Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Институт инженерно-педагогического образования

Кафедра технологии машиностроения, сертификации

и методики профессионального обучения

Задания для контрольной работы

и методические указания по ее выполнению

по дисциплине

«Основы технологии машиностроения»

для студентов всех форм обучения

направления подготовки 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям)

профиля «Машиностроение и материалообработка»

профилизации «Технология и оборудование машиностроения»

Екатеринбург

РГППУ

2016

Задания для контрольной работы и методические указания по ее выполнению по дисциплине «Основы технологии машиностроения». Екатеринбург, ФГАОУ ВО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2016. 48 с.

Автор:	доцент	Т.А. Козлова

Одобрены на заседании кафедры технологии машиностроения, сертификации и методики профессионального обучения.

П ротокол от __________. № ____.

Зав. кафедрой ТМС

Н.В. Бородина

Рекомендованы к печати научно-методической комиссией института инженерно-педагогического образования РГППУ.

Протокол от ______________. № ____.

Председатель научно методической комиссии института ИПО		А.О. Прокубовская
Зам. директора научной библиотеки		Е.Н. Билева
Директор института ИПО		Е.В. Чубаркова

© ФГАОУ ВО «Российский государственный

профессионально-педагогический

университет», 2016

© Козлова Т.А., 2016

ВВЕДЕНИЕ

Современные тенденции развития машиностроительного произ­водства ориентированы на конкретное повышение качества маши­но­строительной продукции. Для реализации этой задачи требуются квалифицированные специалисты, обладающие глубокими теоре­ти­ческими знаниями и способными практически их использовать в своей профессиональной деятельности. В этой связи и специалисты профессионального образования машиностроительной отрасли должны владеть некоторыми методами оценки качества изделий, расчета и анализа погрешностей, определяющих точность механи­че­ской обработки.

Целью данной работы является формирование у студентов на­выков решения задач по определению элементарных и суммарных погрешностей механической обработки заготовок на настроенных станках.

В соответствии с этим решаются следующие задачи:

- расширения, углубления, систематизации и закрепления теоре­тических знаний, полученных при изучении специальных и других инженерных дисциплин;

- применения приобретенных знаний при выполнении практиче­ских заданий;

В методических указаниях приведены основные теоретические положения, методика расчета элементарных и суммарной погреш­но­стей, примеры решения задач, а также вопросы для са­мо­стоятельной работы студентов.

В процессе изучения дисциплины «Основы технологии машинострое­ния» студент должен выполнить данную контрольную работу и представить её до начала сессии, в соответствии с графиком учеб­ного процесса. Студент, не выполнивший эту работу в срок и не по­лучивший по ней зачет, к экзамену по этой дисциплине не до­пуска­ется

Контрольная работа выполняется в ученической тетради (12 лис­тов) ручкой или на листах бумаги формата А4 в компьютерном варианте. Необходимо оставить поля для замечаний преподавателя.

Контрольное задание состоит из трех задач. Каждая задача представлена в 25 вариантах. Номер варианта студент выбирает по указанию преподавателя (на установочном занятии) соответственно порядковому номеру в журнале или в зачетной ведомости. Решение должно быть подробно изложено с необходимыми пояснениями и указаниями страниц и номера таблиц справочника. Работа должна сопровождаться необходимыми эскизами.

Данные методические указания также могут быть использованы при выполнении расчетно-графической работы по дисциплине «Основы тех­нологии машиностроения», студентами очной формы обуче­ния.

Расчет суммарной погрешности обработки

1. Основные положения

Все погрешности, определяющие точность изготовления деталей машин на металлорежущих станках, могут быть разделены на три категории:

- погрешности установки заготовки ε_у;

- погрешности настройки станка Δ_н;

- погрешности, вызываемые непосредственно процессом об­работки, к которым относятся:

а) погрешности, вызываемые размерным износом режущих инструментов Δ_и;

б) погрешности, вызываемые упругими деформациями технологической системы под влиянием сил резания Δ_у;

в) погрешности обработки, возникающие вследствие геометрических неточностей станка ΣΔ_ст;

г) погрешности обработки, вызываемые температурными деформациями технологической системы ΣΔ_т.

При обработке на станках с ЧПУ дополнительно возникают по­грешности позиционирования элементов системы и обработки про­грамм управления. Расчет точности необходим в основном для опе­раций чистовой обработки, выполняемых по 6...10-му квалитетам.

Суммарные погрешности обработки заготовок на настроенных станках определяют по законам теории вероятности следующими уравнениями:

для диаметральных размеров

___­__­__­­­_____________________________

Δ_Σ = 2√Δ_y²+Δ_н²+(1,73Δ_и)²+(1,73∑Δ_ст)²+(1,73∑Δ_т)². (1.1)

Погрешность установки ε_у не учитывается при обработке тел вращения.

К = 1,73 – коэффициент относительного рассеяния случайных ве­личин для закона равной вероятности.

для линейных размеров

_______________________________________

Δ_Σ =√ε_y²+Δ_y²+Δ_н²+(1,73Δ_и)²+(1,73∑Δ_ст)²+(1,73∑Δ_т)². (1.2)

Расчет погрешностей диаметральных размеров при однорезцо­вом точении (задача 1 п.3) может быть выполнен по методике, изло­женной в [12, с.26 – 76].

После определения суммарной погрешности проверяется воз­можность обработки без брака:

Δ_Σ ≤ Т_{d ,} (1.3)

где

Т_d – допуск на операционный размер.

В случае несоблюдения этого условия необходимо предложить конкретные мероприятия по снижению Δ_Σ.

Расчет погрешности обработки на фрезерных станках произво­дят с учетом погрешности установки ε_y, которая может быть оп­ределена по [12, с. 40 – 45] или рассчитана по соответствующей за­висимости для конкретной схемы установки (задача 2 п.3)

При обработке поверхностей на фрезерных станках погрешность Δ_у, вызванная упругими деформациями технологической системы, зависит в основном от колебаний величины припуска и податливо­сти системы шпиндель – стол. В связи с тем, что подача при обра­ботке осуществляется столом станка, податливость системы W не изменяется при изменении остального положения заготовки и фрезы (т. е. W – Соnst). В то же время податливость фрезерных оправок и заготовок при чистовой обработке сравнительно мала. Поэтому по­датливость технологической системы W при расчетах принимается постоянной и равной податливости системы шпиндель – стол Wш.с., величину которой можно определить, например, по [12, с. 28 – 38].

Максимальная Р_Ζmax и минимальная Р_Ζmin касательные состав­ляющие силы фрезерования – определяются по [12, с.282] при мак­симально и минимально возможных глубинах резания t, ширине В и принятых условиях фрезерования.

Суммарная погрешность ΣΔ_ст, вызванная геометрическими не­точностями станка, может быть определена по [12, с. 53 – 70]. По­грешность Δ_и, вызванная размерным износом фрез, определяется по [12, с. 73 – 74]. В связи с прерывистым характером процесса резания при фрезеровании величина интенсивности изнашивания больше, чем при точении; ее определяют по уравнению:

100

В

U_офр = (1 + )U_о , (1.4)

где

В – ширина фрезерования, мм;

U_о – интенсивность изнашивания, мкм/км.

U_о – для твердосплавных фрез выбирают по [12, табл. 28];

U_о – для быстрорежущих фрез принимают равным 15...20 мкм/км.

Длина пути резания L_т.ф, км, при торцевом фрезеровании партии деталей:

1д·В · N

S_пр. · 10⁶

L _т.ф. = , (1.5)

при цилиндрическом фрезеровании

π · D_фр ·1_д · N

S_пр.· 10⁶

L_ц.ф.= , (1.6)

где

1_д и В – длина и ширина обрабатываемой поверхности, мм;

D_фр. – диаметр фрезы, мм;

S_пр – продольная подача инструмента или детали, мм/об;

N – число деталей в обрабатываемой партии, шт.

Погрешности Δ_н и Δ_т определяются так же, как при обработке на токарных станках.

Методика расчета элементарных и суммарной погрешностей на станках с ЧПУ (задача 3 п.3) принципиально не отличаются от методики расчета точности обработки на станках обычного типа. Однако суммарная погрешность состоит из большого числа элементарных погрешностей. К дополнительным погрешностям, как известно, можно отнести:

Δ_п.с – погрешность позиционирования суппорта; по величине она может быть принята равной двум дискретам привода подач по соответствующей координате;

Δ_п.р – погрешность позиционирования резцедержателя (инструментальной головки или блока); в современных станках с ЧПУ она не превышает 6...8 мкм;

Δ_кор – погрешность отработки коррекции (в случае работы с корректорами), равная численно двум дискретам привода подач по соответствующей координате.

Вместе с тем при работе с корректором из расчета Δ_Σ может быть исключена систематическая погрешность от размерного износа инструмента Δ_и, так как в программу можно ввести периодическую коррекцию положения инструмента; при расчете погрешности размерной настройки Δ_н можно исключить Δ_рег, так как эта составляющая учитывается погрешностью коррекции Δ_кор.

В связи с более жесткой конструкцией, податливость станков с ЧПУ может быть принята в 2...4 раза меньшей, чем у аналогичных станков с ручным управлением, т.е. Wст.чпу = 0,33Wст. ручн. упр.