Ланщиков А.В. Основы технологии машиностроения - файл n1.doc

приобрести
Ланщиков А.В. Основы технологии машиностроения
скачать (7726 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc7726kb.16.09.2012 05:02скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

(РОСОБРОЗОВАНИЕ)
Пензенская государственная технологическая академия


Институт промышленных технологий








СИСТЕМА

ОТКРЫТОГО

ОБРАЗОВАНИЯ










А.В. Ланщиков


ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

(Электронный конспект лекций)




(специальность 151001 – Технология машиностроения)

















Пенза 2006


СОДЕРЖАНИЕ










ВВЕДЕНИЕ

5

1.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. КАЧЕСТВО И ТОЧНОСТЬ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ И СБОРКЕ МАШИН

6

1.1.Основные термины и положения. Техническая подготовка производства.

6

1.2.Типы машиностроительных производств и их краткая характеристика.

12

1.3.Построение системы связей при изготовлении и сборке машин. Качество и точность.

Геометрические показатели точности. Физико-механические свойства поверхностного слоя.

13

1.4.Формы организации ТП. Принципы концентрации и дифференциации операций. Методы обеспечения точности.

Основные факторы, влияющие на точность обработки. Этапы обеспечения точности обработки.

18

1.5.Диаграмма причинно-следственных взаимосвязей

22

1.6.Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства деталей машин.

24

2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ БАЗИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ

29

2.1.Элементы базирования: опорная точка, комплект баз, закрепление, установка. Правило «шести точек».

29

2.2.Типовые схемы базирования деталей при обработке.

34

2.3.Классификация баз.

35

2.4.Правила (принципы) базирования: единства.

Определенность и неопределенность базирования.

40

2.5.Анализ типовых схем базирования.

41

2.6.Погрешности от закрепления и положения деталей. Пути снижения влияния погрешностей установок на точность обработки

46




3.РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ.

49

3.1.Погрешности от упругих деформаций системы Жесткость технологической системы и производственные методы ее оценки.

49

3.2.Погрешности от размерного износа инструмента.

56

3.3.Погрешности от тепловых деформаций системы.

60

3.4.Влияние геометрической точности станка на точность обработки

63

3.5.Погрешности от влияния вибраций и других факторов.

66

3.6.Расчет суммарной погрешности обработки.

67

3.7.Методы настройки станков. Диаграммы точности обработки.

69







4.СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВА СБОРКИ

77

4.1.Точечные и точностные диаграммы. Сущность, порядок построения и условия применения.

78

4.2.Закон Гаусса. Основные статистические характеристики. Практическая кривая и гистограмма. Сущность, порядок построения и условия применения.

79

4.3.Порядок построения теоретической кривой. Свойства нормального закона распределения: Порядок определения % брака; систематической погрешности (настройки) и коэффициента точности.

81

4.4.Свойства нормального закона распределения.

85







5.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

87

5.1.Информация, необходимая для проектирования ТП.

87

5.2.Последовательность проектирования единичного ТП механической обработки.

88

5.3.Отработка конструкции на технологичность.

88

5.4.Порядок определения типа производства.

93

5.5.Выбор методов получения исходных заготовок.

98

5.6.Выбор технологических баз для установки заготовок.

109

5.7.Составление планов обработки отдельных поверхностей.

110

5.8.Рекомендации к построению общего маршрута обработки.

112

5.9.Технический контроль.

115







6.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

117







6.1.Виды структур технологических операций

117

6.2.Определение припусков и межоперационных размеров.

118

6.2.Расчеты режимов резания.

124

6.3.Штучное время и его элементы. Элементы технического нормирования операций.

129

6.4.Оформление технологической документации.

135







7.РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.

139

7.1.Задачи и необходимость размерного анализа.

139

7.2.Виды размерных цепей.

144

7.3.Порядок построения размерной схемы ТП.

145

7.4.Выявление ТРЦ при помощи графов.

149

7.5.Проверка правильности построения графов и запись уравнений ТРЦ.

151

7.6.Расчеты технологических размерных цепей

153







8. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

157

8.1.Сверление. Зенкерование. Развертывание.

157

8.2.Строгание и долбление.

161

8.3.Методы шлифования.

166

8.4.Отделочные методы: суперфиниширование, полирование, притирка.

173

8.5.Методы ППД.

180

8.6.Операции нанесения покрытий.

187

9. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И ЭКОНОМИЧНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

190







СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

192

ВВЕДЕНИЕ

Курс «Основы технологии машиностроения» как учебная дисциплина изучает основные закономерности протекающие при выполнении различных технологических процессов, а так же элементы теории базирования, статистического и размерного анализа.

Основная цель дисциплины – подготовка и систематизация знаний для освоения дисциплины специальности 151001 - «Технологии машиностроения».

Технология машиностроения – это наука об изготовлении и сборке машин требуемого количества, заданного качества в установленные сроки при наименьших затратах живого и общественного труда, т.е. при наименьшей себестоимости.

Основные задачи изучения дисциплины.

1.Выявление и анализ закономерностей, протекающих при изготовлении различных деталей; овладение методикой расчета первичных погрешностей.

2.Установление взаимосвязей между факторами, которые влияют на точность, шероховатость и свойства поверхностей обрабатываемых деталей.

3.Изучение методологии проектирования технологических процессов и операций и выбор рациональных схем их построения.

4.Повышение технического уровня действующего производства технологическими методами.

По И.М.Колесову любое изделие или машину следует рассматривать как систему пяти различных связей: своиств материалов, размерных свойств, нформационных, временных и экономических.

Наибольшее внимание будет уделено размерным свойствам, так как они являются наиболее значимыми.

В настоящее время спад производства по машиностроению составляет более 50%. Ряд подотраслей остановлены из-за изменения форм собственности. В то же время известно, что благосостояние и жизненный уровень любого государства определяет именно развитие машиностроения.

1.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. КАЧЕСТВО И ТОЧНОСТЬ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ И СБОРКЕ МАШИН.
1.1.Основные термины и положения. Техническая подготовка производства.

Объектом изучения дисциплины является технологический процесс (ТП) механической обработки или сборки.

Машина – это механизм или их сочетание, выполняющие целесообразное движение для преобразования энергии или выполнение работы.

Они подразделяются на:

Машины-двигатели, с помощью которых один вид энергии преобразуется в другой, удобный для использования

Машины-орудия (рабочие машины), с помощью которых производится изменение формы, свойств и положения объекта труда.

Машины и их составляюшие в процессе производства на машиностроительном предприятии являются изделиями.

Изделие – это предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на данном предприятии. В зависимости от назначения их делят на изделия основного и вспомогательного производства.

Изделия основного производства, предназначены для поставки (реализации) потребителям.

Изделия вспомогательного производства используются только для собственных нужд данного предприятия.

Изделием может быть: машина, узел или деталь.

Деталь- это изделие или его часть, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций (например, валик из одного куска металла, литой корпус и т. П.).

Рабочее место – это участок производственной площади, оборудованный в соответствии с выполняемой на ним работой.

Технологическая операция- это часть технологического процесса, выполняемая непрерывно на одном рабочем месте одним или несколькими рабочими над одной или несколькими деталями.

В условиях автоматизированного производства под операцией понимается законченная часть ТП, выполняемая непрерывно на автоматической линии, которая состоит из нескольких станков, связанных автоматически действующими транспортно-загрузочными устройствами.

В условиях гибкого автоматизированного производства непрерывность выполнения операции может нарушаться направлением обрабатываемых заготовок на промежуточный склад в периоды между отдельными позициями, выполняемыми на разных технологических модулях.

Рабочий ходэто законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки. Понятие рабочего хода соответствует применявшемуся ранее в технологической практике понятию перехода.

Вспомогательный ходэто законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, качества поверхности или свойств заготовки, но необходимого для подготовки рабочего хода.

Приемэто законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением.

Технологический процесс- это часть производственного процесса, заключающийся в последовательном изменении форм, размеров, внешнего вида и внутренних свойств предмета производства, а так же контроль.

Производственный процесс представляет собой совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий.

В состав производственного процесса включаются все действия по изготовлению и сборке продукции, контролю ее качества, хранению и перемещению на всех стадиях изготовления, организации снабжения и обслуживания рабочих мест и участков, управления всеми звеньями производства, а также все работы по технической подготовке производства.

Детали, участвующие в производственном процессе имеются сопрягаемые и несопрягаемые поверхности.

Первые при сборке соприкасаются с поверхностями других деталей, образуя сопряжения. Одни из них служат для присоединения данной детали к другим деталям и называются основным базами.

Другие поверхности служат для присоединения к данной детали других деталей сборочного соединения и носят название вспомогательных баз.

Сопрягаемые поверхности, выполняющие рабочие функции (поверхность шкива, соприкасающаяся с приводным ремнем) называются функциональными (исполнительными или рабочими).

Остальные поверхности детали являются несопрягаемыми (“свободными”) и служат для оформления требуемой конфигурации детали. Они не обрабатываются или обрабатываются с пониженной точностью для уравновешивания и балансировки быстро вращающихся деталей.

Базовые детали — это детали с базовыми поверхностями, выполняющие в сборочном соединении (в узле) роль соединительного звена, обеспечивающего при сборке соответствующее относительное положение других деталей.

Сборочная единица (узел)- это часть изделия, которая собирается отдельно и в дальнейшем участвует в процессе сборки как одно целое.

Объектами производства машиностроительных предприятий могут быть также комплексы и комплекты изделий, кроме отдельных машин и их частей.

Комплекс это два и более специфицированных (состоящих из двух и более составных частей) изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций; например: автоматическая линия, цех-автомат, станок с ЧПУ с управляющими панелями

Комплект это два и более изделий, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, которые имеют общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера; например: комплекты запасных частей, инструмента и принадлежностей, измерительной аппаратуры, упаковочной тары.

Комплектующее изделие это изделие предприятия-поставщика, применяемое как составная часть изделия, выпускаемого предприятием-изготовителем. Составными частями изделия могут быть детали и сборочные единицы.

Для построения эффективного технологического процесса сборки необходимо расчленить изделие на ряд сборочных единиц и деталей. Такое расчленение производится на стадиях конструкторской подготовки производства при разработке конструкции изделия.

Различают конструктивные сборочные единицы и технологические сборочные единицы или узлы.

Конструктивная сборочная единица — это узел, спроектированный лишь по функциональному принципу без учета условий независимой и самостоятельной сборки.

Технологическая сборочная единица— это узел, который может собираться отдельно от других составных частей изделия и выполнять определенную функцию в изделиях одного назначения только совместно с другими составными частями.

Конструктивно-технологическая сборочная единица наилучший вариант конструкции, отвечает условию функционального назначения в изделии и условию самостоятельной независимой сборки.

Принцип конструирования изделий из таких единиц называется агрегатным или блочным. Из конструктивно-технологических сборочных единиц формируются агрегаты.

Агрегат – это сборочная единица, обладающая полной взаимозаменяемостью, возможностью сборки отдельно от других составных частей изделия (или изделия в целом) и способностью выполнять определенную функцию в изделии или самостоятельно.

Сборка изделия или его составной части из агрегатов называется агрегатной или модульной. Изделие, спроектированное по этому принципу имеет лучшие технико-экономические показатели.

Каждая сборочная единица включает определенные виды соединений деталей.

По возможности относительного перемещения составных частей соединения подразделяются на подвижные и неподвижные

По сохранению целостности при сборке соединения подразделяются на разъемные и неразъемные.

При этом соединения могут быть: неподвижными разъемными (резьбовые, плоскостные, конические), неподвижными неразъемными (соединения запрессовкой, развальцовкой, клепкой), подвижными разъемными (подшипники скольжения, плунжеры-втулки, зубья зубчатых колес, каретки-станины); подвижными неразъемными (подшипники качения).

Количество разъемных соединений в современных машинах и механизмах составляет 65—85 % от всех соединений.

По форме сопрягаемых поверхностей соединения подразделяются на: цилиндрические (до 35—40 % всех соединений), плоские (15—20 %), резьбовые (15—25 %), конические (6—7 %), сферические (2—3 %), и профильные (менее 1%).

Техническая подготовка производства
Рациональная организация производства невозможна без проведения тщательной технической подготовки. В связи с этим выполняют:

1.Конструкторскую подготовку производства (разработку конструкции изделия и создание чертежей общей сборки изделия, сборочных элементов и отдельных деталей изделий, запускаемых в производство с оформлением соответствующих спецификаций и других видов конструкторской документации).

2.Технологическую подготовку производства, т.е. совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятий (или предприятия) к выпуску изделий заданного уровня качества при установленных сроках, объеме выпуска и затратах.

К технологической подготовке производства относятся обеспечение технологичности конструкции изделия, разработка технологических процессов, проектирование и изготовления средств технологического оснащения, управление процессом технологической подготовки производства.

3.Календарное планирование производственного процесса изготовления изделия в установленные сроки, в необходимых объемах выпуска и затратах.

Трудоемкость технологического проектирования составляет 30—40 % от общей трудоемкости технической подготовки в мелкосерийном производстве, 40—50 % при серийном и 50—60 % при массовом производстве.

Трудоемкость технологического проектирования в большинстве случаев значительно превосходит трудоемкость конструирования машин.
1.2.Типы машиностроительных производств и их краткая характеристика
В зависимости от производственной программы, характера продукции технических и экономических условий различают: единичное, серийное и массовое производство.

На одном предприятии бывают разные типы производства.

Единичное производство- когда изделие изготавливают единичными экземплярами, разнообразными по конструкции, конфигурации, размерам; повторяемость может отсутствовать.

Для единичного производства оборудование универсальное, т. Е. должно удовлетворять условиям гибкости.

Инструмент режущий и мерительный тоже универсальный, приспособление тоже переналаживаемое, квалификация рабочих высокая.

Виды заготовок для обработки – преобладают не точные заготовки.

Годовая программа выпуска для средних деталей- 10 шт.

Серийное производство- когда изделия (детали) изготавливаются партиями: различают: среднесерийное, крупносерийное и мелкосерийное производство.

В современном машиностроении 75-80% деталей изготавливают в условиях серийного производства.

Массовое производство – когда изделие изготавливают в больших количествах, обработка деталей ведется на одних и тех же рабочих местах, для деталей средних размеров годовая программа свыше 5000.

Оборудование специализированное, режущий, мерительный инструмент тоже специальные.

Квалификация рабочих допускается не очень высокая.

Заготовки – в основном точные.

Критерием установления типа производства является коэффициент закрепления операций.

Коэффициент закрепления операций – отношение числа всех различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест.

Коэффициент закрепления операций составляет: для мелкосерийного производства — свыше 20 до 40 включительно; для среднесерийного — свыше 10 до 20 включительно; для крупносерийного — свыше 1 до 10 включительно.

Производственная партияэто группа заготовок одного наименования и типоразмера, запускаемых в обработку одновременно или непрерывно в течение определенного интервала времени.

Объем серии – это общее количество изделий определенных наименования, типоразмера и исполнения, изготовляемых или ремонтируемых по неизменяемой конструкторской документации.
1.3.Построение системы связей при изготовлении и сборке машин. Качество и точность.
Качество машин по ГОСТ15467-79 характеризуют тремя группами показателей.

1.Технический уровень – опеределяющий степень ее совершенства: к.п.д., производительность, экономичность и др.

2.Производственно-технические показатели (технологичность и минимальные затраты на изготовление, эксплуатацию и ремонт).

3.Эксплуатационные показатели:

а) надежность,

б) эргономическая характеристика и степень учета комплекса экологических параметров,

в) эстетическая характеристика.

При оценке качества следует учитывать и патентную чистоту объекта (т.е. техническую новизну).
Точность большинства изделий машиностроения является важнейшей характеристикой их качества. Современные мощные и высокоскоростные машины не могут функционировать при недостаточной точности их изготовления из-за возникновения дополнительных динамических нагрузок и вибраций, нарушающих нормальную работу машин и вызывающих их разрушение.

Повышение точности изготовления деталей и сборки узлов увеличивает значения показателей безотказности и долговечности механизмов и машин.

Например, при повышении точности деталей шарикоподшипника и уменьшении зазоров в нем от 20 до 10 мкм срок его службы увеличивается с 740 до 1200 ч.

Технолог должен обеспечить:

Кроме того, технолог должен исследовать фактическую точность технологических процессов и проанализировать возможные причины возникновения погрешностей обработки и сборки.

Под точностью детали понимается степень приближения параметров детали к идеальным.

При проектировании деталей машин их геометрические параметры задаются размерами элементов, а также формой и расположением их поверхностей.

При изготовлении возникают отступления геометрических параметров реальных деталей от идеальных (запроектированных) значений. Их называют погрешностями. Допускаемые значения погрешностей ограничивают допусками.

Шероховатость поверхности не входит в отклонение формы (иногда допускается нормирование отклонения формы с учетом шероховатости поверхности).

Волнистость включается в отклонение формы. Допускается (в ряде случаев) нормировать отдельно волнистость поверхности или часть отклонения формы без учета волнистости.

Под точностью относительного движения понимается максимальное приближение действительного характера движения исполнительных поверхностей к теоретическому закону движения, выбранному исходя из служебного назначения машины.

Следует различать понятия точность обработки детали, качество сборки, качество поверхности детали и т.д.

Под точностью детали (заготовки) следует понимать степень ее соответствия требованиям чертежа: по размерам, геометрической форме, расположению поверхностей и шероховатости.

Существует понятие «экономическая точность» (максимально достижимая в конкретных условиях), но так как по требованиям чертежа в ней нет необходимости – при изготовлении выдерживают тот квалитет, который целесообразен.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации