41. Методы оценки качества.

Оценка шероховатости поверхности в цеховых условиях часто осуществляется визуально — осмотром обработанной поверхности и сравнением ее с аттестованным эталоном. Эталоны должны быть изготовлены из тех материалов, что и проверяемые детали, так как отражательная способность материалов различна.

Визуальная оценка поверхности невооруженным глазом воз­можна в пределах шероховатости, соответствующей R_г = 320 -10 мкм. Применение микроскопа сравнения (модель МС-49) расширяет возможности этого метода контроля. Сопо­ставляя качество контролируемой поверхности с эталоном, можно определить шероховатость обработанной поверхности. Микроскоп сравнения типа МС-49 дает увеличение в 10—50 раз и позволяет контролировать поверхности до шероховатости, соответствующей R_г =0,04-0,16 мкм, не снимая детали со станка.

Оценка шероховатости поверхности методом сравнения субъек­тивна и может вызвать разногласия.

Для непосредственных измерений высоты микронеровностей пользуются приборами: оптическими (двойной микроскоп, микро­интерферометр), щуповыми (профилометры, профилографы), пнев­матическими.

Для определения глубины и степени наклепа наиболее распрост­ранен метод «косого среза». На образце с помощью притирки пастой ГОИ изготовляют срез под небольшим углом α = 0°30- 2° Определяя с по­мощью прибора твердость по длине среза, находят расстояние от начала среза (точка А) до точки, после которой твердость перестает изменяться (точка В). Глубина наклепанного слоя h_п = l*sinα.

Степень наклепа (в %) определяют из соотношения

И= (Н_H -Н₀ )/Н₀ • 100, (3.5)

где Н_H —наибольшая твердость поверхностного слоя; Н₀— твердость основного металла.

Метод стравливания основан на том, что накле­панный слой стравливается быстрее, чем основная мас­са металла. Зная размер слоя при каждом последо­вательном стравливании, определяют глубину нак­лепанного слоя. Рентгенов­ский метод применяют для изучения поверхностных слоев более 3—10 мкм. Для определения остаточных напряжений пользуются методом академика М. М. Давыденкова, основанным на расчете остаточных напряжений по деформации образца после удаления с него напря­женного слоя. В последнее время получает распространение бес­контактный метод определения остаточных напряжений посредст­вом голографической интерферометрии.

42. Вибрация при мех. Обработке деталей.

Вибрации при механической обработке вызывают:

1)увеличение шероховатости; 2)образование волнистости поверхности; 3)образование погрешности формы поперечного сечения (например, огранка при точении); 4)уменьшение стойкости режущего инструмента; 5)ускорение утомляемости рабочего;

6)снижение производительности.

Различают три вида колебаний:

1)собственные; 2)вынужденные; 3)автоколебания.

Собственные колебания вызываются внешними причинами (резкое изменение нагрузки, толчки, удары и т.п.) и являются затухающими гармоническими.

Вынужденное колебания имеют место при действии на систему внешней периодической возбуждающей силы.

Источниками внешней силы могут быть: а) прерывистое резание (например, фрезерные работы); б)дисбаланс вращающихся частей (заготовки, режущего инструмента токарные работы);в)неравномерность снимаемого припуска; г)колебания, передаваемые извне, например, от расположенных поблизости вибрирующих машин через фундаменты и перекрытия, д)дефекты передач и привода станка.

Автоколебания не связаны с воздействием внешних периодических сил. Они являются незатухающими, их амплитуда и частота определяется свойствами самой технологической системы. В отличие от вынужденных колебаний автоколебания начинаются одновременно с началом процесса резания и прекращаются с его окончанием.

Причиной возникновения автоколебаний является сам процесс резания.

43.Пути устранения вибраций при механической обработки деталей Технологическая система образует замкнутую динамическую систему. Замкнутость динамической системы обуславливается взаимодействием технологической системы с протекающими при обработке процессами. Эти процессы могут быть причиной, вызывающей появление колебаний элементов динамической системы, т.е. вибраций.

Пути уменьшения вибрации следующие:

1)Увеличивать жесткость технологической системы (применять люнеты, уменьшать вылет инструмента и т.п.).

2)Избегать прерывистого резания. Применять косозубые фрезы, уменьшать шаг зубьев фрез.

3)Балансировать быстро вращающиеся части технологической системы(шлифовальные круги, шпиндели)

4)Устранять дефекты в передачах и кинематических цепях станка.

5)Изолировать технологическую систему от внешних источников вибрации (виброопоры, изолированные фундаменты и т.п.).

6)Выбирать режимы резания, не вызывающие вибраций.

7)Применять оптимальные СОЖ (уменьшается трение в зоне резания, трение стружки и уменьшается сила резания).

8)Устранять зазоры в подвижных соединениях и обеспечивать плотность стыков в неподвижных соединениях;

44. Использование вибрации для повышения эффективности мех.обраб. Вибрации при обработке можно использовать так, чтобы они положительно влияли на процесс резания и качество обработанных поверхностей. Для облегчения резания деталей из труднообрабатываемых материалов иногда применяют вибрации. Сущность вибрационного резания состоит в том, что в отличие от вынужденных колебаний и автоколебаний системы СПИД в процессе обработки создаются искусственные колебания (вибрации) инструмента с регулируемой частотой, заданной амплитудой и в заданном направлении. Источниками искусственных колебаний служат механические вибраторы или высокочастотные генераторы. Частоту колебаний задают от 200 до 20000 Гц, амплитуду колебаний - от 0,02 до 0,002 мм. Выбор оптимальных амплитуды и частоты колебаний зависит от технологического метода обработки и режима резания. Колебания задают по направлению подачи или по направлению скорости резания.

Вибрационное резание по сравнению с обычным имеет следующие преимущества: обеспечивает устойчивое дробление стружки на отдельные элементы, снижает сопротивление металла деформированию и эффективную мощность резания. При вибрационном резании не образуются нарост на режущем инструменте и заусенцы на обработанной поверхности, однако в некоторых случаях стойкость инструмента несколько снижается. Вибрационное резание применяют при точении, сверлении, нарезании резьбы плашками и метчиками, шлифовании, фрезеровании и других методах обработки.

45.Обзор методов получения заготовок Заготовкой, согласно называется предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь. Основные способы производства заготовок - литье, обработка давлением, сварка. Способ получения той или иной заготовки зависит от служебного назначения детали и требований, предъявляемых к ней, от ее конфигурации и размеров, вида конструкционного материала, типа производства и других факторов. 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.

Обработкой металлов давлением получают машиностроительные профили, кованные и штампованные заготовки. Ковка применяется для изготовления заготовок в единичном производстве. При производстве очень крупных и уникальных заготовок (массой до 200...300 т.) ковка - единственный возможный способ обработки давлением. Обработкой давлением получают заготовки из достаточно пластичных металлов. Механические свойства таких заготовок всегда выше, чем литых. Обработка давлением создает волокнистую макроструктуру металла, которую нужно учитывать при разработке конструкции и технологии изготовления заготовки. Сварные заготовки изготавливают различными способами сварки-от электродуговой до электрошлаковой. В ряде случаев сварка упрощает изготовление заготовки, особенно сложной конфигурации. Слабым местом сварной заготовки является сварной шов или околошовная зона.

46.Современные тенденции проектирования заготовок и их экономичность Основное назначение заготовительного производства состоит в обеспечении механических цехов высококачественными заготовками.

В машиностроении используют заготовки, получаемые литьем, обработкой давлением, сваркой, а также из пластмасс и порошковых материалов. Современное заготовительное производство располагает возможностью формировать заготовки самой сложной конфигурации и самых различных размеров и точности. В настоящее время средняя трудоемкость заготовительных работ в машиностроении составляет 40...45% общей трудоемкости производства машин. Главная тенденция в развитии заготовительного производства состоит в снижении трудоемкости механической обработки при изготовлении деталей машин за счет повышения точности их формы и размеров.

47.Методы получения литых заготовок. Литейное производство, одна из отраслей промышленности, продукцией которой являются отливки, получаемые в литейных формах при заполнении их жидким сплавом. Процесс Л. п. многообразен и подразделяется: по способу заполнения форм — на обычное литьё, литьё центробежное, литьё под давлением; по способу изготовления литейных форм — на литьё в разовые формы (служащие лишь для получения одной отливки), литьё в многократно используемые керамические или глиняно-песчаные формы, называется полупостоянными (такие формы с ремонтом выдерживают до 150 заливок), и литьё в многократно используемые, так называемые постоянные металлические формы, например кокили, которые выдерживают до нескольких тыс. заливок .

Наиболее распространено в промышленности производство отливок в разовых песчаных формах. Этот способ применяется для изготовления из различных сплавов заготовок любых размеров и конфигурации. Литьё центробежное, изготовление отливок в металлических формах, при котором расплавленный металл подвергается действию центробежных сил. Заливаемый металл отбрасывается к стенкам формы и, затвердевая, образует отливку. Этот способ литья широко распространён в промышленности при получении пустотелых отливок со свободной поверхностью — чугунных и стальных труб, колец, втулок, обечаек и т. п. Литьё под давлением металлов, способ получения отливок из сплавов цветных металлов и сталей некоторых марок в пресс-формах, которые сплав заполняет с большой скоростью под высоким давлением, приобретая очертания отливки. Этим способом получают детали сантехнического оборудования, карбюраторов двигателей, алюминиевые блоки двигателей и др.

48.Получения заготовок методов ППД. Для повышения долговечности и несущей способности транспортных деталей широко используется методы упрочнения поверхностным пластическим деформированием (ППД). Упрочнение выполняется с целью повышения сопротивления усталости и твердости поверхностного слоя металла и формирования в поверхностном слое напряжений сжатия, а также регламентированного микрорельефа. Упрочняющую обработку поверхностным пластическим деформированием применяют на финишных операциях технологического процесса, вместо или после термообработки, и часто вместо абразивной или отделочной обработки. Поверхностное пластическое деформирование, выполняемое без использования внешнего тепла и обеспечивающее создание поверхностного слоя с заданным комплексом свойств называют наклепом. В результате наклепа повышаются все характеристики сопротивления металла деформации, понижается пластичность и увеличивается твердость. Поверхностная деформация приводит к образованию сдвигов в зернах, упругому искажению кристаллической решетки, изменению формы и размеров зерен. Интенсивность наклепа (упрочнения) тем выше, чем мягче сталь. На незакаленных сталях увеличение твердости составляет более 100 %, на закаленных 10-20%, при глубине упрочненного слоя до 12 и более мм.

49.Технология получения металокерамических заготовок. Металлокерамика, или порошковая металлургия - отрасль технологии, занимающаяся производством металлических порошков и деталей из них. Сущность порошковой металлургии заключается в том, что из металлического порошка или смеси порошков прессуют заготовки, которые затем подвергают термической обработке - спеканию. Порошковой металлургией можно получать детали из особо тугоплавких металлов, из нерастворимых друг в друге металлов (вольфрам и медь, железо и свинец и т. д.), пористые материалы и детали из них, детали, состоящие из двух (биметаллы) или нескольких слоев различных металлов и сплавов. Металлические порошки состоят из очень мелких частиц (0,5-500 мкм) различных металлов и их окислов. Порошки получают механическим и физико-химическим путем. Для механического измельчения твердых и хрупких материалов применяют шаровые, вибрационные мельницы и бегуны. Порошки из пластичных и легкоплавких металлов и сплавов получают различными способами, основанными на раздуве жидкого материала струей воды или газа. Механическим путем, как правило, получают порошки из отходов основного производства. К физико-химическим способам получения порошков относят восстановление окислов металлов, электролиз и др. Окислы металлов можно восстанавливать газообразными или твердыми восстановителями. Наибольшее практическое применение нашли газообразные углеродистые и углеводородистые соединения (природный газ, доменный, углекислый газ) и водород. Электролизом водных растворов солей получают тонкие и чистые порошки различных металлов и сплавов. Порошки из редких металлов (тантала, циркония, титана и др.) получают электролизом расплавленных солей. Режимы и технология изготовления порошков физико-химическим путем приведены в справочной литературе.

50.Заготовки из пластмасс, методы их изготовления. Существуют различные типы получения пластмассы. Проанализируем три способа получения пластмассы. Прочность пластмассовых заготовок зависит от способа их формирования. Самым оптимальным способом является литье пластмассы с помощью давления. Техника необходимая для подобного метода отливки стоит дорого, однако отличная продуктивность покрывает его высокую цену. Метод литья пластмасс под давлением состоит в том, что в ледяные пресс-формы впрыскивается пластмасса, которая находится в жидком состоянии. В этой форме пластическая масса охлаждается после чего из формы получается уже готовое изделие. Использование оборудования для отливки пластмасс под давлением даст возможность избежать дефектов продукции и сохранит время производителя, а также позволит сделать больше продукции. Литье в форме. Кроме всего прочего есть выгодный способ производства пластичной массы - литье в форме. Такой тип отливки пластика наиболее приемлем для изготовления пластмассовых труб, перекрытий и прочих изделий стандартизированных параметров. При изготовлении данной продукции используют особенные формы. Данные формы носят название чашки Петри. Процесс литья пластика в формах осуществляется так: 1) расплавленную пластмассу наливают в эту форму и отправляют в печь, подогретую до нужной температуры. 2) после этого форму достают и дают ей охладиться до комнатной температуры, 3) достают из формы полностью готовое изделие, какое под влиянием сильных температур приняло форму внутреннего рельефа используемой формы.

Для отливки в форме рекомендовано использовать такие полимеры - акрил, эпоксид, уретан, фенол, полиэфир. Такие формы изготавливаются из стекла, гипса, свинца.

51.Припуски на механическую обработку. Методы их определения. Последовательным удалением с заготовки детали слоев металла в процессе механической обработки обеспечиваются ее заданные точность, и качество поверхности. Слой металла, удаляемый с поверхности исходной заготовки в процессе механической обработки с целью получения готовой детали, называется общим припуском на обработку и определяется суммированием промежуточных припусков всех технологических переходов процесса от исходной заготовки до готовой детали. Промежуточным припуском называют слой металла, удаляемый при выполнении технологического перехода обработки резанием. Промежуточный припуск измеряется по перпендикуляру к обработанной поверхности и равен разности размеров, полученных после предшествующего и после выполняемого переходов. Слой металла, удаляемый при выполнении технологической операции, называют операционным припуском. Недостаточные припуски также нежелательны, поскольку не обеспечивают при обработке резанием удаления дефектного поверхностного слоя, получения необходимой точности и качества обработанных поверхностей, увеличивают вероятность брака при обработке. Опытно-статистический метод широко используется в машиностроении, и припуск по нему устанавливается суммарно на полную обработку резанием, без учета составляющих его элементов, с использованием опытных данных припусков на обработку аналогичных деталей. Расчетно-аналитический метод. В его основу положены анализ погрешностей, присущих каждому методу обработки, закономерность уменьшения погрешностей предшествующей обработки, ликвидация погрешностей предшествующей обработки и законы суммирования погрешностей.

52.Техническое нормирование. Основные методы нормирования. Под техническим нормированием понимается определение времени выполнения работы на основе установленного технологического процесса при рациональной организации труда и производства. Опытно-статистические нормы - это нормы труда, как правило, разработанные на основе статистических данных, а также исходя из опыта нормировщиков, мастеров и др. Технически обоснованные нормы - это нормы труда, установленные аналитическим методом нормирования и ориентированные на наиболее полное использование всех резервов производства, рабочего времени по продолжительности и уровню интенсивности труда, темпу работы. Сущность комплексного обоснования заключается в одновременности анализа факторов, характеризующих производство и исполнителя нормируемой работы, оптимизации технологических и трудовых процессов и уровня затрат труда. Этот процесс методологически представляется в виде этапов технического, и технологического, организационного и физиологического социального и правового, в конечном итоге экономического обоснования устанавливаемых норм затрат труда на выполнение той или иной работы /функции/.

53.Элементы нормы времени. Методы их определения и расчёты. Норма времени - время, необходимое для обработки той или иной детали при определенном технологическом процессе ее изготовления. Установлено, что техническая норма времени определяет время, требуемое для изготовления одной детали. Это время принято называть штучным временем; оно обозначается Тшт. Штучное время состоит из ряда элементов: Тшт =То+Тв+ Тт.об. + Торг.об.+Тп.+Тпз. мин, где То - основное (машинное) время; Тв - вспомогательное время; Тт.об. - время технического обслуживания рабочего места; Торг.об.-время организационного обслуживания рабочего места; Тп - время перерывов в работе.

основное - время затрачиваемое на непо­средственное изменение внешнего вида обрабатываемой заготовки; вспомогательное время на установку и снятие заготовки или собираемого узла, на пуск и останов станка или подъемника, на переключение режимов обработки в процессе выполнения операции, на промеры заготовок или контроль качества сборки узла и др. Сумма основного времени и вспомогательного времени называется оперативным временем.

Подготовительно-заключительное время затрачивается ра­бочим перед началом обработки партии заготовок и после окончания задания. К подготовительной работе относится: получение задания, ознакомление с работой, на­ладка оборудования, в том числе установка специального приспо­собления; к заключительной работе относится: сдача выполненной работы, снятие специального приспособления и режущего инстру­мента, приведение в порядок оборудования и т. Т_осн=L*i/n*S, где L=L_{перебега}+L_{номинальное}+L_{врезания} – длина обработки

n – число оборотов детали; S – скорость продольной подачи (мм/об); i – число проходов, за которое сняли припуск. n=V*π*d/1000; V=C_V*k/T^m*t^X_v*S^Y_VТ – стойкость режущего инструмента; t – величина припуска; К – коэффициент приведения.

54. Проектирование технологических процессов — важный элемент процесса производства. От степени рациональности технологических процессов зависят качество и стоимость продукции. При проектировании технологических процессов должны быть решены две основные задачи:· технологический процесс для заданных условий и масштаба производства должен обеспечить надежное (без брака) осуществление всех требований рабочего чертежа и технических условий на изделие; технологический процесс должен быть максимально экономичным. Исходные данные: К проектированию технологического процесса обработки детали можно приступить, если имеются следующие материалы: рабочий чертеж детали; данные о заготовке; размер производственной программы и срок ее выполнения; сведения о специфических условиях данного производства. Рабочий чертеж детали должен полностью определять данную деталь и содержать необходимые указания для ее изготовления. Данные о заготовке желательно иметь в виде рабочего чертежа. Чертеж заготовки дает представление о величинах припусков и допусков, о расположении заусенцев и уклонов у штамповок и отливок и т. д. Производственная программа содержит номенклатуру и число выпускаемых изделий (с указанием их типов и размеров), а также перечень и количество запасных частей для выпускаемых изделий. Сведения об условиях данного производства должны характеризовать его специфику (новый, реконструируемый, действующий завод). Для нового завода можно проектировать технологический процесс с использованием самого новейшего оборудования.