МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання практичних робіт з дисципліни

„ Технологія приладобудування ”

для студентів напряму підготовки 6.051003 «Приладобудування»

спеціальностей «Прилади і системи точної механіки»

та «Медичні прилади і системи» всіх форм навчання

Затверджено

на засіданні кафедри комп’ютеризованих та інформаційних технологій у приладобудуванні, протокол № 7 від 17.03.2014 р.

Черкаси, ЧДТУ, 2014

Укладачі: Шарапов В.М., д.т.н., професор

Туз В.В., к.т.н., доцент

Салагор А.М., к.т.н., м.н.с.

Базіло К.В., к.т.н., доцент

Сотула Ж.В., к.т.н., доцент

Трембовецька Р.В., к.т.н., доцент

Філімонов С.О., к.т.н., старший викладач

Рецензент – Бондаренко Ю.Ю., к.т.н., доцент

Методичні вказівки до виконання практичних робіт з дисципліни “ Технологія приладобудування ” для студентів напряму підготовки 6.051003 «Приладобудування» спеціальностей «Прилади і системи точної механіки» та «Медичні прилади і системи» всіх форм навчання / Укл.: В.М. Шарапов, В.В. Туз, А.М. Салагор, К.В. Базіло, Ж.В. Сотула, Р.В. Трембовецька, С.О. Філімонов. – Черкаси: ЧДТУ, 2014. – 36 с.

Методичні вказівки складаються з теоретичної та практичної частини. У практичній частині представлені умови задач за темами розділів дисципліни «Технологія приладобудування». Основною метою методичних вказівок є закріплення теоретичних знань і підготовка до виконання курсового проекту з дисципліни «Технологія приладобудування».

Навчальне видання

Методичні вказівки

до виконання практичних робіт

з дисципліни “ Технологія приладобудування ”

для студентів напряму підготовки 6.051003 «Приладобудування»

спеціальностей «Прилади і системи точної механіки»

та «Медичні прилади і системи» всіх форм навчання

В авторській редакції

Зміст

Вступ …………………………………………………………………………… Практична робота № 1. Вибір заготовки …………………………….…….. Практична робота № 2. Вибір раціональних схем базування та розрахунок похибок установки ………………………………………….…… Практична робота № 3. Розрахунок режимів обробки та норм часу …...... Практична робота № 4. Розробка технологічних процесів обробки різанням ……….…………………………………………….…………………. Порядок оформлення звіту практичних робіт …………………………… Додаток А. Нормативні посилання ………………………………………… Список використаної літератури …………...………………………………

4 5 11 17 24 28 32 35

Вступ

Основною метою методичних вказівок є закріплення теоретичних знань і підготовка до виконання курсового проекту з дисципліни «Технологія приладобудування». Освоєння дисципліни дозволить сформувати у студентів знання та вміння, що дозволяють здійснювати конструювання та проектування приладів різного призначення, технології їх виготовлення тощо. Це повинно закласти базу для освоєння інших інженерних дисциплін.

В ході практичних робіт розглядаються технології вибору заготовки, вибору раціональних схем базування, розрахунок похибок установки, розрахунок режимів обробки та норм часу, а також технологічних процесів обробки різанням.

Виконання практичних робіт базується на знаннях, отриманих студентами з з теоретичної частини курсу «Технологія приладобудування».

Загальний порядок виконання практичних робіт.

1. У процесі підготовки практичних робіт необхідно ознайомитися з її описом за даними методичними вказівками, вивчити теоретичні питання за додатково рекомендованими джерелами, з’ясувати мету і завдання роботи.

2. Проведення розрахунків згідно вказаних завдань здійснюється на основі теоретичного матеріалу.

3. Кожен студент повинен скласти звіт практичних робіт і захистити його.

Практична робота 1

Тема: «Вибір заготовки»

Мета роботи: навчитися визначати тип виробництва та обґрунтовувати вибір заготовки

Теоретична частина

Метод виконання заготовок для деталей (машин) приладів визначається призначенням і конструкцією деталей, матеріалом, технічними вимогами, масштабом та серійністю випуску, а також економічністю виготовлення. Вибрати заготовку  означає встановити спосіб її отримання, намітити припуски на обробку кожної з поверхонь, розрахувати розміри та вказати допуски на неточність виготовлення.

Для раціонального вибору заготовки необхідно одночасно враховувати всі вказані вище початкові дані, тому що між ними існує точний взаємозв'язок. Остаточне рішення можна ухвалити тільки після економічного комплексного розрахунку собівартості заготовки та механічної обробки в цілому.

Вибір заготовки роблять на підставі креслення деталі. Робота ведеться в такій послідовності:

1) вибирається вид заготовки з урахуванням факторів,які визначають експлуатаційні характеристики деталі, тип виробництва, економію металу та ін.;

2) на всі оброблювані поверхні призначаються, а на деякі розраховуються аналітичним способом припуски на обробку;

3) виконується креслення заготовки і підраховується її маса;

4) розраховується вартість заготовки.

Доцільно порівняти два можливих способи отримання заготовки, з метою вибору оптимального.

Найчастіше в технології приладобудування використовують заготовки з прокату, штампованої заготовки, виливки.

а) Вибір типу виробництва

Тип виробництва згідно ГОСТ 3.1108-74 характеризується коефіцієнтом закріплення операції , який показує співвідношення всіх різних технологічних операцій,які виконувалися або підлягають виконанню підрозділом протягом місяця, до числа робочих місць.

, (1)

де – сумарне число різних операцій;

– явочне число робочих підрозділів, що виконують різні операції.

Згідно ГОСТ 14.004-74 приймаються наступні коефіцієнти закріплення операції: для масового виробництва =1; для багатосерійного виробництва 1≤ ≤10.

б) Економічне обґрунтування вибору заготовки

1) Собівартість заготовки з прокату

, (2)

де М – витрати на матеріал заготовки, грн.;

–технологічна собівартість операції правки, калібрування прутка, розрізання їх на штучні заготовки.

, (3)

де С_П.З. – наведені витрати на робочому місці, од/год;

Т_Шт.(ш-к) – поштучний або штучно-калькуляційний час виконання заготівельної операції (правки, калібрування, вирізки тощо).

, (4)

де Q – маса заготовки, кг;

S – ціна 1 кг матеріалу заготовки, грн.;

q – маса готової деталі, кг;

S_Відх. – ціна однієї тонни відходів, грн.

2) Собівартість заготовок, отримуваних в результаті лиття у звичайні земляні форми та кокілі, лиття по виплавлючих моделях, лиття під тиском, гаряче штампування на молотах, пресах, а також електровисадкою.

, (5)

де С_і – базова вартість 1 т заготовок, грн.;

R_Т,R_С,R_В,R_М,R_П, – коефіцієнт, залежний від класу точності, групи складності, маси, марки матеріалу, обсягу виробництва, заготовок. Економічний ефект для порівняння способів отримання заготовок розраховується за формулою:

грн., (6)

де S_Заг.1, S_Заг.2 – вартість заготовок, які порівнюються, грн.;

N— річна програма, шт.

а)Визначення типу виробництва

Величина такту випуску розраховується за формулою:

, (7)

де F – дійсний річний фонд часу роботи обладнання, год/см;

(F приймається для однозмінної роботи2070, для двозмінної роботи 4140 год);

N – річна програма випуску деталей, шт.

Розрахунок середнього штучного часу має наступний вигляд:

, хв, (8)

де T_Шт(мк.)i – штучний або штучно-калькуляційний час на кожній операції, хв;

n – число операцій.

Визначення кількості деталей в парі при серійному виробництві (дляоднозмінного запуску) розраховується за формулою:

, (9)

де N – річна програма випуску деталей;

а –кількість днів, на яку необхідно мати запас деталей (періодичність запуску-випуску, яка відповідає потребам збірки);

F – число робочих днів у році.

За умов п'ятиденного робочого тижня умовно приймається кількість робочих днів у місяці (F=240). Тоді число днів, на які необхідно мати запас деталей на складі, складаєа≈1,5,10 днів.

Практична частина

Завдання 1

Цех випускає втулку 2-ої групи складності зі ст. 10. Річна програма  1820 шт. Підприємство працює в режимі п'ятиденного робочого тижня при однозмінній загрузці обладнання. Визначити тип виробництва (K _З.О., t_в, Т_Шт.ср., n).

T_Шт= t_O + t_B + t_Op.H + t_H.O.

Завдання 2

Зубчасте колесо виготовлено штампуванням з масою 1,040 кг; маса деталі  0,590 кг. Річний обсяг випуску  15000 шт. Базова вартість 1 т заготовок  29000 грн.

Клас точності 2^й відповідає 1,03. Деталь виготовлена зі Ст. 20. Визначити собівартість заготовки, S_Відх. = 750грн.

Завдання 3

Вал може бути виготовлений двома способами: а) з прутка ∅ 95 мм; б) штампуванням вала 12 кг.Маса прокату 30 кг. Маса штампування на пресах 25 кг. Вартість 1 тонни заготовок: для прокату 95 грн, для штампування 255 грн.

Розрахувати техніко-економічні показники і вибрати найбільш доцільний метод отримання заготовки. Вал виготовлений зі сталі 45. Річна програма– 800 шт.

Практична робота 2

Тема: «Вибір раціональних схем базування та розрахунок похибок установки»

Мета роботи: ознайомлення з методикою розрахунку похибок установок

Теоретична частина

Забезпечення заданої точності механічної обробки з використанням пристосувань, значною мірою залежить від вибору технологічних баз та схеми установки заготовок (ГОСТ 21495-76). Обробка заготовок у пристосуваннях на попередньо налаштованих верстатах (спосіб автоматичного отримання розмірів) виключає розмітку заготовок та подальшу вивірку їх положення на верстаті. Однак при цьому виникає похибка установки заготовки.

, (1)

де E_Б – похибка базування;

Е_З – похибка закріплення;

Е_П.З. – похибка положення заготовки;

, (2)

де Е_У.З. –похибка, що викликається неточністю виготовлення та збірки установчих елементів пристосування;

Е_З – похибка, що викликається зносом установлених елементів пристосування;

Е_В – похибка установки пристосування на верстаті.

Допуск виконання заданих розмірів може бути визначений як:

, (3)

де ω – середня економічна точність обробки на металооброблювальних верстатах, дані наведені в роботах.

Для прийнятих методу обробки та схеми установки заготовки очікуване розрахункове значення допускуT_i,повинне бути менше заданого [T_i]:

. (4)

Для розрахунку очікуваної точності обробки інженеру-технологу необхідно визначити:

• похибки базування в залежності від схеми установки заготовки у приладі;

• похибки закріплення в залежності від непостійності або затиску, неоднорідності шорсткості та хвилястості поверхонь заготовок, зносу установчих елементів пристосувань;

• похибки, зумовлені зносом установчих елементів E_З;

• виконавчі розміри установчих елементів, які забезпечують задану точність обробки та можливість установки заготовок.

Точність пристосувань є найважливішим фактором, що забезпечує точність виготовлення деталей. У процесі експлуатації зношуються їх установчі та направляючі елементи, і пристосування втрачають потрібну точність. У цьому зв'язку важливо вміти визначити міжремонтний період П роботи приладу.

Лінійний знос установчих елементів приладу (опор) визначає похибка Е_З (Е_З=З – для опор, – для призм, де – кут призми). Величина визначається за рівнянням:

, (5)

де N –число установчих заготовок;

K_y – коефіцієнт, що враховує умови обробки;

L – довжина шляху ковзання заготовки по опорах її до упору, мм (визначається залежно від умов експлуатації приладу);

t_M – машинний час обробки заготовки у приладі, хв.;

m,m₁,m_{2 –} коефіцієнти;

П₁– критерій зносостійкості;

Q – навантаження на опору, Н;

F – площа дотику опори з базовою поверхнею заготовки, мм²;

HV – твердість матеріалу опори за Вікерсом (HV ≈ 11,6HRC₇).

Міжремонтний період П визначається за рівнянням:

, (6)

де K – коефіцієнт запасу, що враховує нестабільність зносу установчих елементів (K=0,8...0,85);

|N| – допустиме число установчих заготовок до граничного зносу установчих елементів;

N_Г – річна програма випуску деталей.

Допустима величина зносу [З] визначається допустимою величиною похибки [Е_З] ([З]=[Е_З] – для опори і [З]=[E_З] – для призми). Величина [E_З] у припущенні, що похибки Е_У.С. та E_C можна компенсувати за рахунок налаштувань верстата, визначається як:

, (7)