Технология машиностроения Александр Анатольевич

Литература:

1. Колесов И. М. – «основы технологии машиностроения»

2. Мурашкин С. Л. – в 2хкнигах «основы технологии машиностроения» «производство деталей машин»

3. Базров Б. М. – «основы технологии машиностроения» 2005г.

Основные понятия и определения производственного и технологического процесса.

Гост 3.1109 – 83.

Производственный процесс – совокупность всех действий людей и орудий производства необходимых для изготовления и ремонта выпускаемых изделий.

Технологический процесс – часть производственного процесса содержащее действие по изменению и определению состояния предмета производства.

Технология машиностроения изучает процессы обработки деталей резанием. Поэтому данные процессы называют процессами механической обработки которая сопровождается изменением формы размеров и шероховатости поверхности заготовки. (рис 1 в тетради) (рис 2 в тетради) (рис 3 в тетради)

Основными предметами производства являются изделия полуфабрикат и заготовка

Изделия – объект производства который является результатом деятельности некоторого производственного участка. Его количество может измеряется в штуках или экземплярах

Полуфабрикат – изделие предприятия поставщика которое подлежит дополнительной обработке или сборки.

Заготовка – предмет производства из которого изменением формы и размеров получают готовую деталь

Если заготовка рассматривается перед первой операцией механической обработки, то она называется основной заготовкой или исходной. При изготовлении детали кроме основных также используются и вспомогательные материалы.

Обработка резанием – процесс пластической деформации поверхностных слоев металла с последующим их отделением в виде стружки которые сопровождаются образованием новых поверхностей

(рис 4 тетрадь)

Обработка давлением – процесс пластической деформации заготовки который сопровождается перераспределением объемов металлов с целью создания заготовки новой формы (отделения стружки не происходит) обработка давлением может осуществляется путем ковки (большие скорости перемещения рабочих органов) либо путем штамповки (малые скорости перемещения рабочих органов)

Термическая обработка – обработка которая заключается в изменение структуры и свойства материала путем тепловых воздействий.

Закалка – имеет своей целью предание дополнительной твердости заготовки или обрабатываемой детали.

Отпуск - процесс термической обработки предназначенный для снятия внутренних напряжений

Отжиг – процесс термической обработки который осуществляется для повышения пластичности материала заготовки.

Твердость (HB HRC HRA)

Пластичность

Хрупкость

ЭФХО Электрофизические и электрохимические методы обработки

Ультразвуковая обработка, обработка лазером, процессы связанные с каталитическим синтезом либо процессы связанные с образованием катода или анода.

Технология машиностроения изучает теорию и практику управления качеством производительностью механической обработки либо сборки машин или механизмов при этом преследуется цель обеспечения требуемого качества с минимальными затратами. Основную цель которую преследует технолог является обеспечение детали требуемой точности на основе чертежа на данную деталь.

Соколовский А П Балакшин Б С Кован В Н

Технологические операции и ее элементы

Технологическая операция – это законченная часть технологического процесса, выполняемая на 1 рабочем месте. Характерным для технологических операций является то что они характеризуются следующими признаками

1. Технологическая операция выполняется над одной или группой обрабатываемой детали

2. Операция выполняется 1 или группой рабочих

3. Технологическая операция выполняется непрерывно (непрерывность означает что только лишь после окончания выполнения данной обработки деталь может передана на другое рабочее место

Изменение хотя бы 1 из этих признаков обозначает новую технологическую операцию

(Рис в тетр) Технологическую операцию обычно делят на более мелкие и элементарные структуры => Установ – часть технологической операции которая выполняется при неизменном закреплении заготовки или собираемые сборочные единицы. Например на токарном станке необходимо обработать ступенчатый вал в случае если обработка каждой из ступеней вала будет осуществляется на разных станках считается что обработка осуществляется за 2 технологические операции на каждой из которых было по 1 установу. => Позиция – фиксированное положение, которое занимает неизменно закрепленная заготовка совместно с приспособлением относительно инструмента. Современное технологическое оборудование по своим возможностям позволяет концентрировать на одном станке за множество установов и позиций например таким оборудование является револьверные станки полу автоматы и автоматы агрегатные и многоцелевые станки. => Технологический переход – законченная часть технологической операции которая выполняется одними и теме же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установки. При механической обработке технологический переход характеризуется постоянством следующих элементов:

1. Применяемого инструмента

2. Обрабатываемых поверхностей

3. Режимов резания

Изменение хотя бы 1 из этих элементов означает новый технологический переход. Предположим на какой то детали необходимо обработать несколько отверстий. Если они сверлятся последовательно считается что обработка осуществляется за то число переходов которое равно числу отверстий.  рабочий ход – это законченная часть технологического перехода состоящая из многократного перемещения инструмента относительно заготовки которая сопровождается изменением формы размеров и шероховатости поверхности  рабочий ход (проход) – понятие проход в ГОСТах отсутствует по этому его нельзя использовать при оформлении технологической документации.

Вспомогательный переход – часть технологической операции состоящая из действий человека и оборудования которая не сопровождается изменением формы размером и шероховатости но необходима для выполнения технологического процесса. Основными вспомогательными технологическими переходами является

1. Установить деталь

2. Контроль размеров деталей (100% или 65% и т.д.)

3. Для определения норм времени на вспомогательный переход необходимо либо руководствоваться нормотивами (общемашиностроительные нормы вспомогательного времени для нормирования работ на металлорежущих станках)

4. Хронометража действия рабочего

Вспомогательный рабочий ход – это законченная часть технологического перехода состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки которая не сопровождается изменением формы размера и шероховатости например подвести инструмент к детали отвести его в исходное положение настроить резец на заданный диаметр.

Очень часть для обеспечения обработки рабочий пользуется технологическими приемами которые используются при выполнении перехода по этому время на их выполнение должно учитываться при нормировании технологической операции

СРЕДСВА ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Средства технологического оснащения – это совокупность орудий производства необходимых для осуществления технологического процесса

Технологическое оборудование – средства технологического оснащения в которых размещаются детали и заготовки а так же средства воздействия на них например к технологическому оборудованию относят метало режущие станки штамповочные и ковочные прессы литейные машины испытательные стенды и т. д.

Технологическая оснастка – средства технологического оснащения которое дополняют технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса например штампы пресс-формы литейные формы установочные приспособления метало режущих станков

Приспособление – технологическая оснастка предназначенная для установки и направления предмета труда а так же средств воздействия на него.

Инструмент – подразумевает технологическую оснастку которая непосредственно воздействует на предмет труда с целью изменения его состояния. Инструмент подразделяется на режущий и вспомогательный.

Режущий инструмент:

1. Резцы

2. Сверла

3. Фрезы

4. Метчики

5. Шлифовальные круги

Вспомогательный интрумент:

1. Оправки

2. Переходные втулки

3. Специальные резцедержатели

4. Все что добавляется к резцу и станку чтоб соединить

Наладка станка

Пропускккк

Базирование (начато) 19.09.11

Технологические базы бывают следующих видов

1. Установочная база – лишает тела 3х степеней свободы, возможности перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг 2х других осей.

2. Направляющая база лишает тела 2х степеней свободы возможности перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси

3. Опорная база лишает тела одной степени свободы либо возможности перемещения, либо возможности поворота вокруг одной из координатной осей

Для рассмотрения примера данных технологических баз рассмотрим установку некоторого тела по плоскости основания и 2м основным сторонам (рис 1) Нижняя опорная поверхность является установочной базой, которая отнимает 3 степени свободы. Соответственно 2я по протяженность боковая поверхность является направляющей базой, которая отнимает 2 степени свободы. Оставшаяся боковая поверхность является опорной базой

4. Двойная направляющая база – лишает тела 4 степеней свободы возможности перемещения и возможности поворота вокруг 2х координатных осей, например двойной направляющей базой является наружная цилиндрическая поверхность вала по которой он устанавливается либо в приспособление либо в узел какого либо механизма (рис 2)

5. Двойная опорная база лишает тело в 2х степенях свободы – проявляется в тех случаях, когда базирование осуществляется по наружной цилиндрической поверхности длин которой значительно меньше ее диаметра.

По характеру проявления технологические базы являются явные и скрытые. Явные базы это реальные поверхности детали или разметочные риски, нанесенные на деталь.

6. Скрытые базы - воображаемые плоскости линии или оси симметрии. Как правило, они проявляются у деталей имеющих оси вращения или симметрию

7. Измерительные базы – поверхности, которые используются для определения взаимного расположения поверхностей деталей и средств измерения. Измерительной базой может считаться любая из поверхностей деталей если относительно нее осуществляется отсчет размеров. очень часто измерительные базы совпадают с конструкторскими базами поэтому контроль годности получаемых размеров становиться значительно проще.

Определенность и не определенность базирования необходимость силового замыкания

Определенность базирования – это неизменность положения детали в процессе обработки относительно опорных поверхностей приспособления. Определенность базирования характеризуется

1. Непрерывным сохранением контакта между деталью и приспособлением при обработке

2. При обработке партии детали имеющих одинаковую форму и размеры их положение будет одним и тем же при обработке всей партии

3. Необходимым и достаточным условием определенности базирования является наложение на деталь шести связей которые обеспечат однозначность положения детали

Для сохранения определенности базирования к детали прикладывается силовое замыкание (силы закрепления) к которым предъявляется следующее требование

1. Силы создающее силовое замыкание должны быть больше тех сил и моментов которые стремятся нарушить контакт между деталью и приспособление в процессе обработке – такими силами является: силы резания силы упругих деформаций детали, как правило решается задача статики на равновесное расположение тела в процессе обработки должны выполняться условия что силы закрепления должны быть больше чем силы резания

2. Силы закрепления должны прикладываться раньше силы резания. Для создания силового замыкания могут использоваться силы трения, силы собственного веса детали, электромагнитные силы, силы сжатого воздуха, силы сжатия жидкости или гидропласта. В условиях массового и крупносерийного производства как привило используется специальные приспособления которые имеют механизированные устройства закрепления заготовок которые имеют пневматический или гидравлический привод. Когда проектируется подобное приспособление его необходимо рассчитать на контактные упругопластические деформации с тем чтобы не допустить искажения формы детали.

Примеры установки и базирования детали на станках

(Рис 3) установка детали вал в самоцентрирующемся патроне

Базирование вала осуществляется вдоль его оси вращение поэтому в качестве базы используется двойная направляющая база отнимающая 4 степени свободы по одному из торцов ограничивается перемещение вала вдоль оси соответственно имеет место опорная база. в направлении оси вращения вала его положение не определено по этому в целом положение детали является статически неопределенным. Аналогичные базы имеют место когда вал устанавливается в центрах.

Установка детали корпус по плоскости основания и 2м отверстиям (рис 4)

Нижняя опорная поверхность корпуса является установочной базой отнимающей 3 степени свободы. Круглый палец является двойной направляющей базы (отнимает 2 степени свободы и срезанный палец отнимает 1 степень свободы (опорная база)

23.09.11 Схема установки детали типа диск в 3х кулачковый патрон (рис1) базирование диска определяет у него следующие виды технологических баз

1. боковая торцовая поверхность являктся установочной базой которая лишает тола 3х степеней свободы

2. наружная цилиндрическая поверхность имее малую протяженность по этому лишает тело 2х степеней свободы соостветственно является двойной опорной базой

Установка втулки на цилиндрическую оправку с зазором

(рис 2) установка фтулки на оправку с зазором обеспечивает базирование по 2м боковым сторонам цилиндрического отверстия. Сама наружная цилиндрическая поверхность является двойной направляющей базой которая отнимает 4 степени свободы. Боковой торец втулки является опорной базой в направлении вращения положение детали не определено.

Установка вала в центрах (рис 3) при установки валов в центрах базироваиен осуществояется по технологическим центровым отверстиям. Которые являются искуствеными технологическими базами по этому в дальнейшем не используются при эксплуатации деталей. Условное обозначение накладываемых связей показывается на оси вращеиния вала ББББРРРРРР ХОДОДННО при этом имеет место БЛЯ ККАК ХОЛОДНО двойцная направляющая база отнимающая 4 степени свободы. Базироваине по конусному отверстию определяет опорную базу в линейном направлении (вдель оси вала)при этом необходимо отметить что точность в напралении оси вала не является высокой по этому при обработке и выполнении линейных размеров возможная точность не привышает 13х 14х квалитетов следовательно если к данным размерам предъявляютя жесткие технические требования необходимо использовать иные схемы базирования которые позволят обеспечить выполнение заданных размеров наример можно использовать подпружиненные центры которые позволяют осуществить базирование вала по его торцу

Погрешность базирования и закрепления – погрешность базирования это отклонение фактически достигнутого размера от требуемогою основной причиной возникновения данной погрешности является не совподение при установки детали конструкторских и технологических баз иногда при этом отсчет осуществляется от системы координат станка относительно которой определяются все погрешности. Простейшим прмером погрешности базироваиния являтеся определение зазора между установочным пальцем и фтулкой БЛЯЯЯЯ ГДЕ ЗВАНОККК ХОЛОДДДНОО при котором учитываются максимально возможные размеры (рис 5)

Материал для лабораторной работы рис 4

На целиндрическом валу необходимо обработать лыску осуществляется это на вертикльном Фрезерном станке концевой или торыевой фрезой. Деталь при этом может устанавливаться в цилиндрическую призму но схемы установки могут быть различными. Например сама призма может распологатьсяя снизу сверху и сбоку.

Для каждой из схем установки необходимо определить погрешность базирования которая будет зависеть от места расположения технологических баз и от поверхностей относительно которых отсчитываются размеры например для первой схемы базирования погрешность определится по следющей формуле.

II. Выполняемый размер отсчитыватся от точки к находящийся на нижней образующей вала (конструктораская база ) установка деталей также осуществляется от тойже самой поверхности (тохнологическая база ) следавательно при совпадении конструкторско технологической базы погрешность равнра 0

Технологические принципы совмещения и единства баз

Принцип совмещения баз состоит в том что в качестве конструкторской технологической и измерительной баз должны использоваться одни и теже поверхности детали при проектировании изготовлении и измерении. Рассмотрим данный принцип на конкретном примере (рис 6) предположим конструктором разработан чертеж вала на котором он указал следующие линейные размеры

При изготовлении данного вала технолог учитавает то что деталь будет обрабатываться на настроенном станке вероятнее всего проставит размеры от одной технологической базы в линейном направлении. После изготовления детали возникает вероятность появления брака по размеру Б который равен 10 и отклонение 0,1 связано это с тем что при изготовлении данный размер непосредственно не выполняется его можно определить как разница размеров В и А но возможное колебание ( допуск) будет зависить от допусков размеров В и А.ТБ=ТВ+ТА

Для того чтобы не допустить данного явления наиболее простым вариантом является увеличение тончость выполнениея размеров В и А. но при этом возрастает трудоемкость выполнениея операции и следовательно технологическая себестоимость ее выполнение что является не разумным. По этому необходимо попытаться договориться с конструктором о более технологичной схеме простановки размеров на чертеже

Принцип единства баз – сущьность пниципа единства баз состоит в том что деталь на всех операциях технологического процесса обрабатыватся от единого комплекта технологических баз причем данные технологически базы далжны быть связанны с конструкторскими базами наиболее точными размерами используется данный принцип в том случае если невозможно выполнеине принципа совмещения баз. Таким образом принципы совмещения единства баз позволяет обеспечивать наболее производительный и менее трудозатратный технологический процесс изготовления детали обобенно в условиях крупносерийного и массового производсват

30,09,2011

Общая рекомендация по выбору баз

При проектировании технологического процесса когда устанавливается технологическая схема базирования необходимо руководствоваться следующими правилами:

1. Установочная база на любой операции технологического процесса должна иметь наибольшие размеры а также быть наиболее жесткой и стабильной

2. Выбранный комплект баз должен быть удобен для установки обработки и измерения

3. Поверхности которые используются на последующих операциях в качестве технологических баз должны на первых операциях разрабатываться бла бла

4. Рекомендуется в качестве технологической базы использовать такую поверхность положения, которые точнее выполняемых размеров

5. На первой операции механической обработки в качестве технологической базы рекомендуется использовать наиболее точнее поверхности заготовки

Порядок простановки размеров на чертеже детали имеющий черные и чистые поверхности

Детали подвергаются механической обработки поверхности 1 и 5 (рис1) поверхности 2 3 и 4 изготавливаются методом литься с технологической точки зрения для наиболее правильного порядка расстановки размеров необходимо соединять размерами с необработанными поверхностями а обработанные поверхности с обработанными. При этом допускается только лишь одним размером соединять обработанную и не обработанную поверхности. Размер соединяющий черную и чистую поверхности рекомендуется выполнять на одной из первых операций технологического процесса. При этом поверхность 2 имеет достаточно большую протяженность для того что бы использовать в качестве технологической базы.

Условные обозначения схем базирования используемые при установки детали на станке

Смотри тетрадь

В реальных технологических документах требуется обозначение основных элементов схемы базирования согластно которым можно было бы предствавить как деталь закрепляется и от каких поверхностей выдерживаются размеры