- •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
20.4 Электроэрозионная обработка
Электроискровая обработка. Электроискровой процесс обработки, предложенный Н. И. и Б. Р. Лазаренко в 1943 г., основан на электрической эрозии металлов. В момент сближения электродов, находящихся под электрическим напряжением, происходит искровой пробой межэлектродного пространства, разрушающий электроды, но преимущественно – анод.
Электродами служат обрабатываемая деталь (анод) и инструмент (катод). Межэлектродное пространство находится в жидкой среде (низковязкие масла, керосин, иногда вода), благодаря чему в зоне разряда возникает ударная волна, распыляющая частицы расплавленного металла. Разрушение идет в десятки раз быстрее, чем на воздухе, когда микрованны расплавленного металла успевают вновь затвердеть и лишь небольшая часть металла удаляется испарением. Место разряда ограничено торцовой поверхностью инструмента, поэтому, меняя форму сечения электрода-инструмента, можно изменять форму той площади детали, на которую действуют разряды.
Электрическая схема установки содержит источник тока, ограничиваю-щее сопротивление и конденсатор (рис. 20.7). Важным узлом в станках электроискрового действия является также автоматический регулятор подачи инструмента, поддерживающий необходимое расстояние между инструментом и деталью в процессе обработки
Рис. 20.7. Схема электроискровой обработки
Основная область применения электроискровой обработки — прошивание отверстий и полостей. Характерной особенностью процесса является возможность обработки металлов и сплавов любой твердости, лишь бы они обладали электропроводностью, а также отсутствие силового взаимодейст- вия инструмента и детали.
Электрод-инструмент для образования отверстия представляет собой стержень с профилем, соответствующим профилю отверстия. Для получения больших отверстий применяют пустотелые стержни и операция приобретает характер вырезания. Материалом для электродов-инструментов служит латунь, медь, медно-графитовые массы и другие материалы.
Производительность обработки, измеряемая количеством металла, удаляемого из детали в единицу времени зависит прежде всего от электрического режима обработки. Она изменяется от 1 до 10 мм3 в минуту, при мягких режимах, до 1000 мм3–при жестких.
Точность отверстий, получаемых электроискровой обработкой, приблизительно соответствует 7-9 квалитетам – по диаметру.
Точность сильно зависит от режима обработки, поэтому для повышения производительности точные отверстия обрабатывают в два перехода: первый выполняют на жестком режиме, а второй на более мягком, применяя либо один комбинированный (ступенчатый) электрод, либо последовательно два с разными размерами. Размеры инструмента выбирают с учетом бокового зазора, возникающего между инструментом и стенкой.
Характерным недостатком процесса является неравномерный износ электрода-инструмента, особенно заметный у .электродов- пластинок (прошивание щелей).
Кроме метода прошивания, важное место в электроискровой обработке занимает метод вырезания боковой поверхностью тонкого проволочного электрода. Электродом служит тонкая (0,03—0,05 мм) вольфрамовая или медная проволока, непрерывно перематывающаяся с катушки на катушку. Операция разрезания или прорезания выполняется так же, как если бы она выполнялась на ленточной пиле, однако круглое сечение электрода делает возможной фасонную траекторию прорезания. Благодаря весьма мягкому режиму работы (С=0,01…0,3 Мкф; I =0,1 — 1 А; U=0,5—12 В), достигается очень высокая точность ширины разреза (в пределах до 0,05 мм). Поскольку режим работы станка регулируется электрическими параметрами, становятся возможными сравнительно простые системы программного управления ходом операций (установки типа ЭКУП).
В настоящее время электроискровой процесс применяется в основном для тонких операций, требующих мягких режимов. Ограничение области его применения было вызвано появлением процесса электроимпульсной обработки, более выгодного при грубой обработке.
Электроимпульсная обработка. Этот процесс начали осваивать с 1950 г. По сравнению с электроискровой обработкой его производительность на жестких режимах в несколько раз больше при меньшем износе инструмента и меньшей энергоемкости процесса.
Резкое повышение эффективности процесса в общем схожего – с электроискровым, было обусловлено изменением качества разрядов (импульсов), благодаря новому способу получения их – с помощью генераторов импульсов.
В установке искрового действия электрический заряд накапливается в конденсаторе. Получающийся знакопеременный импульс (искровой разряд) зависит от межэлектродного пространства, но главное – он отличается очень малой длительностью (10-4 с), по сравнению с которой период между импульсами (время восстановления заряда в конденсаторе) – велик (превышает более чем в 10 раз длительность импульса). В отличие от этого при электроимпульсной обработке применяют генератор (обычно машинный), который вырабатывает униполярные (одного направления), независимые (от межэлектродного пространства) импульсы большой длительности (в десятки раз большей, чем длительность разрядов при электроискровой обработке) и постоянной частоты (например, генераторы МГИ-2 и т. п. дают 400 импульсов в секунду). Полярность при такой обработке обратная (по отношению к электроискровой), т. е. деталь служит катодом, а инструмент – анодом.
В результате такого изменения характера импульсов тока (увеличение продолжительности импульсов и уменьшения пауз между ними) процесс теряет характер искрового – получается процесс обработки как бы прерывистой электрической дугой. Причины разрушения материала остаются прежними, но эффективность обработки на жестких и средних режимах значительно возрастает (на мягких режимах она падает и становится меньшей, чем при электроискровом процессе). Благодаря меньшей температуре дугового разряда и использования электродов- инструментов из медио-графита (температура плавления 3700°С) удалось уменьшить износ инструмента до 1 %.
В необходимых случаях (обработка больших полостей, глубоких отверстий и т. п.) предусматривают особые меры для устранения продуктов эрозии из зоны обработки (прокачивание жидкости через отверстия в электроде, вибрации электрода).
Появившиеся высокочастотные ламповые генераторы импульсов (например, генератор ВГ-ЗВ дает 8000 и 22000 импульсов в секунду) допускают выполнение не только грубых, но и чистовых сравнительно точных операций, приближая точностные возможности процесса к возможностям электроискрового процесса.
Электроконтактная обработка. Этот процесс конкурирует с грубым обдирочным точением и фрезерованием. Инструментом, служит быстро вращающийся (скорость до 80 м/с) металлический диск. Зона обработки находится на воздухе, но к ней подводится очень большая электрическая мощность (50—200 кВт). Снимаемый в один проход слой металла может быть очень большим (20—30 мм по толщине и 30—40 мм по ширине) при производительности, достигающей до 500 кг снятого металла в час.
Основная область применения процесса – обдирка крупных слитков поковок. Глубина оплавленного поверхностного слоя при обработке обычных сталей достигает 1—1,5 мм, однако у жаропрочных сталей и сплавов она снижается до 0,3—0,2 мм.
Анодно-механкческая обработка. Этот процесс, предложенный в 1943 г. В. Н. Гусевым, применяют для разрезания металлов, трудно поддающихся резанию, а также для затачивания инструментов из твердых сплавов. При обработке деталь служит анодом в цепи постоянного тока (U = 15–30 В), а инструмент – катодом.
На рис. 20.8 показана принципиальная схема операции разрезания. Разрезаемый материал 1 закреплен в тисках или другом зажимном устройстве. Инструментом служит тонкий (0,8- 2 мм) из малоуглеродистой стали диск 2 (в станках типа ленточных пил используют ленту), вращающийся с большой скоростью (15— 20 м/с). К месту резания подается при помощи сопла 3 рабочая жидкость, выполняющая роль электролита (разбавленное водой жидкое стекло).
Рис. 20.8. Схема анодно-механического разрезания
Сущность процесса заключается в следующем. При протекании тока через электролит на аноде-детали образуется пленка продуктов растворения металла, обладающая высоким электрическим сопротивлением и поэтому прекращающая течение тока, однако постоянным нажатием диска-инстру-мента часть пленки срывается. Главным в процессе является то, что вследствие шероховатости обрабатываемой поверхности и сравнительно высокой механической прочности пленки, пленка срывается только с вершин гребешков и остается во впадинах. Соответственно и ток течет лишь через вершины гребешков.
Если в таких условиях плотность тока велика, то вершины неровностей расплавляются и выбрасываются вращающимся диском. Получается процесс, используемый для разрезания металлов и чернового затачивания инструментов. Производительность его может быть достаточно большой. Например, для разрезания стальных прутков диаметром от 20 до 100 мм требуется не более 0,5—6 мин. Если же плотность тока мала, то снятие металла происходит только вследствие электрохимического (анодного) растворения гребешков поверхности. Получается процесс, который используется для точной доводки инструмента.