4826
.pdf
11
Дается заключение о классе точности станка и его пригодности к эксплуатации. Установление класса точности станка производится в зависимости от класса точности его работы согласно табл. 7.5
Табл. 7.5. Зависимость класса точности обработки от точности станка
Класс точности обработки |
1; 2 |
3 |
4; 5 |
|
|
|
|
Класс точности станка |
П |
С |
Н |
|
|
|
|
П р и м е ч а н и е : Н – класс станка низкой точности, обеспечивающий обработку по 4…5 классу точности; С – класс станка средней точности; П – класс станка повышенной точности.
На основании сравнения нормативных данных и фактических показателей разнотолщинности деталей следует дать заключение о пригодности станка к работе.
Для повышения точности станка необходимо уменьшать погрешности: постоянной погрешности станка, переменной и случайной в момент i. Переменные погрешности возникают вследствие износа режущего инструмента, размерной расстройки станка, тепловых деформаций станка и инструмента. Случайные погрешности возникают от нестабильности многих факторов. Основная часть случайной погрешности проявляется через упругие перемещения в технологической системе станка вследствие переменности технологических сил. Оказывает на нее влияние и изменение силы замыкания заготовки при ее базировании. Для вскрытия и устранения причин, ведущих к росту погрешностей переменных и случайных, проводят исследование изменения этих погрешностей за время обработки партии.
Анализ погрешностей обработки партии деталей проводят посредством больших и малых (мгновенных) выборок. Анализ технологической точности станка методом мгновенных выборок проводят так: обрабатываемую партию делят на К отрезков по времени и по количеству обработанных деталей; затем в начале или в конце каждого отрезка отбирают пробы по n (n=5…10) деталей. Общее количество отобранных деталей ń = n•K. Значение ń зависит от величины всей партии Т и от допустимой вероятности q΄ признания годными дефектных деталей в контролируемой партии. По данным Колмогорова:
|
|
n |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
W |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
e |
|
, |
(7.9) |
|||||
n |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
36,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100q |
|||
При N≥4 можно принять n |
|||||||||
Для контроля можно отобрать детали с первыми или последними номерами из каждой полусотни, например: 1, 2, 3,4, 5, 56, 57, 58, 59, 60, 101, 102, 103, 104, 105 и т.д. Каждую мгновенную выборку обрабатывают, определяя значение среднего арифметического ẍj и мгновенного среднеквадратического отклонения σj мгн:
|
|
1 |
n |
|
|
|
x j |
|
xi (i 1,2..., n) |
j (1,2,..., K ) |
(7.10) |
||
|
||||||
|
|
n i 1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
12 |
|
jммг |
|
Rj |
x j max |
x j min ( j 1,2,..., K ) |
(7.11) |
|
dn |
||||||
|
|
|
|
|
где: xj max, xj min – максимальное и минимальное значение размера в пробе; dn – коэффициент пробы принимают по табл. 7.6.
Табл. 7.6. Таблица выбора коэффициента пробы
Объем мгновенной |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
|
9 |
10 |
|
выборки n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент dn |
|
2,326 |
2,534 |
2,704 |
2,847 |
|
2,970 |
3,077 |
|
Величину ωсл.j определяют из выражения: |
|
|
|
|
|
||||
мгн. j 6 j мгн |
|
|
|
|
|
|
(7.12) |
||
Принимают ωсл.0 |
= ωсл.1, тогда ωсл.0 = 6σ1мгн ωсл.к |
= 6σк.мгн. Величину |
|||||||
мгновенного рассеяния без учета переменной составляющей за время обработки деталей можно принять:
мгн. j |
6 j мгн |
(7.13) |
||
ωмгн j = ω сл.j |
(7.14) |
|||
Для общей выборки определяют x : |
|
|||
x |
x |
, |
(7.15) |
|
|
K |
|||
|
|
|
|
|
Определяют среднее значение по всем мгновенным выборкам:
k
мгн. j
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
(7.16) |
|
|
|||||
|
|
|
K |
|
|
Коэффициент смещения центра настройки станка находят из выражения:
K p.1 |
x U K 60 |
, мм/ч |
(7.17) |
|
N L |
|
|
где: U – скорость подачи заготовок, м/мин;
K– коэффициент заготовок;
L– длина заготовок, м
Изменение величины мгновенного рассеивания за время обработки партии определяется аналогичным образом. Методика определения систематической и случайной погрешностей обработки, изложенная выше, основана на предположениях:
Каждая мгновенная выборка случайна и систематическая ошибка в ней невелика;
Выборка nj имеет нормальное распределение
Проверка случайности выборок делается по методу последовательных разностей. Последовательные разности находят по выражению:
ai 1 xi xi 1 |
|
(7.18) |
|||
Несмещенную оценку С² |
подсчитывают по формуле: |
||||
|
1 |
|
n 1 |
|
|
C 2 |
|
ai2 |
(7.19) |
||
|
|
||||
2(n 1) |
|||||
|
i |
|
|||
Критерий оценки выборки τ определяют из выражения:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
||
|
C 2 |
|
|
|
|
|
|
|
(7.20) |
|||
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Критическое значение τ при вероятности 0,95 определяют следующим |
||||||||||||
выражением: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д 1 |
|
|
д |
|
1,65 |
|
|
(7.21) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
n 1 |
|
n |
1 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
при τ >τд выборка случайна.
Пример проверки выборки на случайность показан в табл. 7.7.
Табл. 7.7. Пример проверки выборки на случайность
|
хi |
ai 1 xi xi 1 |
ai2 1 |
x1 |
33,88 |
|
|
x2 |
39,93 |
0,05 |
0,026 |
x3 |
40,00 |
0,07 |
0,049 |
x4 |
40,10 |
0,1 |
0,010 |
x5 |
40,06 |
0,09 |
0,616 |
ai2 0,090
|
|
|
|
d 2 |
|
|
|
|
0,09 |
|
|
|
|
|
|
||||
C |
2 |
i |
|
|
|
|
|
0,012 |
(7.22) |
||||||||||
2(n 1) |
2(5 1) |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
C 2 |
|
0,012 |
|
0,183 |
|
|
|
(7.23) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
2 |
0,064 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
л |
1 |
|
tл |
|
|
1 |
1,65 |
|
0,18 |
(7.24) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
n |
1 |
5 |
|
1 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Так как τ > τд - выборка случайна.
Проверка выборки n на нормальность. Наиболее простой является проверка с помощью критерия согласия А.Н. Колмогорова.
Последовательность расчета следующая:
1.Выборку n разбивают на К интервалов (К = 7…12).
2.Находят эмпирические частоты mj для каждого интервала.
3.Находят накопленные эмпирические частоты mj΄.
4.Находят функцию F΄n(x) накопленных частот эмпирического распределения по наблюдениям mj΄, функция для каждого интервала:
Fn( x) |
1 |
m j |
(7.25) |
|
|||
|
n |
|
|
5.Определяют интегральную функцию F(x) предполагаемого теоретического распределения, которая сравнивается с эмпирическим распределением:
|
1 |
|
1 |
x |
x |
|
||
F (x) |
|
F(t) |
|
F |
i |
|
|
(7.26) |
|
|
|
|
|||||
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
6.Для каждого интервала находят значение F n (x) - F (x), а затем наибольшее их отклонение друг от друга D.
7.Определяют значение λ:
|
|
|
D n |
(7.27) |
|
14
8.По найденному λ находят значение вероятности Р (λ) – критерий согласия Колмогорова.
9.Если Р (λ)>0,01, то эмпирическое распределение соответствует теоретическому – нормальному.
Контрольные вопросы
1.Какова цель размерной настройки?
2.Как определяется средний процент брака?
3.Как определить правильность настройки станка?
4.Опишите факторы, влияющие на общую настройку станка. Как проверить правильность установки установленных инструментов?
Практическая работа №2
Проектирование карт технологического процесса механической обработки брусковой детали
Цель работы: приобретение навыков использования профилометра при определении параметров шероховатости с помощью образцовых деталей; получение навыков разработки технологического процесса первичной обработки брусковой детали.
Теоретические положения и указания к выполнению
Для контроля используются образцы шероховатости (эталоны). Их применяют для контроля шероховатости поверхности деталей той же формы, породы древесины, обработанных тем же методом. Контроль осуществляют путем визуального сравнения шероховатости поверхности обработанной детали с шероховатостью поверхности образца шероховатости. Для сравнения контролируемую деталь и образец шероховатости располагают так, чтобы их поверхности были равномерно освещены рассеянным светом. Освещенность деталей должна быть не менее 150 лк. Детали и образцы шероховатости располагают между контролером и источником света. Сравнение шероховатости поверхности обеих деталей осуществляют так, чтобы угол между направлением визирования и перпендикуляром к поверхности был не менее 60 .
Образцы должны иметь шероховатость поверхности в соответствии с нормативно-технической документацией на данный вид продукции. Размеры их поверхности – 300 200 мм. Длина образов шероховатости в виде брусков
– 300 мм. Проверка шероховатости поверхности образцов шероховатости должна производиться в базовых или отраслевых лабораториях, а также на самих предприятиях по одному или нескольким параметрам по ГОСТ 701682.
Образцы шероховатости необходимо снабжать ярлыком, на котором указывают вид обработки, назначение изделия и породу древесины; значение
15
параметра шероховатости с указанием отклонений; дату утверждения и срок действия; подпись лица, утверждающего образец; подписи руководителя технического контроля и лица, проводившего измерения. Размеры ярлыка не должны превышать 100 70 мм. Срок действия образцов шероховатости устанавливает руководитель службы технического контроля. Проверку образцов шероховатости выполняют не реже 1 раза в год. На предприятии должно быть не менее двух комплектов образцов шероховатости. Первый комплект находится непосредственно на рабочем месте, второй хранится в отделе технического контроля или производственной лаборатории. Обозначение шероховатости поверхности на эскизе должно выполняться в соответствии со следующими требованиями.
В обозначении шероховатости поверхности, образованной путем удаления слоя материала (пиление, строгание, сверление, шлифование и т.п.), применяют знак ﻻ (ГОСТ 2.309 – 73).
В обозначении шероховатости поверхности, образованной без удаления слоя материала (поверхность древесностружечной и древесноволокнистой плит, древесностружечной плиты, облицованной пленками; фанеры; пластика; линолеума и т.п.) применяют знак ¥ (ГОСТ
2.309 – 73).
Шероховатость поверхностей изделий из древесины и древесных материалов, которая не обусловлена требованиями конструкции, на чертежах не обозначается. К таким относятся поверхности сверления и фрезерования под установку фурнитуры, крепежных элементов и т.п.; невидимые при эксплуатации и не соприкасающиеся с предметами в процессе эксплуатации изделий; шиповых и других (соединений, где предусматриваются конструктивные зазоры).
Обозначение шероховатости поверхностей на чертежах изделия можно располагать на линиях контура, выносных линиях, полках линий выносок, размерных линиях или их продолжениях.
В общем случае обозначения шероховатости, в которой не имеет полки, располагают на чертеже так, как показано на рис. 8.1,а. Обозначения шероховатости поверхности, в которой знак имеет полку (с надписями «По контуру»), располагают на чертеже так, как показано на рис. 8.1,б. При указании одинаковой шероховатости для всех поверхностей изделия на
чертеже детали обозначение ее
Рис. 8.1. Обозначение шероховатости поверхности: а – знак не имеет полки; б – знак имеет полку; в – одинаковая шероховатость поверхностей; г – шероховатость остальных поверхностей
16
помещают в правом верхнем углу чертежа и на изображении не наносят (рис. 8.1,в). При указании одинаковой шерохова-тости на чертеже детали для части поверхностей изделия в верхнем правом углу чертежа помещают обозначение одина-ковой шероховатости и услов-ное обозначение (V), остальные обозначения шероховатости наносят на изображении изделия (рис. 8.1,г).
Обозначение шероховатости поверхности повторяющихся элементов изделия (отверстий, пазов и т.п.), число которых указано на чертеже, а также обозначение шероховатости одной и той же поверхности наносят 1 раз независимо от числа изображений. Обозначение шероховатости симметрично расположенных поверхностей наносят с одной стороны.
Разработка технологического процесса является ответственной работой, требующей достаточно высокой квалификации исполнителя. Главной задачей при этом является выбор наиболее рационального варианта обработки из некоторого числа возможных. Разработка технологического процесса является работой творческой. Должны быть обеспечены стабильно высокий уровень качества выпускаемой однородной продукции, наименьшие трудо- и материалоемкость изделий, предусмотрены возможности использования автоматических средств контроля и учета в технологическом процессе.
Исходными данными при разработке технологического процесса являются чертежи изделия, его сборочных единиц и деталей; нормы точности размеров, формы, шероховатости поверхности, определяемые технологическим назначением; объем производства (единичное, серийное, массовое); типовые технологические процессы производства однородной продукции и типовые технологические режимы; каталог оборудования, выпускаемого промышленностью, и перспективного, планируемого к выпуску в ближайшие годы; технические характеристики оборудования и средств механизации и автоматизации процессов; информация о типовых инструментах, приспособлениях, средствах контроля точности; данные для расчета производительности оборудования и норм времени выполнения операций. Разработка технологического процесса осуществляется в виде заполнения бланков технологических карт. В учебном процессе используют упрощенные формы бланков технологических карт.
В условиях массового выполнения работ по проектированию технологического процесса целесообразно привлечение систем автоматического проектирования (САПР) на базе ЭВМ. Использование САПР может быть обеспечено благодаря типизации технологических процессов по выпуску однородной продукции. Это позволяет значительно сократить сроки проектирования и снижает вероятность возможных ошибок выбора наиболее рационального варианта технологического процесса.
Методические указания
17
Производится анализ размеров детали и принимается решение о кратности ее изготовления с учетом минимальных размеров обработки на предполагаемом оборудовании.
Устанавливают размеры заготовки, назначив припуски на механическую обработку для снятия погрешностей формы, размеров, шероховатости поверхности и базирования заготовок. Для деталей из пиломатериалов, склеенных по ширине из нескольких делянок, необходимо предусмотреть дополнительный припуск по толщине заготовок величиной 2 мм на обе стороны, а при склеивании по толщине – дополнительный припуск по ширине заготовки величиной 2 мм на обе стороны. Операционные припуски на торцевание с двух сторон при изготовлении отдельных деталей
следующие: |
|
Номинальная ширина, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 1500 мм |
|
Номинальная длина, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 1500 мм |
1500. . . 3000 |
Операционный припуск, мм. . . . . . . . . . . . . . . . . 15 |
20 |
Номинальная ширина, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 |
150 . . . 290 |
Номинальная длина, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 1500 |
1500 . . . 3000 |
Операционный припуск, мм . . . . . . . . . . . . . . . . .20 |
25 |
Припуски на усушку по ширине и толщине заготовок, |
учитывающие |
изменение абсолютной влажности от 15 до 8% назначают по данным, приведенным в табл. 8.1.
Табл. 8.1. Припуски на усушку пиломатериалов и заготовок от абсолютной влажности 15% до влажности 8%, мм
Номинальные |
Ель, сосна, |
Лиственница |
Береза, дуб, |
Бук, граб, ильм, |
||
размеры, мм |
кедр, пихта |
|
клен, ясень, |
липа |
||
|
|
|
осина, тополь |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
13 |
0,1 |
0,1 |
- |
- |
|
|
16 |
0,1 |
0,2 |
0,2 |
0,4 |
|
|
19 |
0,2 |
0,3 |
|
0,3 |
0,4 |
|
Окончание табл. 8.1 |
|
|||||
22 |
0,3 |
0,4 |
|
|
||
|
0,3 |
0,5 |
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
|
|
28 |
0,2 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
|
|
32 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,7 |
|
|
35 |
- |
- |
0,5 |
0,7 |
|
|
40 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
|
|
45 |
0,4 |
0,6 |
0,6 |
1,0 |
|
|
50 |
0,4 |
0,5 |
0,7 |
1,1 |
|
|
55 |
- |
- |
0,7 |
1,1 |
|
|
56 |
0,4 |
0,5 |
- |
- |
|
|
60 |
0,4 |
0,5 |
0,9 |
1,3 |
|
|
63 |
0,4 |
0,5 |
- |
- |
|
|
65 |
- |
- |
0,9 |
1,3 |
|
|
66 |
0,5 |
0,6 |
- |
- |
|
|
70 |
0,4 |
0,6 |
1,0 |
1,5 |
|
|
75 |
0,5 |
0,7 |
1,1 |
1,5 |
|
|
18
80 |
0,5 |
0,6 |
1,2 |
1,7 |
86 |
0,6 |
0,8 |
- |
- |
90 |
0,6 |
0,8 |
1,3 |
1,8 |
96 |
0,8 |
1,0 |
- |
- |
100 |
0,9 |
1,2 |
1,4 |
2,1 |
110 |
1,0 |
1,3 |
1,5 |
2,3 |
116 |
1,1 |
1,4 |
- |
- |
120 |
1,0 |
1,3 |
1,7 |
2,5 |
125 |
0,9 |
1,2 |
- |
- |
130 |
1,2 |
1,5 |
1,7 |
2,7 |
140 |
1,4 |
1,8 |
2,0 |
2,6 |
150 |
1,5 |
1,8 |
2,2 |
3,2 |
160 |
1,8 |
2,1 |
2,3 |
3,4 |
165 |
1,8 |
2,3 |
- |
- |
170 |
1,9 |
2,5 |
2,5 |
3,6 |
180 |
1,9 |
2,5 |
2,7 |
3,8 |
190 |
2,0 |
2,6 |
2,8 |
3,9 |
200 |
2,2 |
2,9 |
3,0 |
4,2 |
210 |
2,1 |
2,8 |
3,1 |
4,3 |
220 |
2,3 |
3,0 |
3,2 |
4,6 |
230 |
2,3 |
3,0 |
3,2 |
4,8 |
240 |
2,4 |
3,2 |
3,5 |
5,0 |
250 |
2,5 |
3,3 |
3,7 |
5,2 |
254 |
2,5 |
3,2 |
- |
- |
260 |
2,8 |
3,6 |
3,8 |
5,0 |
270 |
3,0 |
3,9 |
4,0 |
5,7 |
280 |
3,1 |
3,9 |
4,1 |
6,3 |
290 |
3,3 |
4,3 |
4,2 |
6,2 |
300 |
3,3 |
4,3 |
4,4 |
7,0 |
Для кратных по длине, ширине, толщине заготовок следует учитывать припуск на каждый пропил 4 мм. Размеры заготовок следует округлить до ближайшего большего стандартного значения в соответствии с данными табл. 8.2.
Табл.8.2. Стандартные значения размеров заготовок
Заготовки мебельные черновые (ТУ13 – 566 – 80)
Заготовки из древесины хвойных пород должны иметь следующие
номинальные размеры, мм: |
|
|
|
|
|
по толщине |
|
25, |
32, |
40, |
50 |
по ширине |
80, |
100, |
110, |
130, 150, |
180 |
по длине |
500*, 650, |
900, |
1600, |
1900, |
2100 |
Заготовки из древесины лиственных пород должны иметь следующие
Номинальные размеры, мм: |
|
|
|
|
|
по толщине |
|
25, |
32, |
40, 50 |
|
по ширине |
40, 50, |
60, |
90**, |
110** |
|
по длине |
|
500*, |
850 |
1100 |
|
19
П р и м е ч а н и е : * Размер установлен для заготовок, предназначенных для изготовления деталей стульев. ** Размер установлен для заготовок из древесины мягких лиственных пород.
Принимается решение о применении того или иного оборудования и выполнении необходимых технологических операций. Наименование операций заносят в бланк технологической карты в повелительном наклонении (например: «фрезеровать», «пилить» и т.п.). Принятое оборудование обозначается маркой в соответствии с каталогом (например,
С16-2А).
Указываются размеры заготовки на данном этапе обработки, учитывая динамику их изменения по мере выполнения технологических операций. Графы «Наименование оборудования, инструмента, приспособления»; «Метод контроля» заполняются в соответствии с указаниями типовых технологических процессов. Сменную производительность станков, шт. в смену, рассчитывают по следующим формулам.
Производительность фуговальных станков в смену вычисляется по формуле:
A |
Tсм Кд К м Un |
(8.1) |
|
|
|||
см |
l3 |
m |
|
|
|
||
где: Тсм – продолжительность смены, мин; Кд – коэффициент использования рабочего времени;
Км – коэффициент использования машинного времени; n – число одновременно обрабатываемых заготовок;
lз – длина заготовки; m – число проходов;
U – скорость подачи, м/мин
Коэффициенты Кд и Км определяют по табл. 8.3.
Скорость подачи, при цилиндрическом фрезеровании определяют, исходя из требуемого значения параметра шероховатости поверхности:
U |
lв n z |
, м/мин |
(8.2) |
|
|||
1000 |
|
|
|
где: lв – длина волны, мм;
n – частота вращения ножевого вала, мин‾¹; z – число ножей оттиск. Отиск.
Табл. 8.3. Коэффициенты использования рабочего и машинного времени для различных способов подачи
|
|
Коэффициент использования машинного |
||
Подача |
Кд |
времени Км при длине заготовки, м |
||
|
|
0,5 |
1,0 |
2,0 |
Ручная |
0,8…0,9 |
0,5…0,7 |
0,7…0,8 |
0,8…0,9 |
Механическая |
0,85…0,9 |
0,8 |
0,85 |
0,9 |
|
|
|
|
l |
8 Rp h , мм |
(8.3) |
|
20
где: Rр – радиус окружности резания, мм; h – высота волны, мм
Высота волны поверхности, полученной методом цилиндрического фрезерования, соответствует значению единичной неровности Hmax.
Пример. Зададимся требуемым значением неровности в зависимости от назначения детали: Hmax = 32 мкм; т.е. h = 0,032 мм.
lв 
8 64 0,032 4,048 , мм
U l n z 4,048 3000 2 24,288 , м/мин 1000 1000
где Rр = 64 мм и n = 6000 мин‾¹ по технической характеристике станка.
Рис. 8.2. Номограмма для расчета режимов цилиндрического фрезерования
Практически при расчетах. Учитывая неточность установки ножей и возможное биение ножевого вала, считают, что поверхность формируется одним ножом, т.е. z = 1.
U 4,048 3000 1 12,144 , м/мин 1000
Значительно проще все технологические расчеты, связанные с операцией фрезерования, могут быть выполнены с помощью номограммы, представленной на рис. 8.2
При расчете производительности станка рекомендуется принимать значение скорости подачи меньшим или равным расчетному. При механической подаче значения U примем по технической характеристике станка, а при ручной подаче рекомендуемые значения U = 4…6 м/мин.