- •Раздел 1. Основы взаимозаменяемости в машиностроении
- •1. Взаимозаменяемость в машиностроении
- •1.1. Понятие о взаимозаменяемости и ее виды
- •2.1. Понятия о размерах, отклонениях, допусках и посадках
- •2.2. Обозначение посадок и предельных отклонений
- •3. Единая система допусков и посадок
- •3.1. Принципы построения Единой Системы Допусков
- •3.2. Система допусков и посадок гладких цилиндрических сопряжений
- •4. Система нормирования и обозначения шероховатости поверхности
- •4.1. Параметры шероховатости
- •4.2. Обозначение шероховатости поверхности на чертежах
- •4.3. Контроль гладких цилиндрических деталей калибрами
- •4.3.1. Назначение и классификация калибров
- •4.3.2. Допуски калибров
- •4.3.3. Расчет исполнительных размеров калибров
- •4.3.4. Маркировка калибров
- •5. Допуски и посадки типовых сопряжений
- •5.1 Система допусков и посадок подшипников
- •5.1.1. Назначение и классы точности подшипников качения
- •5.1.2. Допуски и посадки подшипников качения
- •5.1.3. Выбор посадок подшипников качения
- •5.2 Взаимозаменяемость, методы и средства
- •5.2.1. Назначение и виды резьб
- •5.2.2. Основные параметры крепежных, цилиндрических резьб
- •5.2.3. Взаимозаменяемость цилиндрических резьб
- •5.2.4. Приведенный средний диаметр резьбы
- •5.2.5. Система допусков и посадок метрических резьб
- •5.2.5.1. Посадки с зазором
- •5.2.6. Степени точности резьбы
- •5.2.7. Длина свинчивания
- •5.2.8. Классы точности резьбы
- •5.2.9. Обозначение точности и посадок метрической резьбы
- •5.3. Взаимозаменяемость, методы и средства контроля шпоночных и
- •5.3.1. Допуски, посадки и контроль шпоночных соединений
- •5.3.2. Классификация шлицевых соединений
- •5.3.3. Допуски и посадки шлицевых соединений
- •5.3.4. Обозначение шлицевых соединений
- •5.3.5. Контроль точности деталей шлицевых соединений
- •Раздел II. Теоретические основы технологии
- •6. Понятия и определения в машиностроении
- •6. 1. Основные определения в машиностроении
- •6.2. Характеристика типов производств
- •7. Базирование в машиностроении
- •7.1 Основные понятия и определения
- •7.2 Классификация баз в машиностроении
- •7.3. Выбор баз и принципы базирования
- •7.4 Погрешность базирования
- •7.5. Перерасчет размеров и допусков при смене баз
- •8. Точность в машиностроении
- •8.1. Понятие точности в машиностроении
- •8.2 Погрешность от упругих деформаций технологической
- •8.2.1 Методы определения жесткости
- •8.3. Погрешность установки заготовки в приспособление
- •8.4. Погрешность настройки технологической системы
- •8.4.3. Автоматическое получение размеров на настроенных станках
- •8.5. Погрешности, возникающие от размерного износа
- •8.6 Погрешности от температурных деформаций
- •8.6.1 Тепловые деформации станка
- •8.6.2. Тепловые деформации обрабатываемых заготовок
- •8.6.3 Температурные деформации режущего инструмента
- •10. Статистические методы исследования
- •10.1 Виды погрешностей и их характеристика
- •10.2 Законы распределения погрешностей
- •10.3 Оценка точности обработки методом
- •11. Формирование качества деталей машин
- •11.1 Показатели качества поверхностей деталей машин
- •11.2 Влияние способов и условий обработки
- •11.3 Влияние шероховатости и состояния поверхности
- •11.3.1 Влияние шероховатости поверхности на
- •11.3.2 Влияние деформационного упрочнения на износостойкость
- •11.4. Технологическая наследственность
- •11.5 Технологические методы повышения качества
- •11.5.1 Дробеструйная обработка
- •11.5.2 Наклепывание бойками
- •11.5.3 Обкатывание поверхности детали шариками или роликами
- •11.5.4 Раскатывание отверстий
- •11.5.5 Обработка стальными щетками
- •11.5.6 Наклепывание поверхности ударами шариков
- •11.5.7 Алмазное выглаживание
- •Раздел III. Проектирование технологических
- •12. Классификация технологических процессов
- •12.1 Классификация технологических процессов
- •12.2 Технологическая документация
- •12.3 Концентрация и дифференциация операций
- •12.4 Структура технологических операций
- •12.5 Исходные данные для проектирования технологического
- •13.1 Технологичность конструкции детали и проработка
- •13.3. Установление маршрута механической обработки
- •13.4 Разделение технологического процесса на этапы
- •13.5 Формирование плана операций
- •13.6 Выбор технологических баз
- •13.7 Выбор оборудования, режущего и мерительного
- •14.1 Выбор метода изготовления заготовки
- •Расчет себестоимости изготовления детали по вариантам
- •14.2 Расчет припусков на механическую обработку
- •14.2.1. Методы определения припусков
- •14.2.2 Расчет максимального припуска
- •14.3 Расчет межоперационных размеров
- •15.1 Расчет режимов резания при обработке детали
- •15.2 Нормирование технологического процесса
- •15.2.1 Задачи и методы нормирования
- •15.2.2 Классификация затрат рабочего времени
- •15.2.3 Структура нормы времени
- •15.2.4 Особенности нормирования многоинструментальной
- •16 Документирование технологических
- •16.1. Общие указания по разработке технологических процессов
- •Виды и комплектность технологических документов при разработке техпроцесса сборки (гост 3. 111983 и гост 3. 112184)
- •Виды и комплектность технологических документов при разработке техпроцесса изготовления детали (гост 3. 111983 и гост3. 112184)
- •Содержание граф основной надписи карт технологического процесса
- •16.2. Оформление технологических карт
- •16.2.1. Оформление маршрутной карты
- •16.2.2. Оформление операционной карты
- •16.2.3. Оформление карты эскизов
- •16.2.4. Оформление карты технического контроля
- •16.2.5. Оформление технологического процесса
- •16.3. Унификация технологических процессов
- •16.4. Типизация технологических процессов
- •16.5 Проектирование групповых технологических процессов
- •16.5.1. Последовательность проектирования группового технологического процесса
- •16.6 Стандартизация технологических процессов
- •Раздел IV. Методы обработки типовых
- •Обработка цилиндрических поверхностей
- •17.1 Обработка наружных цилиндрических поверхностей
- •17.2 Обработка внутренних поверхностей
- •18 Обработка плоских поверхностей
- •18.1 Фрезерование плоских поверхностей
- •18.2 Фрезерование пазов, канавок и уступов
- •18.2.1 Обработка шпоночных канавок
- •18.2.2 Обработка шлицевых поверхностей
- •19.1 Обработка фасонных поверхностей
- •19.1.1 Обработка фасонных поверхностей точением, растачиванием
- •19.1.2 Растачивание и сверление фасонных поверхностей
- •19.1.3 Обработка фасонных поверхностей фрезерованием
- •19.1.4 Обработка фасонных поверхностей шлифованием
- •Отделочная обработка
- •Шлифование поверхностей
- •20.1.1. Шлифование деталей типа тел вращения
- •20.1.2 Шлифование плоских поверхностей
- •20.2 Хонингование отверстий
- •20.3 Притирка и суперфиниширование
- •20.4 Электроэрозионная обработка
- •20.5. Ультразвуковая обработка деталей
- •Раздел V. Технология производства типовых
- •21. Технология производства валов
- •21.1 Конструктивные разновидности валов
- •21.2 Технические требования и заготовки для валов
- •21.3 Технология обработки валов
- •21.2. Технология производства втулок и дисков
- •21.2.1 Конструктивные разновидности втулок и дисков
- •21.2.2 Технические условия и заготовки для втулок и дисков
- •21.2.3 Технология обработки втулок и дисков
- •22. Технология производства деталей
- •22.1 Конструктивные разновидности деталей
- •22.1.2 Технические условия и заготовки для изготовления
- •22.1.3 Технология обработки рычагов
- •22.2 Технология производства зубчатых колес
- •22.2.1 Конструктивные разновидности зубчатых колес
- •22.2.2 Требования к зубчатым колесам, материалы
- •22.2..3 Основные этапы обработки зубчатых колес
- •22.2.4 Методы нарезания зубьев
- •22.2.5 Отделка зубчатых колес
- •23. Технология производства корпусных
- •23.1 Виды корпусов и материалы для их изготовления
- •23.1.2 Технические требования и заготовки для
- •23.1.3 Технология обработки корпусных деталей
- •23.1.3.1 Базирование корпусных деталей
- •23.1.3.2 Технология обработки корпусных деталей
- •24. Технология обработки заготовок
- •24.1 Основные сведения о станках с программным
- •24.2 Классификация станков с программным управлением
- •24.3 Классификация и виды промышленных роботов
- •24.4 Технологические возможности станков с чпу
- •24.5 Особенности достижения точности и выбор баз
- •24.6 Выбор режущего, вспомогательного инструментов
- •Раздел VI. Технологические процессы
- •25. Структурные компоненты сборки машин
- •25.1. Классификация сборочных работ
- •25 .2. Организационные формы сборки
- •25.3 Расчеты сборочных размерных цепей
- •25.3.1 Метод групповой взаимозаменяемости
- •Где ∆max и ∆min — наибольший и наименьший зазоры соединения.
- •25.3.2 Методы пригонки и регулирования
- •26. Проектирование технологических
- •26.1. Структура и содержание технологического процесса
- •26.2. Установление последовательности сборочных
- •26.3. Сборочные работы в крупном машиностроении
- •26.4. Нормирование сборочных работ
- •26.4.1 Основные показатели процесса сборки изделий
- •26.4.2 Испытания машин
20.1.2 Шлифование плоских поверхностей
Шлифование плоских поверхностей осуществляют на плоскошлифовальных станках с крестовым или круглым столом, как обычного исполнения, так и с ЧПУ. Плоское шлифование является одним из основных методов обработки плоскостей деталей машин (особенно закаленных) для достижения требуемого качества. В ряде случаев плоское шлифование может с успехом заменить фрезерование. Шлифование плоских поверхностей может быть осуществлено двумя способами: периферией круга и торцом круга (рис. 20.3).
б
а
Рис. 20.3. Схемы плоского шлифования периферией (а) и торцом(б) круга
Шлифование периферией круга может осуществляться тремя способами:
многократными рабочими ходами, установленным на размер кругом, ступенчатым кругом.
При первом способе поперечное движение подачи круга производится после каждого продольного хода стола, а вертикальное - после рабочего хода по всей поверхности длины деталей.
При втором способе шлифующий круг устанавливается на глубину, равную припуску, и при малой скорости перемещения стола обрабатывают заготовку по всей длине. После каждого рабочего хода шлифовальный круг перемещается в поперечном направлении от 0,7...0,8 высоты круга. Для чистового рабочего хода оставляют припуск 0,01...0,02 мм и снимают его первым способом. Этот способ применяют при обработке на мощных шлифовальных станках.
При шлифовании третьим способом круг профилируют ступеньками. Припуск (Zi), распределенный между отдельными ступеньками, снимается за один рабочий ход.
Широко применяется схема шлифования с установленным на размер кругом на станке с вращающимся столом.
Плоским шлифованием обеспечиваются следующие точность размеров и шероховатость поверхности: 8...9 квалитет, Ra = 1,6 мкм - черновое (предварительное) шлифование; 7.. 8 квалитет, Ra = 0,4...1,6 мкм - чистовое шлифование; 6... 7 квалитет, Ra = 0,4... 1,6 мкм - тонкое шлифование.
20.2 Хонингование отверстий
Хонингование — процесс тонкой и точной обработки поверхностей с помощью абразивных или алмазных брусков, закрепленных на внешней или внутренней поверхности хонинговальной головки (хона). В результате совмещения вращательного и возвратно-поступательного движении головки и разжатия ее брусков (при обработке внутренних поверхностей) или сжатия (при обработке наружных поверхностей) происходит обжатие металла, и на обработанной поверхности остаются следы обработки (штрихи, царапины).
Хонингование осуществляется мелкозернистыми брусками, закрепляе- мыми в головке (хоне), которая одновременно с вращением осуществляет возвратно-поступательное перемещение вдоль обрабатываемого отверстия (рис. 20.4). Хонингованием можно исправить отклонение формы, оваль- ность, конусность и другие погрешности предыдущей обработки, если об щий припуск не превышает 0,2 мм. Отклонение расположения оси отверстия обычно не исправляется.
Рис. 20.4. Схема хонингования отверстия
Хонингование повышает точность обрабатываемого отверстия и качество поверхностного слоя заготовок из стали, чугуна и цветных металлов. Его обычно используют для обработки отверстий (диаметром 6... 1500 мм). При хонинговании необходимо сохранять положение оси обрабатываемого отверстия, полученного на предшествующей операции.
Чтобы устранить движение режущих зерен хонинговальных брусков по пройденной ранее траектории (попадания абразивных зерен в прежние риски), брускам задается «перекрытие» (сдвиг в окружном направлении бруска в конце Двойного хода относительно его положения в начале хода).
В процессе хонингования бруски могут снимать припуск до 1,0 мм и более на диаметр. При этом удаляются гребешки микронеровностей и основной металл. Обычно припуск колеблется в пределах 0,15 мм.
Процесс хонингования сопровождается обильной подачей СОЖ в зону резания, обеспечивает удаление продуктов износа из-под брусков и с обрабатываемой поверхности, улучшает условия микрорезания металла абразивными зернами.
Площадь контакта хонинговальных брусков с обрабатываемой поверхностью и количество одновременно работающих зерен зависят от количества, размеров и зернистости брусков и, в определенной степени, от удельного давления (или радиальной подачи). При хонинговании в резании участвуют в 100-2000 раз больше контактных зерен, но скорость резания в 50-120 раз и давление инструмента на обрабатываемую поверхность в 6-10 раз меньше, чем при шлифовании. Окружная скорость резания при хонинговании составляет обычно 20...80 м/мин, возвратно-поступательная – 2,0...30 м/мин, давление брусков 0,2... 1,4 МПа.
При хонинговании режущий инструмент работает в режиме полного самозатачивания. Характер затупления и самозатачивания протекает иначе, чем при шлифовании, где по мере затупления круга увеличивается удельное давление резания, вызывающее выкрашивание затупившихся абразивных зерен. По мере затупления брусков удельные давления уменьшаются, и для восстановления режущих свойств необходимо, чтобы бруски возобновили работу по шероховатой поверхности, которая выполняет роль правящего инструмента. Рабочий цикл протекает автоматически (самонастраиванием). В начале, работая по шероховатой поверхности, инструмент самозатачивается, под влиянием больших удельных давлений резания съем быстро нарастает до максимума, затем, по мере срезания гребешков, шероховатостей и увеличения опорной поверхности, уменьшается удельное давление и бруски затупляются, что соответствует затуханию съема металла. На этом этапе выхаживания заканчивается процесс хонингования.
При хонинговании и притирке (доводке) радиальная сила резания изменяется в зависимости от формы микро- и макронеровностей обрабатываемой поверхности. В связи с тем, что радиальная подача абразивного бруска осуществляется с относительно жестким поджимом, то на выступах обрабатываемой поверхности сила резания возрастает и соответственно увеличивается съем металла.
Хонинговальную головку рекомендуется применять с четным числом диаметрально расположенных брусков: 2, 4, 6, 8 и т. д. Нечетное число брусков целесообразно лишь при обработке прерывистых поверхностей, например, отверстий со шпоночной канавкой. Число брусков в головке выбирают максимально возможное, что повышает эффективность рабочего процесса.
Процесс хонингования характеризуется:
высокой производительностью обработки (в некоторых случаях превосходит производительность шлифования или тонкого растачивания);
точностью обработки, мало зависящей от точности станка, так как радиальные составляющие силы резания взаимно уравновешиваются;
низкой температурой в зоне резания (благодаря чему на деталях с переменными сечениями стенок отсутствует их деформация от нагрева);
относительной простотой регулирования работы хонинговальной головки;
возможностью достигнуть 4-5 квалитетов точности и значения параметра шероховатости Ra = 0,8...0,1 мкм.
Выбор характеристики брусков зависит от механических свойств обрабатываемого материала, величины снимаемого припуска и требуемого качества обрабатываемой поверхности. В качестве абразивного материала для изготовления брусков часто используют электрокорунд белый или карбид кремния зеленого. В отдельных случаях абразивные бруски изготавливают из электрокорунда нормального или карбида кремния черного. Обычно применяют хонинговальные бруски зернистостью от 12 и менее. Однако для съема больших припусков используют бруски зернистостью 20-25 и более.
Применение алмазных брусков значительно повышает производительность процесса и точность, а также стойкость брусков.
Алмазные бруски характеризуются зернистостью, концентрацией алмазов и видом связки (100 %-ной концентрацией принимается содержание в 1 мм3 алмазного слоя 0,878 мг алмаза.)
Процесс хонингования осуществляется на специальном оборудовании. Хонинговальные станки предназначены для обработки цилиндрических и конических поверхностей отверстий. Они различаются по расположению и числу шпинделей на вертикальные и горизонтальные, одно- и многошпиндельные.
В большинстве случаев используют хонинговальные станки для обработки внутренних поверхностей (отверстий). Хонингование наружных поверхностей (валов) встречается значительно реже, что объясняется конструктивными трудностями в исполнении инструмента и механизма радиальной подачи брусков.
При хонинговании в качестве базы используется сама обрабатываемая поверхность, относительно которой инструмент самоустанавливается. В зависимости от требований к точности обработки конструктивных форм и размеров обрабатываемой детали различают три разновидности установки и закрепления детали и инструмента на станке: деталь закрепляется жестко, головка крепится к шпинделю станка шарнирно (через два шарнира), хонин- говальная головка закрепляется жестко, деталь самоустанавливается относительно головки. Хонинговальная головка и деталь — плавающие.