Основы технологии машиностроения. Учебное пособие для вузов

грузка работы продольного суппорта в смысле проточки сравни-

тельно коротких или неудобных для продольного точения сту- пеней (рис.7.8).

7.3.6. Внедрение многостаночного обслуживания

Во время работы станка или другого вида оборудования у ра- бочего остается часть свободного времени. Следовательно, в те- чение этого времени рабочий может обслужить дополнительно некоторое число единиц оборудования. В современном машино- строении, в большинстве случаев, оборудование расставляется по ходу технологического процесса обработки деталей. При этом обычно такую «технологическую цепочку» составляют не только различные станки, но нередко и другие виды оборудова- ния. Исходя из этого, следует, что для увеличения производи- тельности труда рабочего ему приходится обслуживать и одина- ковое и различное по виду оборудование. В соответствии с этим возникает необходимость в «совмещении профессий», то есть в приобретении рабочим знаний и навыков (квалификации), необ- ходимых для обслуживания различных станков.

В большинстве случаев стремятся к полному использованию времени рабочего, сокращая при этом до минимума простои оборудования.

Количество станков ip , которое может обслужить один рабо-

чий при полном использовании его времени и при условии вы- полнения на каждом из станков одинаковых операции определя- ется по формуле:

где tшт. - штучное время обработки на одном станке, tp - время

работы рабочего на одном станке; tx - время перехода рабочего от одного станка к другому, отнесенное к каждому из станков.

111

Например, при tшт. =10 мин, tp =3 мин, tx =1,0 мин

Из этого примера видно, что при обслуживании одним рабо- чим 3-х станков его время будет использовано полностью, в то

время как станки частично будут простаивать, что хорошо вид- но из циклограммы (рис.7.9).

Рис. 7.9 Циклограмма многостаночного обслуживания

При обслуживании рабочим 2-х станков при полном исполь- зовании станков во времени, появляются довольно значитель- ные простои рабочего, в результате которых снижается произ- водительность его труда, поэтому необходимо стремиться к полному использованию во времени труда рабочего и работы оборудования. Это возможно, когда tшт. кратно сумме tр + tx , то есть tшт. = 10 , а tр + tx = 5 мин.

112

8. КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ

8.1. Понятие о качестве промышленной продукции

Качество продукции - совокупность свойств продукции, обу-

славливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

Качество продукции объединяет такие группы, как техниче- ские характеристики и параметры, технологичность и долговеч- ность изделий.

Уровень качества продукции - относительная характеристика качества продукции, основанная на сравнении показателей ее качества с соответствующей совокупностью базовых показате- лей.

По техническим свойствам продукция должна отвечать пере- довым достижениям науки и техники по производительности, точности, надежности, материало- и энергоемкости, эксплуата- ционным свойствам - удобству использования и ремонтопри- годности.

Надежность - основной показатель качества - время наработ- ки изделия до возникновения отказа; количество отказавших однотипных изделий; заданный промежуток времени, за кото- рый произошли отказы изделия; среднее количество изделий, отказавших за это время; количество исправных изделий в нача- ле заданного промежутка времени; количество исправных изде- лий в конце заданного промежутка времени; суммарное время работы изделия к рассматриваемому моменту; суммарное время простоев, обусловленных ремонтами; ресурс изделия.

Качество изделий машиностроения прямо связано с экономи- кой их производства и эксплуатации.

Определяющие факторы в этом направлении:

-конструкция изделия;

-технический уровень производственной базы;

114

-организация подготовки производства новых изделий;

-механизация и автоматизация производства;

-технология и технические средства объективного контроля;

-технический уровень базы эксплуатации.

Основные показатели качества изделия машиностроения - стабильность выполнения им служебного назначения, произво- дительность, безопасность работы, удобство и простота экс- плуатации, уровень шума, кпд.

Требования качества, надежности и долговечности изделий закладываются на стадии конструкторской разработки. Совер- шенно очевидно, что эти требования, учтенные видом и формой отдельных деталей и узлов, могут быть соблюдены, если техно- логически эти детали и узлы могут быть изготовлены с макси- мальным соответствием чертежу. Для этого необходимо соблю- дать конструкторам следующие требования общего характера:

-конфигурация детали должна представлять собой сочетание простых геометрических форм, обуславливающих возможность применения высокопроизводительных методов производства, предусматривать высокую и надежную базу для установки заго- товки в процессе ее обработки (если такая база не обеспечена, предусмотреть специальные элементы - приливы, бобышки, от- верстия - для базирования и закрепления заготовки);

-заданные точность и качество поверхностей должны быть строго обоснованы служебным ее назначением;

-шире использовать стандартизированные и унифицирован- ные детали;

-предусматривать возможность механизации и автоматиза- ции механических и контрольных операций.

На стадиях проектирования и производства должны быть обеспечены высокие показатели качества: производственно- технологические, эксплуатационные и экономические. С этой

целью стандартом ЕСТПП предусмотрена отработка изделий на технологичность, в результате которой изыскиваются возмож-

115

ности доведения количественных значений названных показате- лей, по крайней мере, до среднеотраслевого уровня. Не послед- нюю роль в этом процессе играет качество технологического оборудования и степень оснащенности (приспособлениями, ре- жущими и мерительными инструментами).

Качество и уровень разработки технологического процесса изготовления изделия прямо коррелирует с его качеством.

8.2. Качество поверхностей деталей машин и заготовок

8.2.1. Понятие о качестве поверхностей деталей машин, шероховатость и волнистость поверхностей, физико- механические свойства поверхностного слоя

Качество поверхностей деталей машин и заготовок характе- ризуется шероховатостью и волнистостью поверхности, а также физико-механическими свойствами поверхностного слоя.

Шероховатость поверхности - совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности детали и рассматриваемых на определенной (базовой) длине.

Волнистость поверхности - совокупность периодически чере- дующихся возвышенностей и впадин, образующих неровности поверхности, у которых расстояние между смежными возвы- шенностями или впадинами превышает принимаемую при изме- рении шероховатости базовую длину.

Шероховатость и волнистость являются микроотклонениями обрабатываемой поверхности. Волнистость занимает промежу- точное положение между отклонениями геометрической формы и шероховатостью поверхности («съедает» 30-50% допуска).

Для количественной оценки шероховатости на базовой длине по ГОСТу 2789-80 предусмотрено два критерия:

- среднее арифметическое отклонение Ra профиля - среднее

арифметическое абсолютных значений отклонения профиля в пределах базовой длины;

116

-высота неровностей профиля по десяти точкам Rz пред-

ставляет собой сумму средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впа- дин профиля в пределах базовой длины.

Физико-механические свойства поверхности изменяются под

влиянием комплексного воздействия силовых и температурных факторов в процессе обработки. При обработке лезвийными ин-

струментами превалирующее воздействие оказывают силовые факторы, в результате чего разрушается структура металла и по- является наклеп поверхностного слоя (повышение микротвердо- сти и снижение вязкости).

Сцелью предотвращения изменений свойств поверхностного слоя рекомендуется:

-при обработке металла лезвийным инструментом - малые сечения стружки и большие скорости резания;

. при обработке абразивным инструментом - малые сечения стружки и большие скорости резания;

-при обработке следует применять охлаждающие и смазы- вающие жидкости (при этом облегчается пластическое течение

металла без разрыва, понижается величина коэффициента тре- ния).

8.2.2. Обеспечение требуемых параметров качества поверхности. Выбор методов и условий обработки для получения заданной шероховатости

Для успешного решения поставленной задачи следует руко- водствоваться следующими рекомендациями:

-обеспечить кондиционность и требуемую точность станка;

-обеспечить соблюдение режимных (по расчету) условий об- работки;

-не допускать штрихов и царапин на задней грани инстру- мента, нароста на режущем лезвии инструмента обрабатываемо- го металла;

117

-не допускать пластических явлений захвата и отрыва слоев металла, находящегося под режущей кромкой инструмента. С

этой целью при обработке вязких материалов следует проводить термообработку их - закалку;

-исключить возникновение вибраций в системе СПИД, кото- рые периодически могут изменять положение режущего инст- румента относительно обрабатываемой поверхности, создавая на ней впадины и выступы;

-контролировать периодически величины зазоров в звеньях системы СПИД (не допуская превышения допустимых величин);

-исключить дефекты приводов и неуравновешенность вра- щающихся элементов оборудования.

8.2.3. Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства деталей машин

Качество поверхности деталей машин оказывает превали- рующее влияние на:

-износоустойчивость;

-усталостную прочность;

-качество подвижных и неподвижных соединений;

-коррозию и теплопередачу.

Практика показывает, что при оптимальной высоте неровно- стей начальный износ металла является наименьшим. Увеличе- ние высоты неровностей по сравнению с оптимальным значени- ем (более низкое качество поверхностей деталей) повышает из- нос за счет возрастания механического зацепления, скалывания и среза неровностей поверхностей. Задача конструктора - назна- чить шероховатость трущихся поверхностей, соответствующей ее оптимальному значению, при котором износ и коэффициент трения при данных условиях изнашивания являются наимень- шими.

Впадины микропрофиля являются, по существу, надрезами на поверхности и в значительной степени влияют на концентрацию

118

8.3. Анализ параметров качества изделий методами матема- тической статистики

8.3.1. Случайные, систематические закономерно изменяющиеся и постоянные производственные погрешности

Погрешности, возникающие при механической обработке, можно разбить на три вида:

-систематические постоянные;

-систематические закономерно изменяющиеся;

-случайные.

Первые возникают под влиянием постоянно действующих факторов. Например, неперпендикулярность оси просверленно- го отверстия к базовой плоскости заготовки из-за неперпенди- кулярности оси шпинделя к плоскости стола вертикально- сверлильного станка; ошибки межосевого расстояния растачи- ваемых отверстий из-за неправильно выдержанного расстояния между осями направляющих втулок расточного кондуктора. Эти погрешности могут быть выявлены пробными измерениями не- скольких обработанных деталей и сводятся к желаемому мини- муму соответствующими технологическими мероприятиями (устранением геометрической погрешности станка, приспособ- ления и инструмента, условиями выполнения данной операции).

Вторые могут влиять на точность обработки непрерывно или периодически. Например, погрешность, вызываемая размерным износом режущего инструмента. Знание закона изменения этих погрешностей позволяет принять меры для их устранения или компенсации при построении технологического процесса.

Третьи возникают в результате действия большого количест- ва не связанных между собой факторов. Определить заранее момент появления и точную величину этих погрешностей для каждой конкретной детали в партии не представляется возмож- ным.

120