Технология машиностроения методические указания к лабораторным работам для студентов специальностей 150405, 190605

1.Установить ступенчатую плиту плоскостью b — b на трех жестких опорах и одной самоустанавливающейся в точке Б (рис. 11.1, а) или же на трех жестких опорах: две в точках А и А1 и одна в точке Б (рис. 11.1, б).

2.Определить расстояние между точками опор А и Б и высоту уступа h с помощью универсальных измерительных средств.

3.Рассматривая два положения заготовки (рис. 11.1, б) с высотой ус-

тупа h и h+ (где допуск на высоту уступа), определить угол смещения :

arcsin h ,

АБ

4. Определить непараллельность плоскости а — а плоскости b — b, которая характеризуется значением угла , величина которого может быть найдена по формуле

5. Подставляя соответствующие числовые значения, определить значение угла и сравнить его с допустимым с учетом неравенства (е eд ).

Результаты расчетов и заключение внести в журнал.

Содержание отчета

1.Наименование работы.

2.Данные об измерительных средствах: а) наименование, б) цена деления.

3.Эскизы вспомогательных приспособлений (плита, опоры и др.).

4.Эскизы схем установки заготовки с простановкой размеров.

5.Результаты расчетов и заключение.

Контрольные вопросы для самоподготовки

1.Что такое суммарная погрешность обработки?

2.Как влияет базирование на размер?

3.Какое положение заготовки имеет минимальную ошибку?

4.Что определяет угол β?

11

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 1 2

ВЫБОР СХЕМЫ УСТАНОВКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКИ В ПРИЗМАХ

Цель работы. Ознакомление студентов со схемами установки цилиндрической заготовки в призмах, обеспечивающей минимальную погрешность при обработке одной из ее плоскостей.

Необходимые оборудование, инструменты и материалы

1.Рабочие чертежи, детали.

2.Призмы, струбцины.

3.Валики, обработанные по чертежу.

4.Измерительный инструмент: штангенциркуль 0–150 (цена деления — 0,01 мм), эталоны чистоты, линейка.

5.Справочники и справочные пособия.

Содержание работы

Установка обрабатываемых заготовок по базовым поверхностям предполагает полноту совпадения ее опорной поверхности с соответствующей установочной поверхностью приспособления. Однако в практике известно, что фактическая точность размеров заготовок, полученная при их обработке на настроенных станках, в значительной степени зависит также и от метода установки заготовки в том или ином приспособлении.

Очевидно, что точность обработки не будет одинаковой у партии заготовок, обработанных в тисках, и у партии заготовок, закрепленных для обработки прихватами, и т. п. Например:

—при зажатии заготовки в гильзе имеет место «выжимание» ее из гильзы, а в момент закрепления — ее «отход» и др., что предопределяет осевые смещения заготовки;

—при зажатии заготовки в трехкулачковом самоцентрирующем патроне также имеет место погрешность осевой установки в результате некоторого непостоянства в радиальном перемещении кулачков, а также вследствие упругой деформации передней стенки патрона;

—при закреплении заготовки в машинных тисках причиной возникновения погрешности закрепления являются упругие деформации заготовки и элементов тисков, возникающие под действием сил зажима.

Если закрепляемая деталь недостаточно жесткая, то вследствие упругих деформаций под действием усилия зажима может произойти искажение ее геометрической формы (рис. 12.1, а); после обработки и раскрепления заготовка вновь примет свою первоначальную форму, однако это приведет к

12

погрешности по размеру. Так как колебания усилия зажима Рз носят случайный характер, то и погрешность закрепления также будет случайной.

Рис. 12.1. Погрешность установки заготовки при зажиме в машинных тисках: а — искажение геометрической формы заготовки; б — график осевых смещений

при различных способах зажима

При закреплении жестких заготовок погрешность закрепления также будет иметь место, но в этом случае она будет следствием непараллельности зажимных поверхностей, возникшей при наличии зазоров в конструкции тисков, которые и вызвали перекос заготовки.

Кроме того, упругие контактные деформации в стыке заготовка — неподвижная губка тисков вызовут смещение базовой поверхности заготовки.

13

Погрешности могут быть исследованы различными методами, из которых наиболее простым и наглядным является метод построения графика осевых смещений заготовки в зависимости от способа установки, например, при закреплении в машинных тисках, трехкулачковом патроне, цанге и др.

Для установления погрешности закрепления для каждого из исследуемых способов установки показания индикатора сводятся в табл. 12.1, служащую в дальнейшем основанием для построения графика осевых смещений заготовки.

Затем строится график осевых смещений, где по оси ординат откладывается частота в процентах, а по оси абсцисс — осевые смещения заготовки в миллиметрах.

Так, например, на рис. 12.1, б приведен график осевых смещений заготовки размером 5 30 100 при закреплении в машинных тисках.

Кривые 1, 2 и 3 соответственно характеризуют погрешности, выявленные при осуществлении установки заготовки тремя способами: 1 — положенной свободно с произвольным усилием зажатия; 2 — прижатой к подкладке с предварительным зажатием и прижимом к ней постукиванием молотка; 3 — прижатой к подкладке и окончательно зажатой при ударе молотка по рукоятке тисков. Как видно из графика, погрешность установки заготовки в машинных тисках значительно сокращается при повышении тщательности установки заготовки, а применение способа поджатия заготовки к подкладке молотком снижает погрешность установки на 30÷50% по сравнению с обычным зажатием свободно положенной заготовки от руки (кривые 1 и 2).

14

Порядок выполнения работы

Чтобы выбрать схему установки цилиндрической заготовки в призмах, обеспечивающую минимальную погрешность при обработке одной из

ееплоскостей, следует:

1.Определить линейные размеры, а также допуски валика и плоскости, подлежащей обработке (рис. 12.2 а) универсальными измерительными средствами.

Рис. 12.2. Схема установки валика в призмы для обработки плоскости:

а— прижим снизу; б — прижим сбоку; в — прижим с двух боков; г — прижим сверху

2.Установить цилиндрическую деталь в призмах с ручным зажатием при угле = 90° и определять погрешность базирования соответственно для всех схем установки, приведенных на рис. 12.2, по следующим формулам:

15

где б — допуск на диаметр заготовки, мм.

3. Определить погрешность закрепления из условий непостоянства усилия зажима. Эту погрешность определяют разностью между наибольшей и наименьшей величинами проекции измерительной базы на направление выполняемого размера. Так, в случаях б и в (рис. 12.2) эта проекция равна 0, а направление не влияет на погрешность установки.

Вслучаях а и г смещение проекции измерительной базы имеет место

ивеличину погрешности, мкм, можно подсчитать по формуле

где Pсp — среднее усилие, приходящееся на одну опору, кГ; k — коэффициент, учитывающий отношение

Qмакс 1,3 1,6; Qмин

Ra — среднее арифметическое отклонение микропрофиля, мкм; п — степень <1 (n = 0,5);

D — диаметр заготовки, мм;

— угол между направлением размера Н и направлением смещения измерительной базы, град.

4. Определить погрешность установки валика для всех схем с учетом погрешностей базирования и закрепления и дать заключение по схеме, обеспечивающей наименьшую погрешность установки валика в призмы для обработки плоскости, как геометрической суммы ( д = б + з).

Результаты расчетов и заключение внести в журнал.

Содержание отчета

1.Наименование работы.

2.Данные об измерительных средствах: а) наименование, б) цена деления.

3.Эскизы вспомогательных приспособлений (призмы, струбцины и др.).

4.Эскизы схем установки заготовки с простановкой размеров.

5.Результаты расчетов и заключение.

16

Контрольные вопросы для самоподготовки

1.Как измеряется погрешность установки?

2.Что такое осевое смещение?

3.Как влияет геометрическая форма на смещение?

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 1 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВКИ В МАШИННЫХ ТИСКАХ

Цель работы. Ознакомление студентов со схемами установки заготовки в машинных тисках, обеспечивающими минимальную погрешность при обработке.

Необходимые оборудование, инструменты и материалы

1.Рабочие чертежи детали.

2.Образцы деталей.

3.Фрезерный или строгальный станок.

4.Машинные тиски, подкладки.

5.Измерительный инструмент: индикаторная головка (цена деления – 0,01 мм) со стойкой, штангенциркуль.

6.Справочники и справочные пособия.

Рис. 13.1. Схема установки заготовки в машинных тисках для определения погрешности закрепления: 1 — подкладка; 2 — неподвижная губка;

3 — заготовка; 4 — подвижная губка; 5 — индикатор

17

Порядок выполнения работы

1.Установить машинные тиски и стойки с индикатором на столе станка (фрезерного, строгального) так, как это показано на рис. 13.1.

2.Установить заготовку в тиски и рукой прижать ее к неподвижной губке тисков. В этом положении индикатору дать натяг 1÷2 мм и установить его стрелку на нуль.

3.Многократно закрепить и раскрепить заготовку в тисках, фиксируя каждый раз показания индикатора, при этом применить три способа установки и закрепления заготовки, а именно:

а) заготовка свободно кладется на подкладку тисков и зажимается от руки с произвольным усилием зажатия;

б) заготовка свободно кладется на подкладку тисков, после чего производится легкое предварительное зажатие тисков. Затем легким постукиванием (молотком) по заготовке плотно прижимают ее к подкладке и производят проверку плотности прилегания заготовки путем попытки вынуть подкладку из-под нее. Если подкладка плотно прижата заготовкой и не может быть удалена, то производится окончательное зажатие тисков;

в) заготовка плотно прижимается к подкладке (как в способе «б»), после чего производится сильное, но одинаковое для всех закреплений зажатие заготовки с окончательным зажатием посредством удара молотка по рукоятке тисков.

Каждый способ установки повторить 25÷30 раз.

4.Обработать результаты измерений, составить отчет с заключением.

Содержание отчета

1.Наименование работы.

2.Данные об измерительных средствах: а) наименование, б) цена деления.

3.Эскиз схемы установка заготовки с простановкой размеров.

4.Эскизы вспомогательных приспособлений (тиски, подкладки и т. д.).

5.Данные о замерах по форме табл. 12.1.

6.Построение и анализ графика осевых смещений.

Контрольные вопросы для самоподготовки

1.Какую точность имеет индикатор?

2.С какой частотой выполняются измерения?

3.В чем отличие способов «а» и «б»?

18

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 1 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВКИ В ТРЕХКУЛАЧКОВОМ ПАТРОНЕ

Цель работы. Ознакомление студентов со схемами установки заготовок в трехкулачковом патроне, обеспечивающими минимальную погрешность при обработке одной из ее плоскостей.

Необходимые оборудование, инструменты и материалы

1.Рабочие чертежи детали.

2.Образцы деталей.

3.Токарный станок.

4.Трехкулачковый патрон.

5.Измерительный инструмент: индикаторная головка (цена деления — 0,01 мм) со стойкой.

6.Справочник и справочные пособия.

Содержание работы

При закреплении заготовки в трехкулачковом патроне возникновение осевой погрешности является следствием упругой деформации в результате «выпучивания» передней стенки патрона.

Рис. 14.1. Общий вид установки заготовки в трехкулачковом патроне для определения погрешности закрепления:

1 — спиральный диск; 2 — направляющие корпуса патрона; 3 — кулачок; 4 — заготовка

19

Так, при повороте спирального диска 1 патрона (рис. 14.1) усилие Р стремится переместить кулачок 3 к центру и закрепить заготовку 4. Со стороны заготовки на кулачок действует сила реакции Р' и, таким образом, при закреплении заготовки на кулачок патрона действует момент, стремящийся повернуть кулачок по направлению стрелки М. Этому повороту препятствуют направляющие 2 корпуса патрона, однако опрокидывающий момент достаточно велик для того, чтобы деформировать направляющие вместе со всей передней стенкой корпуса патрона. Так как усилие, прикладываемое при закреплении заготовки, непостоянно, то, следовательно, и эта погрешность носит случайный характер.

Целью настоящей работы является определение среднего значения этой погрешности.

Порядок выполнения работы

1.Навернуть на шпиндель токарного станка трехкулачковый патрон.

2.Установить обрабатываемую заготовку в трехкулачковый патрон и, не закрепляя ее плотно, прижать буртиком к торцевым поверхностям кулачков.

3.В этом положении подвести суппорт с укрепленным в державке резцедержателя индикатором (цена деления 0,01 мм), измерительный наконечник которого должен касаться торца закрепляемой заготовки по линии центров с натягом 1÷2 мм; после этого закрепить суппорт и установить стрелку индикатора на нуль.

4.Многократно закрепляя заготовку (25÷30 раз), при каждой ее повторной установке записывать показания индикатора, фиксирующего действительную величину погрешности.

5.Обработать результаты измерений, составить отчет с заключением.

Содержание отчета

1.Наименование работы.

2.Данные об измерительных средствах: а) наименование, б) цена деления.

3.Эскиз схемы установки заготовки с простановкой размеров.

4.Эскизы вспомогательных приспособлений (патрона, державки и т. д.);

5.Данные о замерах по форме табл. 12.1.

6.Построение и анализ графика осевых смещений.

Контрольные вопросы для самоподготовки

1. Что такое биение патрона?

20