- •Пенза 2006
- •Введение
- •1.Основные понятия и определения. Качество и точность при изготовлении и сборке машин.
- •1.1.Основные термины и положения. Техническая подготовка производства.
- •Техническая подготовка производства
- •1.2.Типы машиностроительных производств и их краткая характеристика
- •1.3.Построение системы связей при изготовлении и сборке машин. Качество и точность.
- •Геометрические показатели точности
- •1.4.Формы организации тп. Принципы концентрации и дифференциации операций. Методы обеспечения точности.
- •2.Метод автоматического получения размеров.
- •Этапы обеспечения точности обработки
- •1.5.Диаграмма причинно-следственных взаимосвязей
- •1.6.Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства деталей машин.
- •2.Основы теории базирования деталей
- •2.1.Элементы базирования: опорная точка, комплект баз, закрепление, установка. Правило «шести точек».
- •Правило шести точек.
- •2.2.Типовые схемы базирования деталей при обработке.
- •2.3.Классификация баз.
- •2.4.Правила (принципы) базирования. Определенность и неопределенность базирования.
- •2.5.Анализ типовых схем базирования.
- •1.Установка плоскими поверхностями.
- •2.Установка наружными цилиндрическими поверхностями.
- •4.Установка на длинный центр (конус Морзе)
- •2.6.Погрешности от закрепления и положения деталей. Пути снижения влияния погрешностей установок на точность обработки
- •3.Расчетно-аналитический метод обеспечения точности обработки деталей.
- •3.1.Погрешности от упругих деформаций технологической системы.
- •Производственные методы оценки жесткости.
- •3.2.Погрешности от размерного износа инструмента
- •Погрешности от тепловых деформаций системы
- •3.4.Влияние геометрической точности станка на точность обработки
- •3.5.Погрешности от влияния вибраций и других факторов.
- •3.6.Расчет суммарной погрешности обработки.
- •3.7.Методы настройки станков.
- •3.7.1.Статическая настройка.
- •3.7.2.Динамическая настройка.
- •3.7.3.Диаграммы точности обработки
- •4.Статистический метод обеспечения точности механической обработки и качества сборки
- •4.1.Точечные и точностные диаграммы.
- •4.2.Закон Гаусса.
- •4.3.Порядок построения теоретической кривой.
- •4.4.Свойства нормального закона распределения.
- •5.Проектирование технологических процессов механической обработки/
- •5.1.Информация, необходимая для проектирования тп
- •5.2.Последовательность проектирования единичного тп механической обработки
- •5.3.Отработка конструкции на технологичность
- •4.Порядок определения типа производства
- •5.5.Выбор методов получения исходных заготовок
- •Производство заготовок литьем
- •Производство исходных заготовок пластическим деформированием
- •Исходные заготовки из калиброванной стали
- •Исходные заготовки из пластических масс.
- •Формообразование пластических масс
- •Особенности обработки изделий из пластических масс
- •Исходные заготовки, получаемые методом порошковой металлургии
- •5.6.Выбор технологических баз для установки заготовок
- •5.6.Составление планов обработки отдельных поверхностей
- •5.8.Рекомендации к построению общего маршрута обработки
- •5.9.Технический контроль
- •6.Проектирование технологических операций
- •Расчет межоперационных размеров.
- •6.3. Расчеты режимов резания.
- •Расчетное число оборотов шпинделя
- •Фактическую скорость резания
- •Требования к проектированию карт наладок:
- •6.4. Штучное время и его элементы. Основы технического нормирования.
- •6.4. Оформление технологической документации
- •7.Размерный анализ технологических процессов
- •7.1.Задачи и необходимость размерного анализа.
- •7.2.Виды размерных цепей.
- •7.3.Порядок построения размерной схемы тп.
- •7.4.Выявление трц при помощи графов
- •7.5.Проверка правильности построения графов и запись уравнений трц
- •7.6.Расчеты технологических размерных цепей
- •8.Технологические методы обеспечения качества обработки поверхностей
- •8.1.Сверление. Зенкерование. Развертывание.
- •8.2.Строгание и долбление
- •8.3 Методы шлифования
- •8.4.Отделочные методы: хонингование, суперфиниширование, полирование, притирка.
- •8.5.Методы ппд
- •8.6.Операции нанесения покрытий
- •9.Производительность и экономичность технологических процессов.
- •При бухгалтерском методе – себестоимость изготовления детали ;
Погрешности от тепловых деформаций системы
Источниками тепловыделения в технологической системе являются:
трение стружки о переднюю поверхность режущего инструмента;
трение задней поверхности режущего инструмента по обработанной поверхности детали;
потери на трение в подвижных механизмах станка (подшипниках, зубчатых передачах и т.п.),
тепловыделение из зоны резания.
Весь расчет чаще всего сводится к определению тепловых деформаций инструмента.
Выделяющееся в зоне резания тепло частично уносится с СОЖ, частично рассеивается в окружающем пространстве лучеиспусканием и конвективным теплообменом, а также передается заготовке и режущему инструменту, а также станку. Это приводит к разогреву станка, заготовки и режущего инструмента и нарушению взаимного положения заготовки и режущей кромки инструмента.
Наибольшее влияние на точность механической обработки оказывают тепловые деформации режущего инструмента и обрабатываемой заготовки; влиянием остальных составляющих, как правило, можно пренебречь.
Тепловые деформации обрабатываемой заготовки(детали) зависят от количества теплоты, поступающей в заготовку из зоны резания, массы и удельной теплоемкости материала заготовки. Количественно они могут быть определены по известной зависимости.
где - температурный коэффициент линейного расширения материала заготовки;
- диаметр обрабатываемой заготовки, мм;
- соответственно исходная и текущая (в i-й момент времени) температура детали.
Тепловые деформации инструмента , приводят к удлинению державки, а следовательно, к смещению режущих кромок и изменению размеров (уменьшению) обрабатываемых диаметров, т.е. образованию погрешности обработки.
|
Рисунок 3.7 Схема уменьшения диаметра обрабатываемых деталей в партии из-за температурного удлинения резца. |
Зависимость тепловых деформаций резцов от времени их работы, иллюстрирует процесс образования погрешности обработки от изменения размеров применяемого инструмента.
|
Рисунок 3.8 Зависимость тепловых деформаций инструмента от времени его работы. |
Точка А на графике и соответствующее ей время показывают момент установления теплового равновесия системы.
Участок ОА, изменяющийся по экспоненциальному закону может быть описан зависимостью:
,
где - эмпирический коэффициент ( С=4...4,5);
- вылет резца, мм;
- площадь поперечного сечения тела резца, мм2;
- предел прочности обрабатываемого материала детали, кг/мм2;
- скорость резания ( ), м/мин;
- соответственно глубина резания и подача;
- время работы резца (до точки А ), мин.
Тепловое равновесие (при котором прекращается удлинение резцов) наступает примерно через 12...24 минут непрерывной работы, а общее тепловое равновесие всей технологической системы наступает примерно через 2-3 часа работы.
Практически же в условиях производства неизбежны перерывы в работе, поэтому с учетом перерывов (станок и инструмент успевают охладиться):
где , - соответственно продолжительность машинного времени и времени перерывов, мин.
Для снижения влияния тепловых деформаций инструмента и обрабатываемой детали на точность механической обработки применяют: различные смазочно-охлаждающие жидкости.
Погрешности обработки, вызванные тепловыми деформациями могут достигать 30...40% от суммарной погрешности обработки.
При обработке среднеуглеродистых сталей диаметром до 50 мм, их температурные деформации могут достигать 20-25 мкм.