- •Основные понятия и определения
- •1.1 Производственный процесс
- •1.2 Технологический процесс
- •1.3 Типы технологических процессов
- •1.4 Структура технологического процесса
- •1.5 Методы выполнения технологических процессов
- •1.6 Типы производств. Организационные формы технологического процесса
- •2 Точность в машиностроении
- •2.1 Основные понятия и определения
- •2.2 Методы обеспечения заданной точности размера при механической обработке
- •2.3 Виды погрешностей и их классификация
- •2.4 Практическое применение законов распределения размеров для анализа точности обработки
- •Нормальное распределение (закон Гаусса): 6 σ, 4,9 σ, 3,46 σ.
- •2.5 Анализ параметров качества изделий методами математической статистики
- •2.6 Методика применения закона нормального распределения к оценке точности технологического процесса
- •2.7 Оценка точности на основе кривых распределения
- •2.8. Пример применения закона нормального распределения для оценки точности технологического процесса
- •2.9 Методы расчета погрешностей
- •2.10 Поверхности и базы обрабатываемой заготовки
- •2.11 Способы установки заготовок. Правило шести точек
- •2.12 Погрешность установки
- •2.13 Примеры определения погрешности базирования
- •Другой пример.
- •Тогда расчетный допуск технологического размера
- •2.14 Принцип постоянства баз
- •2.15 Пересчет размеров допусков при смене баз
- •2.16 Жесткость технологической системы
- •2.17 Методы определения жесткости элементов системы
- •2.18 Статический метод определения жесткости металлорежущих станков и их отдельных узлов
- •2.19 Производственный метод определения жесткости технологической системы
- •2.20 Погрешности обработки в результате деформации технологической системы
- •Отжатие системы, как известно, можно выразить
- •2.21 Погрешность формы и взаимного положения поверхностей детали
- •2.22 Размерный износ режущего инструмента
- •2.24 Температурные деформации технологической системы
- •2.25 Деформации деталей из-за перераспределения внутренних напряжений
- •2.26 Расчет суммарной погрешности обработки
- •3 Качество поверхности
- •3.1 Факторы, влияющие на качество поверхности
- •3.2 Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства деталей машин
- •4 Проектирование технологического процесса
- •4.1 Исходные данные для проектирования технологических процессов
- •4.2 Изучение служебного назначения изделия
- •4.3 Технологичность конструкции детали. Анализ технологичности конструкции детали*
- •4.4 Последовательность разработки технологического процесса
- •4.5 Выбор вида заготовки
- •4.6 Выбор установочных баз
- •4.7 Выбор маршрута обработки
- •4.8 Расчет припусков на обработку
- •4.9 Расчет промежуточных и исходных размеров заготовок
- •4.10 Выбор типа и основных размеров оборудования,
- •4.11 Определение режимов резания
- •4.12 Нормирование работ
- •4.13 Технико-экономическое обоснование варианта технологического процесса
- •5 Основы конструирования станочных приспособлений
- •5.1 Станочные приспособления, их служебное назначение и требования, предъявляемые к ним
- •5.2 Классификация приспособлений
- •5.3 Конструктивные элементы приспособлений
- •5.4 Установочные элементы приспособлений
- •5.5 Зажимные устройства
- •5.6 Методика определения зажимного усилия
- •Продолжение таблицы 5.2
- •5.7 Устройства для направления рабочего инструмента
- •5.8 Делительные механизмы (фиксаторы)
- •5.9 Методика проектирования специальных приспособлений
- •5.10 Разработка принципиальной схемы базирования и закрепления детали
- •5.11 Исходные данные при конструировании
- •5.12 Порядок конструирования и оформления общего вида приспособлений
- •5.13 Размеры, допуски и посадки на чертежах приспособления
- •5.14 Расчеты при конструировании
- •6 Технологический процесс сборки
- •6.1 Исходные данные на проектирование
- •6.2 Этапы проектирования
- •6.3 Виды сборки
- •6.3.1 Сборка по методу полной взаимозаменяемости
- •6.3.2 Метод неполной взаимозаменяемости
- •6.3.3 Сборка по методу групповой взаимозаменяемости
- •6.3.4 Метод пригонки
- •6.3.5 Метод регулировки
- •6.4 Организационные формы сборки
- •Контрольные вопросы к разделам учебного пособия
- •Библиографический список
- •Перечень ключевых слов
2.24 Температурные деформации технологической системы
Основными источниками образования теплоты в технологической системе является механическая работа, затрачиваемая на резание, и работа, затрачиваемая на преодоление сил трения, возникающих в стыках движущихся деталей станка. К этому добавляется теплота, образующаяся в гидравлических и электрических системах и поступающая из окружающей среды.
Распределение теплоты резания между стружкой, деталью и инструментом зависит от метода обработки, условий резания, материала обрабатываемой детали и инструмента. При обработке точением материалов с высокой теплопроводностью (углеродистые стали) распределение теплоты таково: стружка - 60 – 90 % ; инструмент - 2 – 5 % ; 2 – 3 % остается в заготовке. При такой же обработке материалов с низкой теплопроводностью (жаропрочные, титановые сплавы) 34 – 45 % всей теплоты резания переходит в деталь, 20 – 40 % - в резец. Наибольшее количество теплоты переходит в деталь при шлифовании (до 60 – 85 % и сверлении - до 60 % ).
Теплота, образующаяся от работы трения в станке, изменяет температуру его деталей и их относительное положение. Изменение температуры детали, инструмента и элементов станка приводит к упругой деформации технологической системы и появлению погрешностей размеров, формы обрабатываемой поверхности, а также погрешности взаимного положения поверхностей.
Погрешность обработки за счет температурных деформаций технологической системы обозначается ΔТ. В настоящее время делаются попытки теоретического расчета температурных погрешностей технологической системы, но пока еще эти решения не получены.
Погрешность ΔТ определяется экспериментально или используются опытно-статистические данные. Так например, для операций с жесткими допусками при обработке лезвийным инструментом ΔТ = (0,1-0,15) · δв, а при шлифовальной обработке – (0,3-0,4) ·δв.
Температурные деформации могут быть существенно уменьшены, если проводить определенные конструкторские, технологические и эксплуатационные мероприятия. Важнейшими из них являются:
обеспечение постоянства температурного поля в зоне установки станка; поддержание в цехе определенного температурного режима, установка прецизионных станков в специальных термоконтактных помещениях;
уменьшение неравномерного нагрева станков в результате вынесения внутренних источников тепла (электродвигателей, гидроприводов) за пределы станка;
применение систем для поддержания определенной температуры смазочно-охлаждающей жидкости, искусственного подогрева отдельных частей станка.
применение искусственного охлаждения. Увеличение скорости резания при обработке металлическим инструментом, благодаря чему большая доля тепла отводится в стружку. Чередование операций с большим и меньшим нагревом детали. Устранение накопленного ранее в деталях тепла, достаточной по времени выдержкой на транспортирующем устройстве или в специально предусмотренном для этой цели холодильнике. Шлифование детали кругами больших диаметров. Закрепление обрабатываемых деталей с возможностью компенсаций их линейных деформаций, например, с использованием пружинных, гидравлических или пневматических задних мостов. Одностороннее жесткое закрепление длинных деталей с тем, чтобы второй конец мог перемещаться при удлинении из-за нагрева;
правильная настройка технологической системы с учетом величины температурных деформаций и их расположения в поле допуска;
обработка точных деталей после достижения станком стационарного теплового состояния. Последнее связано с разогревом станка. Это мероприятие выполняется после длительного останова, работой станка на холостом ходу в течение 20-30 мин.