- •Основы технологии машиностроения комплекс учебно-методических материалов
- •Часть 1
- •Содержание
- •1. Пояснительная записка
- •2. Рабочая учебная программа дисциплины «основы технологии машиностроения» Тематический план дисциплины
- •2.1. Теоретические основы технологии машиностроения
- •2.2 Основные методы обработки типовых поверхностей деталей машин
- •3. Опорный конспект лекций
- •3.1. Технологический процесс и его характеристики
- •3.1.1. Структура технологического процесса
- •3.1.2. Структура технологической операции
- •3.1.3. Этапность обработки деталей
- •Названия методов обработки при выполнении их по этапам
- •Основные этапы обработки
- •Характеристики обрабатываемой поверхности
- •Характеристики для различных видов основных поверхностей деталей
- •Характеристики поверхностей, формируемые отделочными методами
- •3.1.4. Основные понятия, используемые при механической обработке
- •Разновидности методов обработки
- •3.1.5. Типы производства и характеристики их технологических процессов
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Схемы обработки на типовых металлорежущих станках
- •3.2.1. Схемы токарной обработки
- •3.2.2. Схемы обработки при шлифовании
- •3.2.3. Схемы обработки при фрезеровании
- •3.2.4. Схемы обработки на сверлильных станках
- •3.2.5. Схемы обработки на расточных станках
- •3.2.6. Схемы обработки на станках типа «обрабатывающий центр»
- •3.2.7. Схемы обработки на строгальных, долбежных и протяжных станках
- •3.2.8. Схемы обработки при хонинговании и суперфинишировании
- •Контрольные вопросы
- •3.3. Показатели качества машиностроительной продукции
- •Контрольные вопросы
- •3.4. Базирование и базы
- •3.4.1. Виды баз
- •3.4.2. Схемы установки и схемы базирования
- •3.4.3. Погрешность базирования
- •Контрольные вопросы
- •3.5. Точность механической обработки
- •3.5.1. Метод пробных рабочих ходов и замеров
- •3.5.2. Автоматический метод достижения точности размеров
- •3.5.3. Погрешности, возникающие при механической обработке и их определение
- •3.5.4. Статистические методы исследования и определения точности
- •Исследование точности обработки методом анализа кривых рассеивания
- •Результаты измерений партии деталей
- •Свойства нормального распределения
- •Использование свойств нормального распределения для анализа точности при механической обработке
- •Метод точечных диаграмм
- •Контрольные вопросы
- •3.6. Причины возникновения погрешностей при механической обработке
- •3.6.1. Погрешность установки деталей
- •3.6.2. Погрешности станков
- •3.6.3. Неточность изготовления режущего инструмента и его износ
- •3.6.4. Ошибки измерений
- •3.6.5. Температурные деформации деталей станка, инструмента и детали
- •3.6.6. Деформации, возникающие от действия остаточных напряжений
- •3.6.7. Деформация за счет недостаточной жесткости технологической системы
- •Определение жесткости системы
- •Методы экспериментального определения жесткости станков
- •Пути повышения жесткости технологической системы
- •3.6.8. Неточность настройки станка на размер
- •3.6.9. Определение суммарной погрешности при механической обработке
- •3.6.10. Пути повышения точности обработки
- •Средние статистические значения квалитетности технологического перехода по этапам обработки
- •3.6.11. Экономическая точность обработки
- •Среднестатистическая характеристика некоторых основных экономических методов и видов обработки
- •Контрольные вопросы
- •3.7. Качество поверхностей деталей машин
- •3.7.1. Основные понятия и определения
- •Предпочтительный и не предпочтительные ряды величин шероховатостей
- •3.7.2. Причины образования шероховатости на обрабатываемой поверхности
- •3.7.3. Физико-механические свойства поверхностного слоя Упрочнение (наклёп)
- •Возникновение остаточных напряжений при резании
- •3.8. Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства детали
- •3.8.1. Влияние шероховатости на эксплуатационные свойства детали
- •3.8.2. Влияние физико- механических свойств на эксплуатационные свойства детали
- •Контрольные вопросы
- •3.9. Технологичность конструкций машин
- •3.9.1. Общие и производственные показатели
- •3.9.2. Технологичность конструкции деталей
- •3.9.3. Технологичность формы детали
- •Контрольные вопросы
- •Глоссарий
- •Библиографический список
Результаты измерений партии деталей
Интервалы размеров, мм |
Частота (m) |
Частость (m/n) |
20,00 – 20,05 |
2 |
0,02 |
20,05 – 20,10 |
11 |
0,11 |
20,10 – 20,15 |
19 |
0,19 |
20,15 – 20,20 |
28 |
0,28 |
20,20 – 20,25 |
22 |
0,22 |
20,25 – 20,30 |
15 |
0,15 |
20,30 – 20,35 |
3 |
0,03 |
Итого: |
100 |
1 |
На основании данных измерений строим статистические оценки распределения размеров: гистограмму и полигон распределения (рис. 74).
Ступенчатая линия характеризует гистограмму распределения; ломаная линия, соединяющая точки, соответствующие середине каждого интервала, характеризует полигон распределения размеров. При большом числе замеряемых деталей и большом количестве интервалов размеров ломаная линия приближается к плавной кривой – кривой распределения размеров.
Рис. 74. Гистограмма и полигон распределения размеров
Для построения гистограммы рекомендуется измеренные размеры разбивать не менее чем на шесть интервалов, при этом общее число замеряемых деталей должно быть не менее 100. Чем больше число замеряемых деталей, тем точнее получаем полное распределение размеров.
Как показывает практика, в технологии машиностроения в зависимости от условий обработки рассеивание величин погрешностей подчиняется различным распределениям, известным из математической статистики. Наибольшее практическое применение получили закон нормального распределения – закон Гаусса, закон Максвелла, закон модуля разности, закон равной вероятности.
Многочисленными исследованиями установлено, что распределение размеров деталей, обработанных на настроенном станке, подчиняется нормальному распределению
, (4)
где у – функция нормального распределения;
σ – среднее квадратичное отклонение;
хi – конкретный размер детали;
хср – среднее арифметическое размеров деталей данной партии,
, (5)
где n – количество деталей в партии.
Кривая нормального распределения изменяется от - ∞ до + ∞. Распределение размеров имеет реальные границы, которые определяются полем рассеивания W = 6σ (рис. 75). Вероятность попадания размеров детали в заштрихованные области – 0,27%.
Рис. 75. Характеристики кривой нормального распределения размеров
Мерой рассеивания является величина σ, показывающая, насколько тесно сгруппированы размеры деталей около центра группирования. Мерой центра группирования является хср.
Свойства нормального распределения
1. Теоретическая кривая нормального распределения симметрична относительно центра группирования (рис. 75).
2. Чем больше рассеивание, тем шире поле рассеивания, меньше ордината у,
σ3>σ2>σ1 (рис. 76, а).
3. При неизменном рассеивании, но различной величине центра группирования, кривая смещается, не изменяя своей формы, σ1 = σ2 , хср2 >хср1 (рис. 76, б).
|
а) б)
Рис. 76. Кривые распределения: а – при различных σ и постоянном значении xср; б – при различных xсрi и постоянном значении σ
Второе свойство характерно при изменении действия случайных причин. Это свойство используется для оценки случайных погрешностей при условии ∆сис = const.
Третье свойство характерно при изменении действия систематических причин. Используется для оценки систематических погрешностей при условии ∆сл = const.
На практике кривая распределения часто отклоняется от теоретического распределения, что учитывается соответствующими коэффициентами: коэффициентом относительной ассиметрии α (рис. 77, а), коэффициентом относительного рассеивания k (рис. 77, б).
|
а) б)
Рис. 77. Кривые распределения при различных коэффициентах: а – относительной ассиметрии α; б – относительного рассеивания k
Коэффициент относительной ассиметрии можно определить по формуле
, (6)
где – координата центра рассеивания кривой,
- координата середины поля допуска размера.
Рис. 78. Параметры кривой рассеивания, отличающейся от теоретического распределения
Коэффициент относительного рассеивания можно определить по формуле
. (7)