- •Основы технологии машиностроения комплекс учебно-методических материалов
- •Часть 1
- •Содержание
- •1. Пояснительная записка
- •2. Рабочая учебная программа дисциплины «основы технологии машиностроения» Тематический план дисциплины
- •2.1. Теоретические основы технологии машиностроения
- •2.2 Основные методы обработки типовых поверхностей деталей машин
- •3. Опорный конспект лекций
- •3.1. Технологический процесс и его характеристики
- •3.1.1. Структура технологического процесса
- •3.1.2. Структура технологической операции
- •3.1.3. Этапность обработки деталей
- •Названия методов обработки при выполнении их по этапам
- •Основные этапы обработки
- •Характеристики обрабатываемой поверхности
- •Характеристики для различных видов основных поверхностей деталей
- •Характеристики поверхностей, формируемые отделочными методами
- •3.1.4. Основные понятия, используемые при механической обработке
- •Разновидности методов обработки
- •3.1.5. Типы производства и характеристики их технологических процессов
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Схемы обработки на типовых металлорежущих станках
- •3.2.1. Схемы токарной обработки
- •3.2.2. Схемы обработки при шлифовании
- •3.2.3. Схемы обработки при фрезеровании
- •3.2.4. Схемы обработки на сверлильных станках
- •3.2.5. Схемы обработки на расточных станках
- •3.2.6. Схемы обработки на станках типа «обрабатывающий центр»
- •3.2.7. Схемы обработки на строгальных, долбежных и протяжных станках
- •3.2.8. Схемы обработки при хонинговании и суперфинишировании
- •Контрольные вопросы
- •3.3. Показатели качества машиностроительной продукции
- •Контрольные вопросы
- •3.4. Базирование и базы
- •3.4.1. Виды баз
- •3.4.2. Схемы установки и схемы базирования
- •3.4.3. Погрешность базирования
- •Контрольные вопросы
- •3.5. Точность механической обработки
- •3.5.1. Метод пробных рабочих ходов и замеров
- •3.5.2. Автоматический метод достижения точности размеров
- •3.5.3. Погрешности, возникающие при механической обработке и их определение
- •3.5.4. Статистические методы исследования и определения точности
- •Исследование точности обработки методом анализа кривых рассеивания
- •Результаты измерений партии деталей
- •Свойства нормального распределения
- •Использование свойств нормального распределения для анализа точности при механической обработке
- •Метод точечных диаграмм
- •Контрольные вопросы
- •3.6. Причины возникновения погрешностей при механической обработке
- •3.6.1. Погрешность установки деталей
- •3.6.2. Погрешности станков
- •3.6.3. Неточность изготовления режущего инструмента и его износ
- •3.6.4. Ошибки измерений
- •3.6.5. Температурные деформации деталей станка, инструмента и детали
- •3.6.6. Деформации, возникающие от действия остаточных напряжений
- •3.6.7. Деформация за счет недостаточной жесткости технологической системы
- •Определение жесткости системы
- •Методы экспериментального определения жесткости станков
- •Пути повышения жесткости технологической системы
- •3.6.8. Неточность настройки станка на размер
- •3.6.9. Определение суммарной погрешности при механической обработке
- •3.6.10. Пути повышения точности обработки
- •Средние статистические значения квалитетности технологического перехода по этапам обработки
- •3.6.11. Экономическая точность обработки
- •Среднестатистическая характеристика некоторых основных экономических методов и видов обработки
- •Контрольные вопросы
- •3.7. Качество поверхностей деталей машин
- •3.7.1. Основные понятия и определения
- •Предпочтительный и не предпочтительные ряды величин шероховатостей
- •3.7.2. Причины образования шероховатости на обрабатываемой поверхности
- •3.7.3. Физико-механические свойства поверхностного слоя Упрочнение (наклёп)
- •Возникновение остаточных напряжений при резании
- •3.8. Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства детали
- •3.8.1. Влияние шероховатости на эксплуатационные свойства детали
- •3.8.2. Влияние физико- механических свойств на эксплуатационные свойства детали
- •Контрольные вопросы
- •3.9. Технологичность конструкций машин
- •3.9.1. Общие и производственные показатели
- •3.9.2. Технологичность конструкции деталей
- •3.9.3. Технологичность формы детали
- •Контрольные вопросы
- •Глоссарий
- •Библиографический список
3.1.3. Этапность обработки деталей
Для получения требуемой точности и качества обработки поверхностей деталь проходит ряд этапов.
Этап обработки детали – это стадия обработки, характеризуемая определенной точностью и качеством обрабатываемых поверхностей.
Этапы обработки детали делятся на три группы: основная, отделочная, специальная (табл. 1).
Таблица 1
Названия методов обработки при выполнении их по этапам
Группа этапов обработки |
Этапы обработки |
Методы обработки |
Основная |
Основные |
Основные |
Отделочная |
Отделочный |
Отделочный |
Специальная |
Специальный |
Специальный |
Основная группа этапов включает в себя несколько основных этапов
Таблица 2
Основные этапы обработки
Этапы обработки |
Точность, квалитет IT |
Класс точности оборудования | |
Черновой |
Эчр |
13,12 |
Н |
Получистовой |
Эпч |
11 |
Н |
Чистовой |
Эч |
9,10 |
Н |
Повышенной точности |
Эп |
8,7 |
П |
Высокой точности |
Эв |
6 |
В |
Особо высокой точности |
Эов |
5 |
А |
По необходимости, при наличии излишнего металла (напуска) по сравнению с расчетными величинами (припусками), возможен этап обдирочной обработки. Этот этап применяют в случае необходимости, он может быть установлен расчетным путем, не является проектным и поэтому не включен в табл. 2.
Выявление основной группы этапов и отнесение к ней обрабатываемых поверхностей необходимо производить в соответствии с характеристиками поверхностей: Тр, Трасп, Тф, Hd, σ, Ra.
Основной характеристикой является точность обрабатываемых поверхностей (квалитет точности IT–Тр).
Все характеристики поверхности для основных этапов можно разделить на три группы: основные, неосновные, независимые.
Таблица 3
Характеристики обрабатываемой поверхности
Основные |
Неосновные |
Независимые | |
Тр, Трасп( )≡ Тб Трасп( , )≡ Тпар |
Ra Ra |
Тф(○), Hd, σ0 Тф() |
Трасп≡ Тпол (по размеру положения) |
Необходимо пояснить характеристику Тпол. Обычно Тпол относится к размеру положения (lпол), соединяющему две поверхности или оси, или ось и поверхность. На рис. 10 представлены lпол для цилиндрической и плоской деталей.
|
|
а) б)
Рис. 1.10. Размеры положения для различных деталей: а – для цилиндрической, б – для плоской детали
Характеристика Тпол не относится к какой-либо поверхности, и ее нельзя использовать для оценки точности этой поверхности.
Существует связь между основными и неосновными характеристиками обрабатываемой поверхности
Тф(○)≤ 0,3 Тр ,
Тф()≤ 0,6 Тр (1)
Тпар≤ 0,6 Тр ,
Rа≤0,05 Тр ,
Тб≤ 0,5 Тр ,
Rа≤0,1 Тр .
Максимальные значения характеристик Тб, Тпар, Тф, Rа следует считать экономически рациональными для соответствующей характеристики Тр. В дальнейшем эти характеристики будем называть нормативными и обозначать Тбн, Тпарн, Тфн, Rан
Тфн (○)= 0,3 Тр ,
Тфн()=0,6 Тр, (2)
Тпарн=0,6 Тр ,
Rан=0,05 Тр ,
Тбн=0,5 Тр ,
Rан=0,1 Тр .
Нормативные значения указанных характеристик относятся к основным этапам обработки детали.
Согласно зависимостям (1) можно представить другую группу формул:
Тф(○)<0,3 Тр ,
Тф() <0,6 Тр (3)
Rа<0,05 Тр ,
Rа<0,1 Тр ,
в которых значения неосновных характеристик относятся к отделочному этапу.
Основные этапы обработки детали определяются по основным характеристикам, в частности по IT, в соответствии с табл. 2. Если основной характеристикой поверхности является Трасп, то по величине этой характеристики оценивается условный квалитет (ITус) и далее по табл. 2 выявляется окончательный этап обработки рассматриваемой поверхности.
Как определяется условная точность и условный квалитет?
Предположим, для торца ступенчатой цилиндрической детали задано торцовое биение Тб=0,05 мм, длина торца lу=30 мм (цилиндрическая поверхность, смежная с торцем, имеет 30 мм). В соответствии с зависимостями (1, 2) выбираем необходимое соотношение
Тбн=0,5Трус,
где Трус – условная точность рассматриваемого торца.
Заданное значение торцового биения принимается как нормативное значение Тбн=0,05 мм.
Определяется условная точность торца
Трус=Тбн/0,5=0,05/0,5=0,1 (мм).
По таблицам допусков для lу=30 мм и допуска, равного Трус=0,1 мм, находится IТус, который определяет окончательный этап обработки торца. В данном примере IТус соответствует 11 квалитету, т. е. получистовому этапу обработки.
В табл. 4 приведены характеристики для различных видов основных поверхностей деталей.
Таблица 4