Билет №1

1. Деталью называют изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. Конструктивная форма детали образуется сочетанием объемов материала, ограниченных простыми геометрическими поверхностями – плоскостями, цилиндрами, конусами, сферами и т.д.

Сборочная единица — изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями (свинчиванием, сочленением, клёпкой, сваркой, пайкой, опрессовкой, развальцовкой, склеиванием, сшивкой, укладкой и т. п.), например: автомобиль, станок, телефонный аппарат, микромодуль, редуктор, сварной корпус, маховичок из пластмассы с металлической арматурой.

Комплект основных баз детали – поверхности участвующие в определении положения этой детали в машине или сборочной единице, лишающие деталь всех шести возможных степеней свободы (схема полного базирования) или только части из них.

Комплект вспомогательных баз детали составляют поверхности, участвующие в определении положения в изделии (машине) другой детали, присоединяемой к данной.

Комплекс - два или более специфицированных изделия, не соединённых на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций.

2. Жесткость технологической системы – способность системы противостоять действию силы, вызывающей деформации, возникающей под влиянием силы резания, приложенной к звеньям упругой технологической системы (станок — приспособление — инструмент — заготовка. На точность обработки влияют преимущественно те деформации системы, которые изменяют расстояние между режущей кромкой инструмента и обрабатываемой поверхностью, т. е. деформации, направленные нормально к обрабатываемой поверхности. Достаточная жесткость режущего инструмента является непременным условием применения высокопроизводительных режимов резания, тогда как низкая жесткость приводит к необходимости ухудшать параметры режима во избежание роста погрешности обработки.

Билет №2

1. Технологичность — это экономичность изготовления изделия в конкретных организационно-технологических и производственных условиях и при заданных масштабах выпуска.

Отработка изделий на технологичность (технологический контроль) производится на всех этапах создания конструкторской документации: на стадии эскизного проекта производится анализ конкретных конструкторских решений, в том числе целесообразности выбранных материалов, рациональности и технологичности членения конструкции на сборочные единицы, блоки, агрегаты, обеспечение простоты сборки, разборки и т.п.; на стадиях технического и рабочего проектов принимаются окончательные решения о технологичности изделия и точности изготовления его элементов; на стадии изготовления опытного образца и опытной партии завершается отработка конструкции на технологичность (конкретизируются условия обеспечения технологичности, в том числе возможность использования типовых технических процессов, унифицированной переналаживаемой оснастки и имеющегося или производимого оборудования.

2. Повышение жесткости технологической системы содействует уменьшению вибраций ее звеньев и, следовательно, позволяет повышать режимы резания, не снижая точности обработки.

Повышение жесткости системы можно получить следующими методами: созданием предварительного натяга; сокращением числа стыков и звеньев и размерных и кинематических цепях: увеличением контактной жесткости введением дополнительных опор.

Создание предварительного натяга позволяет выбрать зазоры в стыках обеспечить большую определенность базирования деталей и тем самым уве­личить жесткость технологической системы.

Натяг создают с помощью пружин гидравлических устройств, подвешивания грузов.

Сокращения числа стыков и звеньев в размерных цепях достигают посредством использования приспособлений. Например, размерная цепь горизонтально-расточного станка содержит пять состав­ляющих звеньев. Если для направления расточной борштанги, связанной со шпинделем двойным шарниром Гука, использовать кондукторные втулки, то число составляющих звеньев можно сократить до двух.

Контактную жесткость стыков увеличивают с помощью специаль­ных устройств в виде клиньев, прижимных планок. Для этих целей при­меняют также и смазочные материалы соответствующей вязкости. В не­подвижных стыках контактная жесткость повышается посредством увеличения точности геометрических форм сопрягаемых поверхностей.

Повышают жесткость и введением дополнительных опор, снижающих собственные упругие деформации деталей технологической системы.

Билет №3

1. В целях обеспечения наиболее рационального процесса механической обработки заготовки составляется план обработки с указанием, какие поверхности надо обработать, в каком порядке и какими способами. В связи с этим весь процесс механической обработки расчленяется на отдельные составные части: технологические операции, позиции, переходы, ходы, приемы.

Технологическая операция - часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте и охватывающая все последовательные действия рабочего (или группы рабочих) и станка по обработке заготовки.

Установ - часть операции, выполняемую при одном закреплении заготовки на станке или в приспособлении, или собираемой сборочной единицы. При каждом повороте детали на какой-либо угол создается новый установ.

Технологический переход – законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента, поверхностей, образуемых обработкой, или режима работы станка.

Вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действия человека и или оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и шероховатости поверхности, но необходимы для выполнения технологического перехода (установка заготовки, смена инструмента и т.д.).Изменение только одного из перечисленных элементов (обрабатываемой поверхности, инструмента или режима резания) определяет новый переход.

Переход состоит из рабочих и вспомогательных ходов. Рабочий ход - часть технологического перехода, охватывающую все действия, связанные со снятием одного слоя материала при неизменности инструмента, поверхности обработки и режима работы станка. Вспомогательный ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки, но необходимого для выполнения рабочего хода.

Все действия рабочего, совершаемые им при выполнении технологической операции, расчленяются на отдельные приемы. Прием - законченное действие рабочего, обычно приемами являются вспомогательные действия, например постановка или снятие детали, пуск станка, переключение скорости или подачи и т.п. Понятие прием используется при техническом нормировании операции.

В план механической обработки включают также промежуточные работы – контрольные, слесарные и др., необходимые для дальнейшей обработки, например спайка, сборка двух деталей, запрессовка сопрягаемых деталей, термическая обработка и т.д. Окончательные операции для других видов работ, выполняемых после механической обработки, вносятся в план соответствующих видов обработки.

2.1 Основные погрешности при механической обработке и сборке.

Качество продукции - это совокупность ее свойств, обуславливающих удовлетворение определенных потребностей в соответствии с ее назначением.

Высокое качество изделия при его изготовлении обеспечивается такими производственными факторами, как качество оборудования и инструмента, физико-химические и механические свойства материалов и заготовок, совершенство технологического прогресса, а также качество обработки и контроля.

Точность обработки - качество полученной после обработки детали. От того, насколько точно будет выдержан размер и форма детали при обработке, зависит правильность сопряжения деталей в изделии и, как следствие, надежность изделия в целом.

Погрешность обработки - это отклонение полученного размера детали от заданного в результате смещения одного или нескольких элементов технологической системы под влиянием тех или иных факторов.

Погрешности измерения обычно рассматриваются в составе погрешностей наладки, однако, при значительном их влиянии на общую погрешность данные погрешности можно рассматривать отдельно.

Общая погрешность детали (сумма погрешностей базирования и закрепления); погрешность в результате смещения элементов технологической системы под действием сил резания и является результатом упругих деформаций заготовок , резца, инструмента, изменения величины стыковых зазоров , положения режущей кромки инструмента относительно детали; погрешность регулирования положения инструмента; погрешности измерения размер; погрешность при износе инструмента; погрешность отклонения размеров, формы и расположения обработанных поверхностей возникают также в связи с неточностями станка; упругая деформации технологической системы и температурная погрешность при нагреве станка, инструмента и детали в процессе резания, а также внешнем тепловое воздействие; случайные погрешности возникают вследствие колебания величин припусков в различных деталях, различных параметров.

2.2 Определение погрешностей в процессе обработки

При механической обработке заготовок на настроенных станках точность получаемых размеров одновременно зависит как от близких по величине и независимых друг от друга случайных причин, обуславливающих распределение размеров по закону Гаусса, так и от систематических погрешностей возникающих со временем вследствие равномерного износа режущего инструмента.

Для расчетов точности обработки заготовок при подобной композиции законов распределения удобно пользоваться функцией распределения a(t).

Эта функция формируется законом Гаусса с его параметрами  и Lср зависящим от точности вида обработки и технологической системы, и законом равной вероятности с параметрами l=(b-a) на величину поля, рассеяния которого оказывает влияние скорость и продолжительность процесса. Таким образом, функция a(t) отражает не только точность, но и продолжительность процесса обработки. Форма кривой распределения композиционной временной функции a(t) зависит от параметра a, определяемого отношением L к среднему квадратичному  мгновенного гауссова распределения, т.е. а =L / . Изложенные законы распределения размеров используются для установления надежности проектируемого технологического процесса в обеспечение обработки заготовок без брака, определения количества вероятного брака при обработке, расчета настройки станков, сопоставления точности обработки заготовок при различном состоянии оборудования, инструмента, СОЖ, и .т.д.

Билет №4

1. Различают три вида производства: единичное, серийное и массовое.

Единичное - производство, при котором выпуск каждого наименования изделий производится в очень небольших количествах. Основные технологические признаки: применение универсального оборудования, применение универсальных приспособлений и стандартного режущего инструмента; высокая квалификация рабочих и др.

Серийное - производство, при котором изготовление изделий данного наименования периодически повторяется. В зависимости от величины партии или серии различают мелко-, средне- и крупносерийное производство. Основные технологические признаки: проведение на одном рабочем месте одной или нескольких операций; обработка заготовок по технологическому процессу, разделенному на отдельные операции; применение универсального оборудования, специальных и специализированных станков для изготовления основных деталей: широкое применение специальных приспособлений и инструментов: различная квалификация рабочих; взаимозаменяемость и в связи с этим небольшой объем пригоночных работ.

Массовое - производство, при котором одинаковые изделия изготавливают в большом количестве в течение длительного времени. Производство, при котором операции обработки заготовок (или сборки машин) закреплены за рабочими местами, расположенными в порядке выполнения операций, а обрабатываемые заготовки или собираемые узлы машин последовательно перемещаются с одного рабочего места на другое, называется поточным. Основные технологические признаки: закрепление за каждым рабочим местом одной постоянно повторяющейся операции; обработка заготовок и сборка машин по непрерывно поточному методу; широкое применение агрегатных, автоматических и специальных станков, а также автоматических линий; высокая степень оснащенности специальными приспособлениями, инструментами и автоматическими измерительными устройствами; полная взаимозаменяемость; невысокая квалификация рабочих на операционных станках; Технология механической обработки деталей в автоматизированном производстве. В условиях автоматизированного производства от каждой операции зависит надежность работы всей линии, поэтому здесь нет главных и второстепенных операций. В автоматизированном производстве все элементы технологического процесса — подача заготовки, ее ориентирование и закрепление, обработка, снятие готовой детали, контроль, межоперационное транспортирование и т. п. Основными отличительными особенностями технологии автоматизированного производства являются: применение экономической заготовки, применение высокопроизводительных режущих инструментов с высокой стойкостью, синхронизация технологических операций, высокая стабильность технологических процессов, меньшая трудоемкость и сокращенный цикл изготовления детали, высокое качество готовых деталей. значительная экономичность за счет увеличения производительности труда, повышения качества продукции, ее стабильности, сокращения длительности производственного цикла, облегчения условий труда.

2. «Рассеяние» размеров получение действительных размеров деталей в процессе механической обработки с некоторыми отклонениями от номинальных. Отклонения разделяются на случайные (неточность зажима заготовки в патроне, неточность приспособления, отклонения величины припуска, температурные изменения окружающей среды и др.) и систематические (возникают от неточности станка, от упругих деформаций станка, детали и инструмента, износа инструмента и т.д.). Расчетный метод основан на установлении соответствующих погрешностей и определении их числовых значений аналитически.

Этот метод дает возможность анализировать технологический процесс и устанавливать пути повышения точности обработки. Недостаток аналитического метода — сложность оценки суммарного отклонения. Статистический метод основан на определении суммарного отклонения путем непосредственного измерения изготовленных деталей и последующей обработки результатов измерений. Статистический метод дает возможность наиболее просто оценить точность обработки в целом, но он не устанавливает способов увеличения точности.

Чтобы определить характер рассеяния размеров, строят кривую распределения, для этого измеряют партии (100-250 шт.) обработанных на станке деталей при одной настройке, а результаты измерений распределяют так, чтобы в одной группе находились измерения одного определенного интервала, затем подсчитывают, сколько деталей имеют размеры, находящиеся в пределах каждого интервала. Абсолютная величина числа деталей в каждом интервале носит название частоты. Отношение этих величин к общему числу детален партии называется частостью.

На оси абсцисс откладывают абсолютную величину показании измерений, а на оси ординат — относительную частоту, т. е. процентное отношение количества измерений данной группы к общему количеству измерений. Пересечениями перпендикуляров, восстанавливаемых от оси абсцисс из точки, соответствующей среднему значению измерений данной группы, и от оси ординат из точки, соответствующей относительной частоте данной группы, находят точку на диаграмме.

Когда найдены все точки диаграммы, их соединяют прямыми, в результате чего получается диаграмма рассеяния размеров. Чем больше будет измерений (точек), тем ближе ломаная будет приближаться к плавной кривой. При проектировании технологического процесса необходимо, чтобы величина рассеяния размеров была не больше величины допуска.

Билет №5

1. Поточным называют производство, характеризуемое расположением средств технического оснащения в последовательности выполнения операций технологического процесса определенным интервалом выпуска продукции. Это форма организации производства, при которой все операции согласованы во времени, повторяются через строго установленные интервалы. Поточные формы работы распространены в массовом и крупносерийном производстве.

Основным звеном поточного производства является поточная линия – совокупность специализированных рабочих мест (оборудования).

По номенклатуре одновременно обрабатываемых предметов труда, поточные линии подразделяются на однопредметные и многопредметные.

На однопредметных обрабатываются (изготавливаются, собираются) предметы труда (деталь, узел, изделие) одного наименования (типоразмера) в течение длительного периода времени. Такие линии широко распространены в цехах и на участках массового производства, например, линии сборки автомобилей, двигателей, отдельных узлов и агрегатов.

Многопредметными называют поточные линии, позволяющие одновременно или последовательно обрабатывать предметы труда нескольких наименований. Их подразделяют на:

В зависимости от характера движения предмета труда по операциям поточные линии могут быть непрерывными (предмет труда находится в процессе обработки или перемещения с предыдущей операции на последующую, то сеть без межоперационного прослеживания и без перерывов в работе оборудования) и прерывными.

При передаче предметов труда с одной операции на другую на рабочих местах поточных линий создают задел – совокупность предметов труда, находящихся на разных стадиях производственного процесса и предназначенных для обеспечения бесперебойной работы цеха, участка, линии. В поточном производстве различают заделы: технологический, транспортный, оборотный и страховой.

Технологический задел – общее количество предметов труда, находящихся в процессе непосредственной обработки (сборки) на всех рабочих местах поточной линии.

Транспортный задел слагается из общего количества предметов труда, находящихся в процессе перемещения между рабочими местами, участками, поточными линиями.

Оборотный задел образуется на прямоточных линиях, когда смежные операции имеют различную по величине производительность и для рабочих устанавливается различный режим работы на этих операциях.

Страховой задел создается для компенсации различного рода перебоев и отклонений от такта работы линии. Их причинами могут быть, например, смена инструмента, выход из строя оборудования, колебания в производительности труда рабочих и др.

При построении технологической последовательности изготовления изделий, схем разделения труда, организационно-технических структур потоков рекомендуется учитывать следующие основные требования комплектования организационных операций:

• размещение рабочих мест в строгом соответствии с последовательностью технологического процесса;

• разделение производственного процесса на отдельные операции и закрепление их на длительное время за определенным рабочим местом;

• согласование продолжительности выполнения операций;

• использование квалификации исполнителей;

• специализация рабочих мест на выполнение отдельных операций;

• кратность организационных операций.

2. Определение припусков на обработку тесно связано с установлением предельных промежуточных и исходных размеров заготовки, которые необходимы для конструирования приспособлений, специальных режущих и измерительных инструментов, штампов, пресс-форм, моделей, стержневых ящиков, настройки металлорежущих станков и другого технологического оборудования, для обоснованного определения режимов резания и норм времени на выполнение операции механической обработки.

В настоящее время в автомобиле- и тракторостроении широко применяется опытно-статистический метод определения припусков на обработку. При этом методе общие и промежуточные припуски берут из таблиц, которые составлены на основе обобщения опытных данных, полученных на передовых заводах. Недостатком этого метода является то, что припуски назначают без учета конкретных условий построения технологического процесса.

Методом расчета припусков, лишенный указанных недостатков, является расчетно-аналитический. В соответствии с ним промежуточный припуск должен быть таким, чтобы при его снятии устранялись погрешности обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предшествующем технологическом переходе, а также погрешность

R_maх, R_i-1, R_(i-1)min - максимальный, средний и минимальный радиус заготовки на операции чернового обтачивания; Z_imax, Z_h Z_imin - максимальный, средний и минимальный радиус заготовки на операции чистового обтачивания; Z_imax, Z_h Z_imin - максимальный, средний и минимальный припуск на обработку установки обрабатываемой заготовки, возникающая на выполняемом переходе.

В условиях единичного и мелкосерийного производства деталей средней точности для определения общих и межоперационных припусков нашел широкое распространение вероятностно - статистический метод, в основу которого положен вероятностный подход, что более оправдано теоретически и дает более близкий к практике результат. Следствия из этого подхода содержат не только данные по факторам, определяющим припуски, но и значения средних промежуточных и общих припусков для оговоренных в нормативных материалах условий (в том числе по обеспечиваемой точности изготовления деталей). Для использования вероятностно-статистического метода разработаны ГОСТ 26645—85 (введен с 01.01.1988) и ГОСТ 7505—89 (введен с 01.07.1990), в которых указаны значения средних припусков. Это позволяет назначать средние промежуточные и общие припуски с учетом геометрической точности заготовок и деталей, а также с учетом характеристики оборудования определять набор переходов, необходимых для получения из заготовки детали с требуемой точностью обработки поверхностей.

Минимальный припуск

 В общем случае минимальный операционный припуск на обработку поверхности можно определить как сумму:

Z_imin = Rz_i-1-l + h_i-1 + П_i-1 + Ф_i-1 + У_i

где Rz_i-1-l, h_i-1 — соответственно высота микронеровностей поверхности и глубина дефектного слоя, полученные на предыдущей (i-1) операции (переходе); П_i-1, Ф_i-1 соответственно погрешности расположения и геометрической формы поверхности, полученные на предшествующей операции (переходе); У_i — погрешность установки заготовки на выполняемой операции.

Составляющие П_i-1 и Ф_i-1 в справочниках для расчета могут быть регламентированы одной случайной величиной _i-1 — как суммарные отклонения расположения поверхности, а погрешность установки У, представлена как векторная величина. С учетом этого минимальный припуск Z_imin определяется по формулам:

при последовательной обработке поверхностей: Z_imm = R_Zi-1 + h_i-1 + _i-1 + _i;

при параллельной обработке противоположных поверхностей: Z_imin = 2(R_Zi-1 + h_i-1 + _i-1 + _i);

при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения: Z_imin = 2 (R_Zi-1 + h_i-1) + 2,

где R_Zi-1 — высота неровностей поверхности; h_i-1 — глубина дефектного слоя; _i-1 — суммарные отклонения расположения поверхности; _i — погрешность установки заготовки, определяемая как проекция вектора У, на нормаль к поверхности.

В формулах индекс i относится к выполняемому переходу, а i - 1 — к предшествующему переходу.

Величина суммарных отклонений расположения поверхности представляет собой погрешности геометрической формы и взаимного расположения поверхностей (отклонения от параллельности и перпендикулярности, соосности, симметричности, пересечения осей) и зависит от вида заготовки (прокат, литье, штамповка), способов крепления заготовки (консольное, в центрах и т. п.) и др. 

Билет №6

1. Базой называется поверхность, или заменяющее ее сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащие заготовке или изделию и предназначенные для придания изделию или детали требуемого положения в пространстве относительно выбранной системы отсчета. Процесс придания изделию или детали требуемого положения в пространстве называется базированием.

Как известно, абсолютно твердое тело имеет шесть степеней свободы относительно выбранной системы координат: 3 из них — поступательные и 3 — вращательные. Т.е. положение тела относительно системы отсчета можно определить, используя шесть независимых координат, каждая из которых определяет связь и лишает тела одной степени свободы.

Правило шести точек: для определения положения детали необходимо и достаточно лишить ее шести степеней свободы, то есть задать координаты шести опорных точек. При нарушении правила шести точек появляется неопределенность базирования.

Схему расположения опорных точек детали на базах детали или заготовки называют схемой базирования.

Совокупность трех баз, лишающая тело шести степеней свободы, называется комплектом баз.

База, связывающая одну степень свободы тела называется опорной. База, связывающая две степени свободы тела называется направляющей. База, связывающая три степени свободы тела называется установочной.

2. 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) _ТД зависят от количества теплоты, поступающей в заготовку из зоны резания, массы и удельной теплоемкости материала заготовки. Количественно они могут быть определены по известной зависимости. Дельта_тд=а*д*(T_i-1-T_i),    где α - температурный коэффициент линейного расширения материала заготовки;    d - диаметр обрабатываемой заготовки, мм;    T_i-1, T_i - соответственно исходная и текущая (в i-й момент времени) температура детали. Тепловые деформации инструмента _ТИ, приводят к удлинению державки, а следовательно, к смещению режущих кромок и изменению размеров (уменьшению) обрабатываемых диаметров, т.е. образованию погрешности обработки. Для снижения влияния тепловых деформаций инструмента _ТИ и обрабатываемой детали _ТД 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.

 Билет №7

1. Базой называют используемую для базирования поверхность, линию или точку, принадлежащую обрабатываемой заготовке.

Одним из наиболее сложных и принципиальных разделов проектирования технологических процессов механической обработки является назначение технологических баз. От правильности решения вопроса о технологических базах в значительной степени зависят: фактическая точность выполнения линейных размеров, заданных конструктором; правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; точность обработки, которую должен выдержать рабочий при выполнении запроектированной технологической операции; степень сложности и конструкция необходимых приспособлений, режущих и мерительных инструментов; общая производительность обработки заготовок.

При автоматизации производства, развитии гидрокопировальных устройств и применении станков с числовым программным управлением (в том числе обрабатывающих центров) значение правильного выбора технологических баз еще более возрастает, так как все эти виды обработки основываются на принципе автоматического получения размеров, в котором технологическая база является одним из основных составляющих элементов.

Технологическая база используемая при первом установе заготовки, называется черновой технологической базой. В качестве черновой технологической базы следует выбирать поверхность, относительно которой на первой операции могут быть обработаны поверхности, используемые при дальнейших операциях как технологические базы. Таким образом, черновая база предназначена для обработки чистовых баз. Черновая база должна использоваться при обработке заготовки только один раз – при выполнении первой операции. Все последующие операции и установы заготовки необходимо осуществлять на обработанных поверхностях – чистовых базах. Исключением являются случаи обработки особо точных заготовок, полученных литьем под давлением, точным прессованием, калиброванием, или случаи обработки заготовок, установленных на приспособлениях-спутниках.

При выборе черновой базы следует руководствоваться двумя исходными данными рабочего чертежа детали. Одно из них – наличие на обрабатываемой детали поверхностей с особо высокими требованиями по точности размеров и по качеству поверхностного слоя. В таком случае именно эти поверхности следует принимать за базы на первой операции. И второе исходное данное, которое должно быть в поле зрения, это – имеются ли поверхности, не подлежащие обработке резанием. Тогда в качестве черновых технологических баз, возможно, целесообразно выбрать именно эти поверхности, остающиеся необработанными. Особенно это важно для деталей с требованием равномерного распределения масс с целью минимизации дисбаланса, что позволит обеспечить правильное расположение обрабатываемых поверхностей детали относительно необрабатываемых.

Самым сложным случаем для принятия решения о черновых базах на первых операциях будет вариант, когда у детали имеются поверхности с высокими требованиями по точности и качеству и одновременно требование равномерного распределения масс детали с частично не обрабатываемыми поверхностями.

При обработке ответственных поверхностей одной из важных задач является обеспечение равномерного распределения припусков и минимальной их величины.

2. Заготовка - предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь.

Литьем получают заготовки практически любых размеров как простой, так и очень сложной конфигурации. При этом отливки могут иметь сложные внутренние полости с криволинейными поверхностями, пересекающимися под различными углами. Точность размеров и качество поверхности зависят от способа литья. Некоторыми специальными способами литья (литье под давлением, по выплавляемым моделям) можно получить заготовки, требующие минимальной механической обработки.

Отливки можно изготавливать практически из всех металлов и. сплавов. Механические свойства отливки в значительной степени зависят от условий кристаллизации металла в форме. В некоторых случаях внутри стенок возможно образование дефектов (усадочные рыхлоты, пористость, горячие и холодные трещины), которые обнаруживаются только после черновой механической обработки при снятии литейной корки.

Наиболее сложные по конфигурации заготовки можно изготавливать различными способами литья. Литье в песчаные формы и по выплавляемым моделям позволяют получать заготовки сложной формы с различными полостями и отверстиями. В то же время некоторые способы литья (например, литье под давлением) выдвигают определенные ограничения к форме отливки и условиям ее изготовления.

Для литья размеры заготовки практически не ограничиваются. Нередко - ограничивающим параметром в этом случае являются определенные минимальные размеры (например, минимальная толщина стенки отливки). Большинство специальных методов литья ограничивают массу заготовки до нескольких десятков или сотен килограммов.

Форма (группа сложности) и размеры (масса) отливок влияют на их себестоимость. Причем масса заготовки влияет активнее, так как с ней связаны расходы на оборудование, оснастку, нагрев и т.п. Значительное снижение стоимости изготовления литых и штампованных заготовок происходит при увеличении их массы от 2 до 30 кг.

Если заготовки из одного и того же материала получать различными Способами (литье, обработка давлением, сварка), то они будут обладать неидентичными свойствами, т.к в процессе изготовления заготовки происходит изменение свойств материала. Так, литой металл характеризуется относительно большим размером зерен, неоднородностью химического состава и механических свойств по сечению отливки, наличием остаточных напряжений и т.д. Металл после обработки давлением имеет мелкозернистую структуру, определенную направленность расположения зерен (волокнистость). После холодной обработки давлением возникает наклеп. Холоднокатаный металл прочнее литого в 1,5...3,0 раза. Пластическая деформация металла приводит к анизотропии свойств: прочность вдоль волокон примерно на 10...15% выцГе, чем в поперечном направлении.

Сварка ведет к созданию неоднородных структур в самом сварном шве и в околошовной зоне. Неоднородность зависит от способа и режима сварки. Наиболее резкие отличия в свойствах сварного шва получают при ручной дуговой сварке. Электрошлаковая и автоматическая дуговая сварки дают наиболее качественный и однородный шов.

Билет №8

1. Чтобы получить годную деталь с минимальными затратами времени при механической обработке, необходимо правильно определить положение заготовки на станке, т. е. выбрать рациональную установочную базу. Под базой понимают такую поверхность, которая: определяет положение заготовки относительно режущего инструмента при обработке; является основной для обработки других поверхностей (от нее задаются все необходимые для изготовления детали размеры); определяют положение детали при установке ее в машину.

Различают такие базирующие поверхности: главную, направляющую и упорную. При выборе базы пользуются правилом шести точек (каждая точка ограничивает одну степень свободы).

В зависимости от назначения базы классифицируют па две основные группы: конструкторские и технологические, которые в свою очередь подразделяются на установочные, основные и вспомогательные, измерительные, исходные, сборочные и другие.

Конструкторской базой называется поверхность (или линия), от которой проставляют на чертеже размеры и которая определяет положение детали в собранном узле, механизме, машине. От такой базы обычно указывают все сопрягаемые размеры.

Под технологической базой понимают поверхность (одну или несколько), которая определяет положение заготовки на станке (в приспособлении) во время ее обработки.

Установочной базой называют поверхность (одну или несколько) детали, которая соприкасается с установочными элементами приспособления или станка (торец вала, основание детали и т. п.) и по которой ориентируется положение детали в собранном узле. Вспомогательной установочной базой называется обработанная поверхность заготовки, используемая для ее установки на станке и образуемая по технологическим соображениям для упрощения процесса обработки (например, центровые отверстия для обработки валов).

Основная база - поверхность (одна или несколько), которой деталь присоединяется к другим деталям или сопрягается с ними, а вспомогательная - поверхность, на которую устанавливается другая подсоединяемая к ней деталь.

Измерительными называются базы, от которых производится измерение обрабатываемых поверхностей. Обычно такими базами являются направляющие, установочные и упорные базы.

Исходной базой называется поверхность, относительно которой координируется (на операционном эскизе) положение обрабатываемой поверхности. Размер, которым координируется это положение заготовки, называется исходным.

Различают также черновые и чистовые технологические базы. Черновой базой называется необработанная поверхность, которая определяет положение (установку) детали при первой операции обработки, а чистовой - обработанная поверхность при последующих операциях. Сборочная база - поверхность детали, определяющая ее положение относительно других деталей в собранной машине или механизме.

2. Горизонтально-ковочные машины (ГКМ) применяют во многих отраслях промышленности при изготовлении самых различных заготовок, требующих технологических переходов высадки, прошивки, просечки, пережима заготовки, выдавливания, отрезки, т. е. отделения штамповки от прутка.

Преимущества: высокой производительностью при изготовлении относительно небольших партий; экономичным расходом металла по сравнению со штамповкой на молотах; высокой точностью получаемых поковок, что в сочетании с малыми припусками и уклонами обеспечивает незначительные отходы при дальнейшей обработке на металлорежущих станках; широкими технологическими возможностями, по которым они близки к автоматам для горячей объемной штамповки; возможностью проведения автоматизации штамповки при изготовлении крупных партий однотипных деталей.

ГКМ можно подразделить на две основные группы: с вертикальной и горизонтальной плоскостью разъема матриц.

Главное достоинство машин с горизонтальной плоскостью разъема матриц состоит в том, что при раскрытых матрицах зев станины полностью открыт для движения заготовок по всей длине матричного блока, что облегчает и упрощает автоматизацию этих машин.

Билет №9

Вопрос №1

В процессе обработки детали над поверхносным слоем происходит физ-хим воздействие , что приводит к к фазовым превращением

Качество поверхносного слоя характирезуется : 1 фзико механическими свойствами(остаточное напряжение, наклеп)

2 геометрические хар-ки

реальная поверхность это реальная поверхность

номинальная поверхность это идеальная поверхность,номинальная форма которой заданна чертежом.

На обработанной поверхности можно выделить 3 зоны:

1 зона ярковыраженной деформации тут происходит дробление зерен, искажается кристалическая рещетка

2 зона деформации

3 зона блять в лекциях не написанная но скорее всего «зона нетронутого материала»

Остаточные напряжения

1 ого рода соизмеримые с размерами детали

2 ого рода соизмеримые с размерами кристаллов кристалической решетки

3 его рода суб микроскопические и микроскопические области

Трение и износ сопряжаемых поверхностей деталей машин в значительной форме зависит от шероховатостей . Контакт сопряжаемых деталей происходит по микронеровностям. При этом может повлиять предел прочности и предел текучести материала. Длдя различных видов сопрягаемых поверхностей можно выявить максимальную величину микронеровностей.

При уменьшениии шероховатости так же происходит увеличение износа поверхностей т к при этом имеет место регулярное сцепление

На долговечность оказывает влияние направление микронеровностей . При пенпердикулярном направлении микронеровностей сопрягаемых поверхностей повышается циклическая точность на 10 15 раз величина микронеровностей также влияет на корозионную стойкость

Влияние наклепа. Наклеп препятствует схватыванию трущихся поверхностей деталей, возникновение субмикроскопических разрушений поверхностей

Вопрос №2

Задача управления точностью обработки и снижения ее погрешностей решается по нескольким направлениям: 1) точностные расчеты и осуществление первоначальной настройки станков для достижения минимальных систематических погрешностей, связанных с настройкой, и наибольшего периода работы станков без поднастройки;

2) расчеты режимов резания с учетом фактической жесткости технологической системы, при которых обеспечивается требуемое уточнение деталей в процессе их обработки;

3) точное управление (ручное и автоматическое) процессом обработки и своевременная точная поднастройка станков.

Настройки станков

Для осуществления технологической операции необходимо произвести предварительную наладку (настройку) станка. В условиях единичного и мелкосерийного производств, когда требуемая точность изделия достигается методом пробных ходов и промеров, задачи настройки сводятся:

1. к установке приспособления и режущих инструментов в положения, обеспечивающие наивыгоднейшие условия резания (т. е. при теоретически правильных статических и динамических углах), под которыми понимаются хорошие условия стружкообразования, высокую производительность обработки, стойкость режущего инструмента и требуемое качество обрабатываемой поверхности;

2. к установке режимов работы станка. При крупносерийном и массовом производстве, когда требуемая точность достигается методом автоматического получения размеров на настроенных станках, задачами настройки являются: 1) установка приспособления и режущих инструментов в положения, при которых создаются наивыгоднейшие условия резании;

3. установка режимов работы станка;

4. обеспечение точности взаимного расположения режущих инструментов, приспособления, кулачков, упоров, копиров и другиx устройств, определяющего величину и траекторию перемещения инструментов относительно обрабатываемого изделия. Третья задача, решение которой в значительной степени определяет точность обработки, является наиболее сложной и ответственной. В настоящее время применяются следующие методы настройки станков; статическая настройка; настройка по пробным заготовкам с помощью рабочего калибра или универсального мерительного инструмента.

Настройка по пробным заготовкам с помощью рабочего калибра

В настоящее время на большинстве машиностроительных заводов получил распространение метод настройки по тому же рабочему калибру, которым пользуется в дальнейшем рабочий при обработке изделия. После настройки рабочий обязан изготовить одну или (реже) несколько заготовок. Если размеры находятся в пределах допусков, предусмотренных рабочим калибром, то настройка считается правильной и разрешается обработка всей партии заготовок. Такой метод настройки нельзя считать удовлетворительным, так как даже в наиболее благоприятном случае, когда допуск на обработку значительно превосходит поле рассеивания, нет гарантии того, что значительная часть заготовок партии не окажется за пределами установленного допуска, т. е. будет браком.

При увеличении числа пробных заготовок вероятность появления значительного брака снижается, однако опасность появления брака не устраняется. Для исключения опасности появления брака при настройке станка в случае, когда поле допуска превышает поле рассеивания, необходимо обеспечить совпадение середины поля рассеивания с серединой поля допуска. Метод настройки станков по рабочим калибрам при небольшом числе пробных заготовок эту задачу решить не может. Сущность данного метода настройки станков заключается в том, что установка режущих инструментов и упоров станка производится на определенный рабочий настроечный размер. Расчет настройки без учета переменных систематических погрешностей. Пренебрегая износом инструмента, можно считать, что среднее арифметическое размеров пробных заготовок может отличаться от среднего арифметического всей совокупности (партии) заготовок не более чем 3.

Расчет настройки с учетом переменных систематических погрешностей

В процессе обработки крупных партий заготовок, сопровождаемой достаточно интенсивным износом режущего инструмента, при настройке возникает задача наиболее рационального расположения кривой рассеивания в поле допуска с целью использования значительной части этого поля для компенсации переменных систематических погрешностей обработки. Таким образом удается увеличить срок работы станка без поднастройки, а следовательно, и повысить производительность. Некоторая часть общего поля допуска используется для компенсации погрешностей настройки. Вторая часть общего поля допуска предназначается для компенсации случайных погрешностей, вызывающих рассеивание размеров. Остальная часть общего поля допуска используется для компенсации погрешностей, порождаемых совокупным действием систематически действующих факторов, постоянных по величине и изменяющихся во времени по определенным законам (например, износа режущего инструмента). В процессе обработки партии заготовок в связи с износом режущего инструмента происходит изменение положения кривой рассеивания. После обработки некоторого количества заготовок кривая рассеивания размеров заготовок пересекает линию наибольшего предельного размера и возникает опасность появления брака. В этот момент следует производить поднастройку станка, при которой кривая рассеивания возвратится вниз в свое исходное положение, созданное первоначальной настройкой.

При данной настройке, очевидно, нельзя определять настроечный групповой средний размер по величине среднего арифметического, а необходимо вычислить его по значениям предельных размеров. При увеличении с целью упрощения и ускорения настройки при прочих равных условиях приходится сокращать величину, что приводит к возрастанию числа необходимых поднастроек и снижает производительность операции. Поэтому производить расширение поля допуска на настройку обычно целесообразно при условии изменения других факторов, входящих в приведенные выражения, в частности при расширении общего поля допуска 6 или уменьшении рассеивания. Решение о настройке станка с заведомым технически возможным исправимым или неисправимым браком можно принять только на основе точного расчета экономической целесообразности данного варианта обработки.

Расчеты режимов резания, обеспечивающих достижение требуемой точности

Фактическая точность размеров и геометрической формы обработанных заготовок зависит от отжатий в упругой технологической системе, вызываемых колебаниями нормальной составляющей усилия резания. При этом на абсолютную величину погрешности обработки, обусловленную колебаниями суммарных отжатий технологической системы, в значительной мере влияет абсолютная величина приращения составляющей усилия резания, определяемой в свою очередь уровнем применяемых режимов резания. Таким образом, при режимах работы, характеризующихся снятием тонких стружек, влияние основных причин, обусловливающих рассеивание размеров, появление погрешности геометрической формы заготовок (колебание твердости обрабатываемого материала, непостоянство припусков, погрешности формы заготовок) и переменной систематической погрешности, связанной с затуплением режущего инструмента, уменьшается.

Таким образом, с точки зрения достижения наивысшей и стабильной точности изготовления деталей чистовую обработку следует вести при минимальных режимах резания. Однако для обеспечения роста производительности обработки и снижения ее себестоимости требуется всемерное повышение режимов резания. В настоящее время перед технологами возникает задача нахождения некоторых оптимальных режимов резания, достаточно тонких для обеспечения требуемой точности и одновременно достаточно производительных, обеспечивающих экономичное изготовление деталей. При круглом наружном шлифовании в центрах одним из главных параметров режима резания, определяющим точность размеров и геометрической формы обработанной заготовки, является глубина шлифования.

Так как фактическая глубина шлифования (в связи с упругостью технологической системы) значительно отличается от номинальной глубины, установленной по лимбу шлифовального станка, для уменьшения погрешностей обработки, связанных с отжатнем технологической системы, расчет? следует производить с учетом допустимого для данной заготовки отжатия системы: При проведении расчета вначале задаются номинальной глубиной шлифования, исходя из требуемой шероховатости, затем подсчитывают значение коэффициента, и после этого покончательно находят номинальную глубину шлифования, при установке которой по лимбу станка отжатие в технологической системе не будет превышать допустимой величины. Работа по созданию методов расчетов режимов резания, обеспечивающих достижение требуемой точности обработки, начата совсем недавно, и ее дальнейшее развитие имеет большое значение для повышения точности и производительности механической обработки.

Билет №10

1. Технологическая наследственность – это частичное или полное сохранение и перенесение на готовую деталь в процессе ее обработки погрешностей, механических и физико-механических свойств исходной заготовки или свойств и погрешностей, сформировавшихся у заготовки на отдельных операциях ее изготовления.

2. На кривошипных прессах общего назначения выполняют операции вырубки и пробивки, неглубокой вытяжки, гибки и обрезки и другие технологические процессы холодной и горячей штамповки, не требующие применения специализированного оборудования. А какие он производит заготовки я хз, 40 мин искал и хуй)

Билет №11

Вопрос №1 Условия выполнения точности в машиностроении

Почти все способы получения заготовок не обеспечивают требуемых для деталей .машин точности и шероховатости поверхностей. Высокое качество деталей достигается механической обработкой. Следовательно, поверхности заготовок,

подвергающиеся механической Обработке, должны иметь размеры, которые отличаются от размеров готовой детали. Размеры наружных поверхностей должны быть увеличены, а внутренних — уменьшены на величину, необходимую для

выполнения механической обработки. Снимаемый в процессе механической обработки слой металла в целях получения заданной точности и заданной шероховатости поверхности называется припуском. Для нормального выполнения деталью или машиной заданных функций величины отклонений (погрешностей) не должны выходить за определенные пределы, ограничиваемые соответствующими допусками. Чем меньше величина допускаемых отклонений, тем выше точность обработки и тем с большей сложностью и стоимостью сопряжено осуществление технологического процесса.

Точность обработки детали определяется: отклонениями действительных размеров детали от номинальных; отклонениями от геометрической формы детали или ее отдельных элементов; отклонениями поверхностей и осей детали от точного взаимного расположения.

Вопрос №2

при изготовлении заготовок применяют подкладные штампы, позволяющие уменьшить припуски и приблизить форму

заготовки к форме детали. Заготовку, полученную свободной ковкой с помощью универсального кузнечного инструмента, помещают в подкладной штамп, где она принимает форму, близкую к форме готовой детали.

Билет №12

ВОПРОС№1 (ПОГРЕШНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ?)

Существует много причин, по которым возникает погрешность изготовления деталей. Ниже рассмотрены основные из них, которые имеют место при изготовлении деталей в машиностроении.

Погрешность измерения — оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точностиизмерения

Систематическая погрешность — погрешность, изменяющаяся во времени по определённому закону (частным случаем является постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени). Систематические погрешности могут быть связаны с ошибками приборов (неправильная шкала, калибровка и т. п.), неучтёнными экспериментатором.

Систематическую ошибку нельзя устранить повторными измерениями. С.о. устраняют либо с помощью поправок или «улучшением» эксперимента.

Случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом в серии повторных измерений одной и той же величины, проведенных в одних и тех же условиях. В появлении таких погрешностей не наблюдается какой-либо закономерности, они обнаруживаются при повторных измерениях одной и той же величины в виде некоторого разброса получаемых результатов. Случайные погрешности неизбежны, неустранимы и всегда присутствуют в результате измерения, однако их влияние как правило можно устранить статистической обработкой. Описание случайных погрешностей возможно только на основе теории случайных процессов и математической статистики.

ВОПРОС№2 (ЗАГАТОВКИ ПОЛУЧАЕМЫЕ ПРОКАТКОЙ?)

Прокатка — процесс пластического деформирования тел, между вращающимися приводными валками. Слова "приводными валками" означают, что энергия необходимая для осуществления деформации передается через валки, соединенные с двигателем прокатного стана. Деформируемое тело можно протягивать и через неприводные (холостые) валки, но это будет не процесс прокатки, а процесс волочения.

Прокатка относится к числу основных способов обработки металлов давлением. Прокаткой получают изделия (прокат) разнообразной формы и размеров. Как и любой другой способ обработки металлов давлением прокатка служит не только для получения нужной формы изделия, но и для формирования у него определенной структуры и свойств.

Способ продольной прокатки является наиболее распространенным. При продольной прокатке полоса подводится к валкам, вращающимся в разные стороны, и втягивается в зазор между ними за счет сил трения на контактной поверхности. Полоса обжимается по высоте и принимает форму зазора (калибра) калибра между валками. При этом способе прокатки полоса перемещается только вперед, то есть совершает только поступательное движение.

При поперечной прокатке обрабатываемое тело (цилиндрической формы) помещается в зазор между двумя валками вращающимися в одну сторону и получает вращательное движение за счет сил трения на контактной поверхности. Деформация тела происходит при встречном сближении валков. В продольном направлении обрабатываемое тело не перемещается (если нет специальных тянущих устройств). Поперечная прокатка используется для изготовления валов, осей, втулок и других тел вращения.

Поперечно-винтовая прокатка занимает промежуточное положение между продольной и поперечной. Этот способ широко используется для получения полых трубных заготовок (гильз). Обрабатываемое тело (цилиндрической формы) проходя между валками, вращается и одновременно совершает поступательное движение, то есть каждая точка тела (за исключением расположенных на его оси) движется по винтовой траектории.

Билет №13

Вопрос№1 (МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ?)