени (табл. «Нормативы вспомогательного времени для токарных работ (выписка)» см. в «Пояснениях к выполнению задания» приведенные в конце задания № 2). Внести результаты расчета в карту содержания операции в соответствующие графы. Определить время на все вспомогательные переходы операции, просуммировав время на выполнения отдельных вспомогательных переходов (
·tвсп) .
Рассчитать оперативное время выполнения операции как tоп =
·tо +
·tвсп. Внести результаты расчета в карту содержания операции в соответствующую графу.
Определить время на техническое (6%) и организационное (4%) обслуживание рабочего места и на перерывы в работе (2,5%) в процентах от оперативного времени Внести результаты расчета в карту содержания операции в соответствующие графы .
Рассчитать штучное время на выполнение операции и сменную норму выработки деталей:
Т шт =
· to +
· t всп + t тех.обс. + t орг.обс. + t п; Нсм = (60 х 8)/Т шт.

Т а б л и ц а
Карта содержания операции
Содержание переходов
to
мин
tвсп
мин
tоп
мин
tтех.обс
мин.
tорг.обс
мин.
tп
мин

Установ 1

1.Установка детали в центрах и снятие ее (вручную). Содержание работы: взять деталь, установить в центрах, закрепить центром задней бабки; отвести центр задней бабки, снять деталь и отложить .



·to +
·tвсп
0,06 (
·to +
·tвсп)
0,04 (
·to +
·tвсп)
0,025 (
·to +
·tвсп)

2. Подвести к поверхности 1 заготовки резец I на ускоренной подаче. Включить рабочую подачу.








3. Проточить поверхность 1.







4. Отвести резец I от обрабатываемой поверхности на ускоренной подаче, повернуть резцедержатель, подвести резец II к поверхности 2 на ускоренной подаче. Включить рабочую подачу.







5. и т.д.








·to
·tвсп


В выводах по работе студент должен предложить возможные пути уменьшения основного и вспомогательного времени на рассмотренной операции.
____________________________________________________
*Пояснения к выполнению задания
Формулы для расчета основного технологического времени (to в мин.)
при выполнении токарных работ
Обтачивание цилиндрических поверхностей вращения
13 EMBED Equation.3 1415 мин
13 EMBED Equation.3 1415 мин

13 EMBED Equation.3 1415 об/мин; v – скорость резания в м/мин; d – диаметр обрабатываемой поверхности в мм; 13 EMBED Equation.3 1415 - врезание инструмента в мм;
·° - главный угол в плане; s – подача в мм/об. При обтачивании и растачивании на проход у1 = 15 мм; при подрезке и отрезке у1 = 0,52,0 мм.
i – число проходов.


1.



Вид формулы 13 EMBED Equation.3 1415
Вид формулы 13 EMBED Equation.3 1415


3.

4.


Вид формулы 13 EMBED Equation.3 1415
Вид формулы 13 EMBED Equation.3 1415

5.

6.


Вид формулы 13 EMBED Equation.3 1415
Вид формулы 13 EMBED Equation.3 1415


Т а б л и ц а
Нормативы вспомогательного времени для токарных работ, мин (выписка)

п/п
Содержание перехода
Время выполнения
перехода, мин

1
Установка детали в центрах и снятие ее (вручную). Содержание работы: взять деталь, установить в центрах, закрепить центром задней бабки; отвести центр задней бабки, снять деталь и отложить .
0,5

2
Установка и съем детали вручную. Зажим пневматический.
0,12

3
Переустановка детали на станке вручную.
0,35

4
Подвести резец к детали на ускоренной подаче с установкой его на размер по лимбу вручную.
0,15

5
Подвести или отвести суппорт на ускоренной подаче.
0,025

6
Повернуть резцедержатель на следующую позицию, установить резца на размер вручную.
0,065

7
Автоматический подвод и отвод суппорта.
0,012

8
Включить или выключить станок кнопкой.
0,01

9
Контрольные промеры скобами.
0,01


З а д а н и е 3. ВЫБОР СХЕМЫ БАЗИРОВАНИЯ ЗАГОТОВОК

З а д а ч а: предложить схемы базирования для детали по заданию (табл.II приложения), путем расстановки опорных точек для них. Установить какой степени свободы лишает заготовку каждая опорная точка. Классифицировать технологические базы по числу степеней свободы, которых они лишают заготовку.

Цель занятия: приобретение навыков в использовании правила шести точек при выборе схемы базирования заготовки и усвоении классификации технологических баз в зависимости от числа отобранных у заготовки степеней свободы.
Теория изучаемого материала дана в лекционном курсе данного УМК (модуль 2), методических указания к выполнению практического занятия № 3 и в учебнике [1].
Содержание занятия:
Разработать схемы базирования заготовок по заданию, используя правило шести точек и опираясь на типовые схемы базирования.
Установить какой степени свободы лишает заготовку каждая опорная точка разработанной схемы базирования.
Классифицировать технологические базы по числу степеней свободы, которых они лишают заготовку.
_____________________________________________________________________________
Пояснения к выполнению задания
Из теории базирования известно, что:
для обеспечения однозначного определенного положения детали в пространстве необходимо и достаточно наличия шести связей, лишающих ее шести степеней свободы (правило шести точек);
для базирования детали любой формы требуется наложить на нее три связи с одной координатной плоскостью, две – с другой и одну – с третьей;
базирование призматической заготовки требует комплекта из трех видов баз: уста новочной, направляющей и опорной. В качестве установочной базы рекомендуется использовать самую большую по площади поверхность. В качестве направляющей базы – узкую протяженную поверхность. В качестве опорной базы – самую маленькую по площади поверхность;
базирование длинной цилиндрической детали требует комплекта из двух видов баз: двойной направляющей и двух опорных. Роль двойной направляющей базы выполняет ось детали. Одна опорная база определяет линейное положение детали, ее роль выполняет один из торцов детали. Вторая опорная база лишает деталь возможности поворачиваться вокруг своей оси, ее роль выполняет какая-либо дополнительная к цилиндру детали поверхность (боковая поверхность шпоночного паза, лыска, нецентральное отверстие и т.п.)
базирование короткой цилиндрической детали требует комплекта из трех видов баз: установочной, двойной опорной и опорной. В качестве установочной базы используют самую большую по площади поверхность детали – ее торец. Опорная база лишает деталь возможности поворачиваться вокруг своей оси, ее роль выполняет какая-либо дополнительная к цилиндру детали поверхность.
Допустим, по условиям задачи требуется выбрать схему базирования призматической детали по чертежу. Для базирования такой детали может быть предложено две схемы базирования.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Как предлагает теория базирования, в обеих схемах базирования в качестве установочной базы используем самую большую по площади поверхность – плоскость основания, разместив там три опорных точки.
Точка 1 лишает деталь возможности перемещаться по оси z, точка 2 – поворачиваться вокруг оси х, точка 3 - поворачиваться вокруг оси у.
В качестве направляющей базы в схеме 1 используем наружную узкую протяженную поверхность, разместив там две опорные точки.
Точка 4 лишает деталь возможности перемещаться по оси у, точка 5 – поворачиваться вокруг оси Z. В схеме 2 точки 4 и 5 размещены в отверстиях детали по одной, и они выполняют те же задачи, что и в схеме 1.
В качестве опорной базы в схеме 1 используем наружную самую маленькую по площади поверхность, разместив там одну опорную точку 6. Она лишает деталь возможности перемещаться по оси х. В схеме 2 точка 6 размещена в отверстии и выполняет ту же задачу, что и в схеме 1.
Поверхность детали, лишающая деталь трех степеней свободы: одного линейного перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов относительно двух других осей называют установочной базой.
Поверхность детали, лишающая деталь двух степеней свободы: одного линейного перемещения вдоль одной координатной оси и одного поворота вокруг другой оси – называют направляющей базой.
Поверхность детали, лишающая деталь одной степени свободы: либо линейного перемещения, либо поворота относительно одной координатной оси называют опорной базой.

З а д а н и е 4. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ БАЗИРОВАНИЯ ЗАГОТОВКОК

З а д а ч а. вывести расчетные зависимости и определить погрешность базирования для выполняемых на операции размеров у деталей со схе-мами базирования, разработанными при выполнении задания № 3.

Цель работы: приобрести навыки в расчете погрешности базирования заготовок.
Теория изучаемого материала дана в лекционном курсе данного УМК (модуль 2), методических указаниях к выполнению практического занятия № 4 и в учебнике [1].
Содержание занятия:
у деталей со схемами базирования, разработанными при выполнении задания № 5, выделите поверхности, служащие технологическими базами, и поверхности, являющиеся измерительными базами для получаемых на операции размеров; установите размерные связи между ними;
установите наличие погрешности базирования у получаемых на операции размеров; для размеров, имеющих погрешность базирования, выведите расчетные зависимости для ее определения;
рассчитайте величины погрешностей базирования размеров детали, получаемых на операции; оцените их величину (она не должна быть больше половины допуска на размер, для которого выполняется расчет погрешности базирования).

В выводах по работе студент должен указать причины появления погрешности базирования, в каких случаях она равна нулю и какими способами можно уменьшить ее величину.
________________________________________________________________
Пояснения к выполнению задания
Исходные положения для расчета:
обработка деталей выполняется партией;
обработка деталей выполняется на предварительно настроенном станке, которая не изменяется при обработке всей партии.
Если у заготовки, установленной в приспособление, технологическая и измерительная базы являются разными поверхностями, то неизбежно у разных заготовок, устанавливаемых в это приспособление, будет иметь место смещение положения измерительной базы относительно настроенного на размер режущего инструмента. Это связано с тем, что расстояние от технологической до измерительной базы у разных заготовок обрабатываемой партии деталей разное, так как размеры заготовок меняются в пределах допусков на них. Смещение положения измерительной базы относительно настроенного на размер режущего инструмента является причиной изменения размера, который должен быть обеспечен на операции (причиной погрешности размера).
Величина смещения положения измерительной базы относительно настроенного на размер режущего инструмента названа погрешностью базирования (
·б).
Чтобы определить величину погрешности базирования, прежде всего надо найти у детали технологическую и измерительную базы.
Технологические базы – это поверхности, линии или точки заготовки, которыми она ориентируется в приспособлении (соприкасается с его установочными элементами при установочных, направляющих, опорных технологических базах; при двойной направляющей или двойной опорной - оси детали).
Измерительная база – это поверхность, линия или точка, от которой задан размер до обрабатываемой поверхности. Обрабатываемая поверхность и измерительная база на чертеже детали всегда связаны размерной линией, показывающей величину размера, который должен быть получен на операции.
Если технологическая и измерительная базы являются одной и той же поверхностью детали (т.е. заготовка устанавливается в приспособлении на поверхность, являющуюся измерительной базой), то смещение измерительной базы не возможно, и погрешность базирования равно нулю. Если это разные поверхности детали, то смещение измерительной базы неизбежно, и величина смещения равна допуску на размер, связывающий технологическую и измерительную базы (сумме допусков на размеры, связывающие их).







З а д а н и е 5. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ОБРАБОТКИ,
ВОЗНИКАЮЩЕЙ ИЗ-ЗА УПРУГИХ ДЕФОРМАЦИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ СИЛЫ РЕЗАНИЯ

З а д а ч а: определить для ступени di вала погрешность
·у, возникающую в результате упругих деформаций технологической системы, при его чистовом точении в центрах гидрокопировального станка 1Н713 с допуском IT10. Заготовка стальная, обработана черновым точением по IT13. Резец с пластиной из твердого сплава Т15К6 имеет
· = 45°,
·1= 10°, подача s = 0,15 мм/об, скорость резания v = 130 м/мин. Податливости узлов станка:
·пб = 0,445 мкм/кг;
·зб = 0,745 мкм/кг;
·суп = 0,555 мкм/кг.
(Исходные данные к заданию даны в приложении табл.III, ступень диаметром di в табл. III приложения выделена).

Цель работы: приобрести навыки выполнения расчета по определению величины погрешности обработки, возникающей из-за упругих деформаций технологической системы под влиянием силы резания.
Теория изучаемого материала дана в лекционном курсе данного УМК (модуль 2); в учебнике [1]; в справочнике технолога-машиностроителя, том 1, под ред. Косиловой А.Г и др., (стр. 219 – 222), 1973 и в пояснениях к расчету погрешности
·у (см. ниже).
Содержание занятия:
изучить чертеж вала по заданию;
выписать формулы для расчета
·у,
·сист,
·ст.,
·заг и приведенного диаметра вала d (см. общие положения практического занятия № 5);
рассчитать величину приведенного диаметра вала по заданию;
выявить податливости передней и задней бабок и суппорта у станка (практическое занятие № 5 табл.1);
определить величины податливости станка, заготовки и технологической системы в нескольких (46-и) сечениях по длине указанной в задании ступени вала, учитывая, что в формулах х – это расстояние от торца заготовки у передней бабки до точки приложения силы резания в мм;
и из них выбрать наибольшую и наименьшую величины
·сист;
рассчитать величины радиальных составляющих усилия резания при наибольшем и при наименьшем возможном припуске на обработку (см. общие положения практического занятия № 5);
рассчитать погрешность обработки
·у, связанную с деформациями упругой технологической системы.

В выводах по работе студент должен указать причины, вызывающие появление упругих отжатий в технологической системе, и какими способами можно уменьшить их величину.
______________________________________________
*Пояснения к расчету погрешности
·у

Погрешность обработки
·у, связанную с деформациями упругой технологической системы, вычисляют по выражению
·у =
·сист maxPy max -
·сист min Py min.
При определении податливости технологической системы используют приближенное выражение
·сист=
·ст +
·заг, где
·ст – податливость станка,
·заг – податливость заготовки.

·ст =
·суп +
·пб [(l – x) /l]2 +
·зб(x/l )2, где
·суп,
·пб,
·зб – соответственно податливости токарного станка, заготовки и инструмента; l – длина заготовки в мм; x – расстояние от торца заготовки у передней бабки до точки приложения силы резания в мм.
Податливость заготовки постоянного сечения (гладкий вал), обрабатываемой в центрах определяют:
·заг = (1000/3ЕI) [(l – x)2 х2/l], где Е = 2,1х104 – модуль упругости в кг/мм2; I
· 0,05d4 – момент инерции в мм4 (d – диаметр обрабатываемой заготовки в мм).
Податливость заготовки переменного сечения (ступенчатый вал) с односторонним утолщением можно определить как податливость гладкого вала приведенного диаметра, который определяется по формуле: d = (d1l1 + d2l2 + + dnln)/l , где d1, d2, dn – диаметры ступеней вала; l1. l2, ln – длина ступеней вала, ln – общая длина вала.
Для определения
·сист и
·у необходимо знать значения наибольшей
·сист max и наименьшей
·сист min податливости системы. Для этого определяют величины податливости (отжатия) в нескольких сечениях по длине и из них выбирают наибольшую и наименьшую величины
·сист.
Пользуясь формулами для определения
·сист,
·ст и
·заг находят значение податливости системы при х = 0 (резец у передней бабки станка)
·сист=
·суп +
·пб;
при х = 0,5l (резец посередине)
·ст =
·суп + 0,25(
·пб +
·зб) + 62,5 l3/3ЕI;
при х = l (резец у задней бабки станка)
·сист=
·суп +
·зб.
Затем вычисляют податливость системы при x=0,1l; x=0,2l; x= 0,3l (при
·пб <
·зб) или при x=0,7l; x= 0,8l; x=0,9l 3l (при
·пб>
·зб).

Задача: определить для ступени ш40 вала погрешность
·у, возникающую в результате упругих деформаций технологической системы, при его чистовом точении в центрах гидрокопировального станка 1Н713 с допуском h10. Заготовка стальная (сталь 45), обработана черновым точением по h12(- 0,25) . Резец с пластиной из твердого сплава Т15К6 имеет
· = 45°,
·1= 10°, подача s = 0,15 мм/об, скорость резания v = 130 м/мин. Податливости узлов станка:
·пб = 0,445 мкм/кг
·зб = 0,745 мкм/кг;
·суп = 0,555 мкм/кг.
Припуск на обработку t = 0,5 мм.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Решение

Минимальный размеры заготовки: ш40 + 2t min = 40 + 2 0,5 = ш41 мм; максимальный - ш41 + Тш = 41 + 0,25 = ш 41,25 мм.
Минимальный припуск на обработку (глубина резания) tmin = 0,5 мм; максимальный - t = tmin + Tш /2 = 0,5 + 0,25/2 = 0,625 мм.
Диаметр приведенный d = (d1l1 + d2l2 + + dnln)/l = (40 100 + 30 50 + 25 75)/225 = 32,8 мм. Принимаем ш33 мм.
Поскольку у станка
·пб <
·зб значения податливости системы находим в сечениях при х = 0; 0,25l1; 0,5l1; 0,75l и l, т.е. при х = 0; 25; 50; 75 и 100 мм.
- Сечение х = 0 мм:

·ст =
·суп +
·пб [(l – x) /l]2 +
·зб(x/l )2 =
·суп +
·пб = 0,555 + 0,445 = 1 мкм/кг

·заг = (1000/3ЕI) [(l – x)2 х2/l] = 0

·сист при х = 0 = 1 мкм/кг.
- Сечение х = 25 мм:

·ст = 0,555+ 0,445 [(225 –25) /225]2 + 0,745(25/225 )2 = 0,92 мкм/кг

·заг = (1000/32,11040,0533) [(225 –25)2 252/225] = 0,03 мкм/кг

·сист при х = 25 = 0,92 + 0,03 = 0,95 мкм/кг.
- Сечение х = 50 мм:

·ст = 0,555+ 0,445 [(225 –50) /225]2 + 0,745(50/225 )2 = 0,869 мкм/кг

·заг = (1000/32,11040,0533) [(225 –50)2 502/225] = 0,091 мкм/кг

·сист при х = 50 = 0,869 + 0,091 = 0,96 мкм/кг.
- Сечение х = 75 мм:

·ст = 0,555+ 0,445 [(225 –75) /225]2 + 0,745(75/225)2 = 0,836 мкм/кг

·заг = (1000/32,11040,0533) [(225 –75)2 752/225] = 0,151 мкм/кг

·сист при х =75 = 0,836 + 0,151 = 0,987 мкм/кг.
- Сечение х = 100 мм:

·ст = 0,555+ 0,445 [(225 –100) /225]2 + 0,745(100/225 )2 = 0,839 мкм/кг

·заг = (1000/32,11040,0533) [(225 –100)2 1002/225] = 0,186 мкм/кг

·сист при х = 100 = 0,839 + 0,186 = 1,025 мкм/кг.
Из полученных расчетов выбираем
·сист max = 1,025 мкм/кг и
·сист min = 0,95 мкм/кг.
Определяем наибольшую Ру max и наименьшую Ру min:
Ру = Ср t0,9s0,6v0,3
Ру max = 243 0,750,90,150,6130- 0,3 = 14 кг; Ру min = 2430,50,90,150,6130-0,3 = 9,7 мкм/кг.
Таким образом:
·у = 1,02514 – 0,959,7 = 5,135 мкм.

З а д а н и е 6. РАСЧЕТ СУММАРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ОБРАБОТКИ

З а д а ч а: определить суммарную погрешность обработки
·
· заданной ступени di вала после чистового точения на гидрокопировальном станке при установке в центрах при исходных условиях, указанных в задании 5.

Цель работы: приобрести навыки в определении величины суммарной погрешности обработки при назначенных условиях обработки заготовки и, при необходимости, суметь целенаправленно их откорректировать.
Теория изучаемого материала дана в лекционном курсе данного УМК (модуль 2), в пояснениях к выполнению задания (см. ниже) и в учебнике [1].
Содержание занятия:
1) изучить чертеж вала по заданию. Схему его базирования и условия обработки принять по заданию № 3. Точность, с которой должен быть обработан вал - IT10;
выполнить расчет элементарных погрешностей обработки
·у,
·н,
·и,
·ст,
·
·, (см. общие положения практического занятия № 6);
выполнить расчет суммарной погрешности обработки
·
· (см. общие положения практического занятия № 6);
сопоставить величину суммарной погрешности обработки с величиной допуска на обрабатываемую поверхность детали; при
·
· > Ттех оценить удельный вес элементарных погрешностей и на наибольшие из них предложить мероприятия, снижающие их величину;
повторить расчет суммарной погрешности обработки при скорректированных условиях обработки.

В выводах по работе студент должен дать оценку принятых условий выполнения операции с точки зрения достижения точности обработки детали и предложить мероприятия, снижающие их величину.
Пояснения к выполнению задания
Задача: определить суммарную погрешность обработки
·
· ступени ш40 вала после его чистовом точении в центрах гидрокопировального станка 1Н713 с допуском h10 (-0,1) при исходных условиях, указанных в рассмотренной задаче к заданию № 3. Настройка станка выполняется по эталону с помощью бумажного щупа.

Решение

Исходная формула для расчета суммарной погрешности обработки поверхностей вращения имеет вид: ____________________

·
· =2
·
·у2 +
·н2 + 3
·и2 + 3
·
·2 +
·
·ф. [Справочник технолога –
машиностроителя. Под ред. А.Г. Косиловой, 1985 г., стр.23]
____________
При решении предыдущей задачи установлено, что погрешность, возникающая в результате упругих деформаций технологической системы
·у = 1,02514 – 0,959,7 = 5,135 мкм.
______________
Расчет погрешности обработки возникающей при настройке станка по эталону с помощью бумажного щупа на диаметральный размер определяется по выражению:

·н=
· (kэ
·этал).2 +( kу
·уст.инст).2 [Справочник технолога –
машиностроителя. Под ред. А.Г. Косиловой, 1985 г., стр.70]
kэ= kу= 1,73 [Спр./техн. табл. 25, стр.71],
·этал = 10 мкм и
·уст.инст = 10 мкм [там же, таб.26, стр.71].

·н=
· (1,73 10).2 +(1,7310).2 = 24,5 мкм
______________
Расчет погрешности обработки возникающей из-за износа инструмента
·и определяется по выражению:

·и = иоL/1000. L= Lн + LN , где Lн=1000 м, а LN. = Lд N [там же, стр.73].
Относительный износ ио (мкм/км) резца из Т15К6 при обработке заготовки из углеродистой стали (сталь 45) при чистовом точении составляет 57 мкм/км [там же, таб.28, стр.74].
Чтобы определить LN, надо знать величину партии N заготовок, обрабатываемых за период стойкости резца Т = 90 мин, N = Т/to шт.
Основное время обработки детали to = lр/son.
Рабочий путь резца при обработке одной детали lр = lд +у +у1= 225 + 1 + 0 =226 мм. Частота вращения детали n = 1000V/
·Dз= 1000130/3,1441=1015 об /мин. По станку принимаем ближайшие меньшие обороты n = 1000 об /мин.
to = 226мм/0,15мм/об1000 = 1,45 мин.
N = 90мин/1,45мин = 62 детали.
Путь, который проходит в припуске на обработку резец при обработке одной детали Lд= Vto = 130м/мин1,45мин= 188,5 м
LN = Lд N = 188,5м62 = 11687 м.
L= Lн + LN = 1000 м + 11687м = 12687 м.

·и = 6(мкм/км)126879(м)/1000(м) = 76,122 мкм
_______________
Погрешность обработки, связанную с температурными деформациями, определяют приближенно. При обработке лезвийным инструментом она составляет 1015% от суммарной погрешности обработки, т.е.:
·
· = (0,10,15)
·
· [там же, стр.76].
Так как
·
· находится в процессе расчета и пока неизвестна, то вместо нее при расчете
·
· правомерно принять
·
· = Tтех, где Tтех – допуск на размер обрабатываемой детали.
В результате
·
· = (0,10,15)
·
· = 0,1 100 = 10 мкм.

При расчете погрешности формы обрабатываемой поверхности
·
·ф, вызываемой геометрическими неточностями станка, исходим из того, что погрешность формы в продольном сечении при обработке детали на центрах вызывается:
непрямолинейностью продольного перемещения суппорта в горизонтальной плоскости (допустимая величина нормами точности на приемку станка составляет 0,02 мм на длине 1 м);
непараллельностью направляющих задней бабки направлению перемещения суппорта (допустимая величина 0,02 мм на длине 1м).
Учитывая, что длина обрабатываемого участка детали равна 100 мм, определим

·
·ф = (0,02/1000)100 + (0,02/1000)100 = 0,004 мм = 4 мкм

ИТАК____________________ __________________________

·
· =2
·
·у2 +
·н2 + 3
·и2 + 3
·
·2 +
·
·ф = 2
·5,135 2 + 24,52 + 376,1222 + 3 102 + 4 = 2135,88 = 270,76 мкм, что больше допуска Ттех на размер ш40, допускаемого на этой операции (Ттех = 100 мкм).
Следовательно, в условия выполнения операции требуется внести коррективы. Из расчетной формулы видно, что наибольшее значение имеет погрешность
·и, поэтому
следует заменить материал режущего инструмента на более износостойкий (например, Т30К4, который имеет относительный износ uo = 34 мкм/км);
выполнять поднастройку станка чаще, не через 62 детали, а через 30деталей;
изменить режим резания на операции (уменьшить скорость резания и величину подачи резца).

З а д а н и е 7. СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЦЕНКИ
ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ

Цель работы – освоить статистический метод оценки точности обработки деталей на станках.
Теория изучаемого материала дана в лекционном курсе данного УМК (модуль 2), методических указания к выполнению лабораторной работы № 6 и в учебнике [1].
Содержание работы: решить две задачи по своим вариантам.
З а д а ч а 1. Определить вероятность получения брака при обработке деталей, если допуск на обработку Т, среднее квадратичное отклонение метода обработки
· и расположение границ поля допуска x1 и х2 от центра группирования (рис.), имеют значения, приведенные в табл.1.

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Рис. Кривая распределения размеров при обработке деталей
Таблица 1
Исходные данные к задаче 1.
Вариант
Допуск на
обработку Т, мм
Среднее
квадратичное
отклонение
·,
мм
Границы поля допуска, мм




x1
х2

1
0,08
0,02
0,02
0,06

2
0,08
0,02
0,04
0,04

3
0,08
0,02
0,05
0,03

4
0,16
0,04
0,1
0,15

5
0,16
0,04
0,08
0,08

6
0,16
0,04
0,05
0,11

7
0,16
0,04
0,09
0,07

8
0,14
0,028
0,07
0,07

9
0,14
0,028
0,1
0,04

10
0,14
0,028
0,04
0,1


З а д а ч а 2. Определить возможна ли на токарном полуавтомате обработка валов шdТ с заданной точностью, если среднее арифметическое значение хср и среднее квадратичное отклонение
·, вычисленные по результатам измерений, имеют значения, приведенные в табл.2
Таблица 2
Исходные данные к задаче 2
Вариант
шdТ, мм
хср, мм

·, мм

1
30-0,21
29,91
0,030

2
30-0,13
29,9
0,028

3
30-0,084
29,95
0,022

4
41-0,25
40,88
0,032

5
40-0,16
39,92
0,025

6
40-0,10
39,98
0,020

7
52-0,30
51,89
0,032

8
52-0,19
51,90
0,026

9
52-0,12
51,9
0,028

10
18-0,27
17,9
0,025


В выводах по работе студент должен указать причины выхода размера за допустимые пределы (виды элементарных погрешностей) и мероприятия, позволяющие добиться требуемой точности.
_________________________________________________________________
Пояснения к выполнению задания
Примеры решения задач
Пример 1. Определить вероятность получения брака деталей, если среднее квадратичное отклонение метода обработки
· = 0,02 мм, а допуск на обработку Т = 0,08 мм. Границы поля допуска расположены на расстоянии x1 = 0,02 мм и x2 = 0,06 мм от центра группирования.
Решение. Найдем значения z1 и z2:
z1 = x1/
· = 0,02 : 0,02 = 1; z2 = x2/
· = 0,06 : 0,02 = 3.
По табл.5.1 в лабораторной работе № 5 F1’= 0,5 Ф(z1) = 0,3413; F2’ = 0,5 Ф(z2) = 0,4986. Вероятность получения брака W = 1 – (F1’ + F2’) = 1 – (0,3413 + 0,4986) = 0,16.

Рекомендации по решению задачи 2.
В машиностроении считается точность операции удовлетворительной, если допуск. Т на размер обрабатываемой поверхности не превышает 6
·. Следовательно, прежде всего надо сравнить допуск на обработанную поверхность с 6
·. При 6
·. Т на операции имеют место случайные и закономерно изменяющиеся погрешности.
Чтобы установить наличие постоянных погрешностей, надо на размерной линии (ось Х) указать положение середины допуска Т на размер и положение центра группирования кривой распределения размеров обработанной поверхности. Если они не совпадают, то на операции имеют место постоянные погрешности.

ПРИЛОЖЕНИЕ
Исходные данные к задачам
Т а б л и ц а I
Исходные данные к заданиям по контрольным работам с 1 по 4
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

вариант
Размеры, мм
Материал заготовки
·в, МПА
Припуск на обработку Zmin, мм
Партия заготовок N, шт


d1

d2

d3

d4

d5

l1

l2

l3

l4

l5





1
0
30
40
25
30
0
150
240
25
75
750
0,5
30

2
25
35
45
30
0
70
140
220
35
0
1100
1,0
50

3
35
45
0
30
35
120
330
380
20
50
750
1,0
40

4
45
50
60
40
0
50
75
250
45
0
750
0,8
25

5
20
25
35
0
25
30
100
230
0
100
1100
0,5
30

6
30
35
0
30
35
35
120
300
40
180
750
0,6
40

7
40
45
0
35
45
75
120
240
60
120
750
1,0
25

8
50
0
58
45
50
180
0
380
100
150
1100
0,6
20

9
60
65
70
0
60
30
200
360
0
30
750
1,0
30

10
0
35
40
30
34
0
150
400
70
150
750
0,5
15




Т а б л и ц а II
Варианты заданий для контрольных работ 3 и 4.


задания
Операция
Деталь

1
Фрезерная: фрезеровать два уступа набором фрез на одной оправке.

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

2
Сверлильная: зенкеровать ступенчатое отверстие комбинированным зенкером.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

3
Сверлильная:
зенкеровать отверстие и цековать торец комбинированным зенкером.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

4
Фрезерная:
фрезеровать шпоночный паз концевой фрезой.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

5
Фрезерная: фрезеровать деталь по контуру концевой фрезой на станке с ЧПУ, выдержав размеры А, А1, А2 и L.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

6
Сверлильная:
сверлить 2-а отверстия.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

7
Фрезерная: фрезеровать паз концевой фрезой

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

8
Фрезерная: фрезеровать шпоночный паз концевой фрезой.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

9
Сверлильная:
сверлить отверстие шd.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

10
Сверлильная: сверлить два
отверстия шd.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415


Т а б л и ц а III
Исходные данные к заданиям по контрольным работам с 5 и 6

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Вариант
Размеры, мм
Материал заготовки
·в, МПА
Припуск на обработку Zmin, мм
Партия заготовок N, шт


Шd1

Шd2

Шd3

l1

l2

l3





1
40
30
25
100
150
225
750
0,5
30

2
100
85
75
100
250
325
1100
1,0
50

3
120
90
65
120
300
450
750
1,0
40

4
80
75
50
150
280
400
750
0,8
25

5
60
50
45
80
180
250
1100
0,5
30

6
50
45
35
100
150
200
750
0,6
40

7
70
65
50
100
180
270
750
1,0
25

8
50
40
35
120
190
280
1100
0,6
20

9
40
35
30
80
180
250
750
1,0
30

10
90
80
75
120
200
300
750
0,5
15












13PAGE 15


13PAGE 14115



d4

d5

d3

d2

d1

2х45° (фаски)

2х1 (канавки)

l1

l2

l4

l5

l3

А5

А1

А2

А3

А4

А6

А7

А8

А1

А2

А3

А4

А5

А6

шD1

шD2

зенкер


А4

шD1

шD2

А1

А2

А3

А5

шD3

зенкер

А

А1

А2

А3

А4

А5

L

А6

шd1

шd2

А


l

А1

L

шd1

шd2

А2

R

А

А1

А2

А3

L

d1

шd2

шd1

шd2

H

h

А1

А2

А3

h

l

b

шd

шD

шd

l

a

b

L

A

B

шd

шd

шD

l

a

b

l3

l2

l1

Шd3

Шd2

Шd1




































































Ш15h6

Ш35
Ш15h6


Ш30f7


Ш20h6


2

2

80

35

100

230

1

2

3

5

4

II: 3, 4 +7

I: 1, 2 + 6

III: 5 + 8

вычертить схему детали с указанием контура заготовки;
показать схему ее установки на станке (передний и задний центры и поводко-вое устройство);
выбрать и указать на схеме в виде последовательных цифр порядок обработки поверхностей вала, доступных при данном установе;

Положение вершины резца I в конце обработки поверхности 1 детали

Положение вершины резца I в начале обработки поверхности 1

Положение вершины резца I в начале обра-ботки поверхности 2

Положение вершины резца I после обработки поверхности 2


врезание

Положение вершины резца II после обра-ботки поверхности 3


Положение вершины резца II в начале обра- ботки поверхности 3

у = 12 мм - перебег


·

y

Схема 1

Схема 2

z

x

1

2

3

1

2

3

4

5

4

5

6

6

Установочная база

Направляющая база

Опорная база

Направляющая база

Установочная база

Технологические базы

Фреза

Обрабатываемые поверхности


·бh = ТА – погрешность базирования размера h равна допуску на размер А.

Измерительная база

Устано-вочные элементы


h - размер, который должен быть получен на операции

Приспособление

100

50

225

Ш40

Ш30

Ш25

Центр группирования размеров

Х2

Х1



Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 20257248
    Размер файла: 550 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий