Uch-met_komplex_TOiO
.pdfМинистерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Кафедра «Конструирование и производство приборов»
Технологическое оборудование и оснастка в приборостроении
Программа, методические указания и задания (учебно-методический комплекс)
для студентов заочной формы обучения специальности Т.06.01.00 «Приборостроение»
Минск 2003
1
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение |
3 |
Цели и задачи изучения дисциплины |
3 |
Часть 1. Основы теории резания. Технологическое |
|
оборудование и инструмент |
|
1.1. Наименование тем и их содержание |
5 |
1.2. Примерный перечень лабораторных работ |
9 |
1.3. Контрольная работа |
10 |
Литература |
11 |
Часть 2. Проектирование специальных Приспособлений в |
|
приборостроении. |
|
2.1. Наименование тем и их содержание |
12 |
2.2. Примерный перечень лабораторных работ |
20 |
2.3. Примерный перечень практических работ |
21 |
2.4. Контрольная работа |
21 |
2.5. Содержание и объем курсового проекта |
22 |
2.6. Выполнение основных этапов проекта |
23 |
Литература |
26 |
Геннадий Аркадьевич Есьман Вячеслав Леонидович Габец
Технологическое оборудование и оснастка в приборостроении
Программа, методические указания и задания (учебно-методический комплекс)
для студентов заочной формы обучения специальности Т.06.01.00 «Приборостроение»
2
Введение
Современная техника характеризуется большим разнообразием приборов, измерительных и управляющих систем. Повышение конкурентоспособности отечественного приборостроения должно базироваться, прежде всего, на внедрении новых технологий, повышении требований к техническим параметрам и технико-эксплутационным характеристикам, к экономичности производства приборов и средств автоматизации, а также эффективности их применения. Поэтому большое внимание должно уделяться подготовке высококвалифицированных инженерных и научных кадров в области приборостроения, которые должны владеть необходимым комплексом знаний и методами анализа и расчета при решении технологических проблем, возникающих на всех этапах создания приборов, средств автоматизации и систем управления. Это особенно относится к решению задач, связанных с достижением высоких показателей качества (точности, надежности), а также экономичности производства.
Цель и задачи изучения дисциплины
Дисциплина «Технологическое оборудование и оснастка в приборостроении» является частью технологической подготовки инженераэлектромеханика. В ней комплексно изучаются вопросы процесса резания металлов, металлорежущие станки и инструменты, применяемая оснастка, вопросы методики расчета, проектирования и выбора станочных, контрольных
идругих приспособлений и обеспечения при их помощи необходимой точности обработки и контроля, а также повышения производительности труда.
Цель изучения дисциплины «Технологическое оборудование и оснастка в приборостроении» заключается в усвоении методов и правил проектирования
иэксплуатации технологического оборудования и оснастки в зависимости от конкретных производственных условий.
Задачи изучения дисциплины «Технологическое оборудование и оснастка в приборостроении» вытекают из требований к знаниям и умениям, которыми должны овладевать студенты в соответствии с квалификационной характеристикой инженера-электромеханика в области приборостроения.
Студент должен знать:
-основы процесса резания металлов, материалы, применяемые для изготовления инструмента, конструктивные и геометрические параметры инструментов;
-компоновку, устройство и работу металлорежущих станков, движения
3
необходимые для осуществления процесса резания, применяемый инструмент; -принципы расчета, конструирования и производства приспособлений и
оснастки для механической обработки, сборки и контроля, а также вопросы их эксплуатации и ремонта;
-проблемы развития приборостроительной и металлообрабатывающей промышленности, создания и внедрения перспективной технологической и контрольной оснастки, автоматизации и механизации обработки и контроля.
Студент должен уметь:
-назначать и рассчитывать режимы резания, выбирать технологическое оборудование в соответствии с требованиями технологического процесса, обеспечивая его эффективное использование, правильно применять режущий инструмент, назначая его геометрические и конструктивные параметры;
-создавать технологическую и контрольную оснастку, выбирать стандартное и вспомогательное оборудование, обеспечивая его техническое обслуживание и эффективное использование, оценивать уровень автоматизации и механизации производства, рассчитывать экономическую эффективность внедряемых технологических и проектных решений.
Изучаемая дисциплина состоит из двух частей. В первой части рассматриваются основы теории резания, технологическое оборудование и режущий инструмент. Во второй части - принципы расчета, конструирования и производства приспособлений и оснастки для приборостроения.
4
Часть 1. Основы теории резания. Технологическое оборудование и инструмент.
1.1 Наименование тем, их содержание
1.1.1. Введение /3/, с.5-8, с.35-36.
Введение. Предмет и задачи курса. Классификация методов обработки. Обработка давлением и обработка резанием.
1.1.2. Оборудование и инструмент для обработки деталей давлением
/3/, с.9-17.
Обработка давлением. Штамп как инструмент для придания детали заданной конфигурации при пластической деформации. Штампы с направляющими колонками. Рабочие части штампов: пуансоны, матрицы, съемники, ловители, буферные пружины.
Конструкция штампа совмещенного действия для вырубки с пробивкой. Примеры раскроя ленты. Конструкция комбинированного штампа для вырубки с зачисткой.
Технологическое оборудование для обработки деталей давлением. Эксцентриковые и коленчатые кривошипные прессы для вырубки зачистки, гибки, вытяжки, клеймения. Вибрационные прессы для выполнения зачистных операций. Прессы двойного действия для вытяжных работ. Фрикционные прессы для правки, клеймения, гибки и вытяжки. Шарнирные прессы для чеканочных работ.
1.1.3. Основы процесса резания металлов /1/, с.5-11, с.13-29, с.64-68,
с.95-98, с.108-115, с.120-130; /2/, с.10-40, с.42-54, с.92-100, с.118-136, с.178-184, с.200-207; /3/, с.35-50, с.79-90; /4/, с.15-63.
Основные понятия и определения процесса резания. Классификация методов обработки деталей резанием. Элементы режима резания и геометрические параметры срезаемого слоя. Главное движение резания. Движение подачи. Конструктивные и геометрические параметры инструментов. Элементы рабочей части.
Классификация инструментов. Координатные плоскости, принятые для определения углов резца. Углы, рассматриваемые в секущих плоскостях, в основной плоскости и плоскости резания. Влияние углов режущей части инструмента на процесс резания.
Материалы, применяемые для изготовления режущего инструмента.
5
Физико-механические свойства, предъявляемые к инструментальным материалам. Инструментальные стали: углеродистые, легированные, быстрорежущие. Химический состав. Спеченные твердые сплавы: однокарбидные, двухкарбидные, трехкарбидные. Режущие свойства сплавов. Минералокерамические материалы. Природные и синтетические сверхтвердые материалы.
Физические основы процесса резания металлов. Процесс. образования стружки и ее типы. Образование нароста при резании. Причины его возникновения. Влияние нароста на процесс резания. Усадка стружки. Коэффициент усадки.
Тепловые явления при резании. Источники выделения теплоты при резании. Зависимость температуры резания от режимов резания. Методы оценки температур в зоне резания. Косвенный способ: по цветам побежалости, калориметрический, метод пленок, метод термокрасок, метод структурного анализа, оптический метод. Непосредственный способ: методы искусственной, полуискусственной и естественной термопар.
Сила и мощность резания. Составляющие силы резания. Зависимость силы резания от скорости резания, подачи и глубины резания. Влияние СОЖ на силу резания.
Изнашивание режущих инструментов. Причины затупления инструментов. Виды износа. Критерии стойкости. Период стойкости инструмента.
Охлаждение и смазывание при резании. Виды смазачно-охлаждающих средств. Требования, предъявляемые к ним. Методы подвода СОЖ.
1.1.4. Общие сведения о станках /3/, с.56-78; /4/, с.305-316.
Основные сведения о металлорежущих станках. Классификация и обозначение станков. Назначение и типы приводов и передач станков. Кинематические схемы.
1.1.5. Станки и инструмент для обработки поверхностей вращения
/3/, с.98-130; /4/, с.64-117.
Станки токарной группы. Основные технические характеристики. Инструмент, применяемый при обработке на токарных станках. Токарновинторезные станки. Оснастка, применяемая для крепления инструмента. Токарные настольные станки, применяемые в часовой промышленности. Последовательность назначения режимов резания при точении.
Токарно-револьверные станки. Назначение, устройство и работа. Классификация в зависимости от вида заготовок, конструкции револьверных головок.
6
Токарные автоматы и полуавтоматы. Одношпиндельные токарные автоматы: продольно-фасонного точения, фасонно-отрезные и токарноревольверные. Особенности обработки. Размещение резцов. Технологические особенности многошпиндельных автоматов. Параллельная, последовательная и параллельно-последовательная схемы обработки.
1.1.6. Оборудование и инструмент для обработки отверстий /3/, с.141-
167; /4/, с.393-406.
Оборудование и инструмент, применяемые при обработке отверстий. Элементы срезаемого слоя и параметры режима резания при сверлении. Типы и конструкции сверл, зенкеров, разверток. Сверлильные станки. Их назначение. Компоновка. Расточные станки. Инструменты, применяемые для расточных работ.
1.1.7. Фрезерные станки /3/, с.183-203; /4/, с.160-191.
Фрезерование. Виды и особенности процесса фрезерования. Применяемый инструмент и оснастка. Фрезерные станки. Консольно-фрезерные станки. Бесконсольно-фрезерные станки. Специализированные фрезерные станки. Шпоночно-фрезерные станки.
1.1.8. Станки для абразивной обработки /3/, с.238-252; /4/, с.260-287.
Абразивная обработка. Особенности процесса резания. Виды абразивной обработки. Абразивные материалы и инструменты. Методы шлифования, режимы обработки. Станки для абразивной обработки. Круглошлифовальные станки. Внутришлифовальные станки. Бесцентровые круглошлифовальные станки. Плоскошлифовальные станки. Отделочные технологические процессы и оборудование для них. Оборудование и оснастка для суперфиниширования, хонингования и притирки.
1.1.9. Зубообрабатывающие станки /3/, с.222-237; /4/, с.211-240.
Зубонарезание. Методы нарезания зубьев. Зуборезные инструменты, зубообрабатывающие станки, применяемая оснастка.
1.1.10. Резьбообрабатывающие станки /3/, с.204-221; /4/, с.241-259.
Резьбообразование. Способы получения резьбы. Применяемый инструмент. Резьбонарезные и резьбонакатные станки.
7
1.1.11. Автоматические линии и программное управление станками
/3/, с.292-326; /4/, с.523-535, с.566-596.
Станки с программным управлением и автоматические линии. Основные сведения. Конструктивные особенности и классификация станков с ЧПУ. Позиционные, прямоугольные и контурные системы ЧПУ. Особенности инструментов для станков с ЧПУ и автоматических линий. Требования, предъявляемые к инструментам для автоматизированного оборудования. Способы увеличения размерной стойкости инструмента.
1.1.12.Технологическое оборудование и инструмент для нанесения знаков /3/, с.340-350.
Оборудование и инструмент для нанесения штрихов, линий и знаков. Металлические и алмазные инструменты. Делительные машины и координатографы. Продольные делительные машины. Круговые делительные машины. Особенности машин для изготовления кодовых дисков. Оборудование для фрезерования знаков циферблатов.
1.1.13. Технологическое оборудование и инструмент для обработки пластмасс и оптических деталей /3/, с.253-284, с.327-339.
Классификация пластмасс, применяемых в приборостроении и их физические свойства. Физические основы резания пластмасс. Типы стружек, получаемых при обработке пластмасс. Схема действия сил.
Распределение теплоты в зоне резания. Требования, предъявляемые к инструменту. Пути снижения температуры в зоне резания.
Оборудование и инструмент для обработки пластмасс. Особенности процесса обработки.
Смазочно-охлаждающие жидкости, применяемые при обработке пластмасс.
Оборудование, инструмент и оснастка, применяемые при обработке оптических деталей. Основные системы формообразования поверхностей при механической обработке оптических деталей. Геометрическое построение и кинематическая схема обработки. Вид инструмента и способ его замыкания с заготовкой.
Схема обработки свободным притиром.
Станки для предварительной обработки оптических деталей. Станки для черновой механической обработки. Шлифовально-полировальные и отделочные станки для обработки деталей из стекла.
Некоторые специфические операции и оборудование для обработки
8
оптических деталей.
1.1.14.Оборудование для физико-химических методов размерной обработки материалов /3/, с.351-361; /4/, с.597-607.
Электрофизические н электрохимические методы и станки размерной обработки материалов. Оборудование для электроэрозионной, ультразвуковой и электрохимической обработки.
1.2.Примерный перечень лабораторных работ
1.2.1.Исследование конструкций токарных резцов.
1.2.2.Исследование конструкций спиральных сверл.
1.2.3.Исследование конструкций фрез.
1.2.4.Изучение конструкции универсального токарно-винторезного станка мод. 16К20.
1.2.5.Наладка токарно-револьверного автомата.
1.2.6.Изучение конструкции сверлильного станка.
1.2.7.Изучение конструкции универсального консольного горизонтальнофрезерного станка мод.6Р82.
1.2.8.Испытание и проверка станка на геометрическую точность.
1.3.Контрольная работа
1.3.1По выданному эскизу детали, на указанные поверхности назначить технологическое оборудование и инструмент для их обработки и рассчитать режимы резания.
1.3.2Вычертить эскиз токарного резца со следующими геометрическими параметрами (см. табл.1).
Таблица 1
№ |
б,° |
в,° |
г,° |
д,° |
л,° |
ц,° |
цґ |
бґ |
гґ |
1 |
6 |
79 |
5 |
85 |
0 |
60 |
10 |
5 |
5 |
2 |
6 |
89 |
-5 |
85 |
2 |
60 |
10 |
5 |
5 |
3 |
12 |
78 |
0 |
90 |
-2 |
30 |
10 |
5 |
5 |
4 |
12 |
75 |
3 |
87 |
-2 |
30 |
10 |
10 |
5 |
5 |
10 |
80 |
0 |
90 |
2 |
90 |
10 |
6 |
0 |
6 |
8 |
87 |
-5 |
95 |
0 |
45 |
12 |
6 |
3 |
7 |
6 |
84 |
0 |
90 |
0 |
45 |
45 |
6 |
0 |
8 |
6 |
84 |
-2 |
92 |
-3 |
60 |
12 |
6 |
3 |
9 |
8 |
82 |
0 |
90 |
3 |
45 |
45 |
6 |
0 |
9
10 |
8 |
77 |
5 |
85 |
-3 |
45 |
45 |
6 |
0 |
11 |
8 |
82 |
0 |
90 |
-3 |
60 |
15 |
6 |
6 |
12 |
10 |
76 |
4 |
86 |
0 |
90 |
15 |
6 |
6 |
13 |
6 |
81 |
3 |
87 |
5 |
60 |
15 |
6 |
0 |
14 |
12 |
82 |
-4 |
94 |
5 |
90 |
5 |
8 |
2 |
15 |
8 |
82 |
0 |
90 |
-3 |
45 |
45 |
6 |
0 |
16 |
8 |
78 |
4 |
86 |
0 |
60 |
15 |
6 |
5 |
17 |
10 |
85 |
-5 |
95 |
3 |
90 |
10 |
10 |
0 |
18 |
6 |
84 |
0 |
90 |
-3 |
30 |
45 |
8 |
6 |
19 |
12 |
74 |
4 |
86 |
5 |
45 |
45 |
6 |
0 |
20 |
6 |
90 |
-6 |
96 |
0 |
40 |
45 |
6 |
0 |
21 |
6 |
79 |
5 |
85 |
-2 |
30 |
10 |
10 |
5 |
22 |
6 |
89 |
-5 |
85 |
2 |
90 |
10 |
6 |
0 |
23 |
12 |
78 |
0 |
90 |
0 |
45 |
12 |
6 |
3 |
24 |
12 |
75 |
3 |
87 |
0 |
45 |
45 |
6 |
0 |
25 |
10 |
80 |
0 |
90 |
-3 |
60 |
12 |
6 |
3 |
Укажите режущие кромки, сечения среза и обозначьте углы заточки. 1.3.3 Рассчитать геометрические параметры режущих инструментов в
зависимости от исходных условий (выдаются преподавателем).
ВАРИАНТ 1 3. Чему будет равен кинематический задний угол проходного токарного
резца с углом в плане 
90 при обработке вала диаметром 20 мм из стали 45. Частота вращения вала n 1500 об/мин, продольная подача S 0,02 мм/об, главный задний угол полученный при заточке =10 .
4. Как влияет угол в плане на толщину и ширину среза 
ВАРИАНТ 2 3. Чему будет равен кинематический задний угол проходного токарного
резца с углом в плане 
60 при обработке вала диаметром 16 мм из стали 45. Частота вращения вала n 1000 об/мин, продольная подача S 0,015 мм/об, главный задний угол , полученный при заточке = 8 .
4. Какое влияние оказывает нарост на процесс резания и качество обработанной поверхности 
ВАРИАНТ 3 3. Чему будет равен кинематический передний угол 
проходного токарного
резца с углом в плане 
90
и углом наклона главной режущей кромки = 0
при обработке вала диаметром 18 мм из стали 45. Частота вращения вала n=
10