МВ до викон. інд. завдання (укр)
.pdfМІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ
СХІДНОУКРАЇНСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ імені Володимира Даля (м. СЄВЕРОДОНЕЦК)
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання індивідуальних завдань з дисципліни
«ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСНОВИ МАШИНОБУДУВАННЯ» для студентів, що навчаються за напрямом підготовки
6.050503 «Машинобудування»
(електронне видання)
Сєверодонецьк 2014
2
Методичні вказівки до виконання індивідуальних завдань за курсом «Технологічні основи машинобудування» для студентів напряму підготовки 6.050503 / Укл. П.Й. Єлісєєв – Сєверодонецьк, ТІ, 2014. – 59 с.
Укладач |
доц. Єлісєєв П.Й. |
Відповідальний за випуск |
зав. кафедри, доц. Архипов О.І. |
3
ЗМІСТ
Загальні положення……………………………………………… |
4 |
1. Вивчення робочих креслень деталей……………………..…….. |
4 |
1.1Загальні відомості……………………………………….……….. 4
1.2 |
Поверхні й бази………………………………………….……….. |
5 |
1.3 |
Порядок виконання завдання…………………………….……… |
6 |
1.4 |
Контрольні питання……………………………………………… |
7 |
2. |
Аналіз точності механічної обробки деталей……………...…… |
7 |
2.1. Точність механічної обробки……………………………….…… |
7 |
2.2.Визначення похибок обробки методом математичної 8
|
статистики………………………………………………………… |
|
2.3. |
Математична обробка результатів виміру партії деталей……... |
10 |
2.4. |
Контрольні питання……………………………………….……… |
14 |
3. |
Розрахунок припусків на механічну обробку……………...…… |
15 |
3.1.Загальні відомості………………………………………….….….. 15
3.2. |
Розрахунково-аналітичний метод визначення припусків.…..…. |
15 |
3.3.Порядок розрахунку………………………………………..…….. 16
3.4.Приклад розрахунку………………………………………..…….. 17
3.5. Контрольні питання………………………………………….…… 26
4.Розрахунок розмірних ланцюгів……………………………..…... 26
4.1.Загальні відомості……………………………………………..….. 26
4.2.Метод повної взаємозамінності……………………………….…. 28
4.3.Імовірнісний метод……………………………………….………. 30
4.4.Приклад розрахунку………………………………………..…….. 34
4.5. Контрольні питання………………………………………….…… |
38 |
Додаток А…………………………………………………….…… |
39 |
Додаток Б…………………………………………………….……. |
40 |
Додаток В…………………………………………………….……. |
50 |
Додаток Г…………………………………………………….……. |
56 |
Список літератури……………………………………………..….. |
58 |
4
ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ
У даних методичних вказівках наведені короткі теоретичні відомості й практичні рекомендації з виконання завдань до практичних занять та самостійної роботи студентів.
1. ВИВЧЕННЯ РОБОЧИХ КРЕСЛЕНЬ ДЕТАЛЕЙ
Ціль завдання: практичне вивчення креслень деталей як початкових даних для проектування технологічного процесу механічної обробки.
1.1.Загальні відомості
Основою для проектування технологічного процесу механічної обробки виробу є виробнича програма, робочі креслення виробу й технічні умови на виготовлення.
Виробнича програма містить номенклатуру виробів, що випускаються, кількість їх випуску протягом року, перелік і кількість запасних деталей до них.
У комплект робочої документації входять складальні креслення виробу і його вузлів зі специфікаціями, а також робочі креслення всіх деталей. До креслень додаються текстові документи: паспорт, технічні умови, програма й методика випробувань, ремонтні й експлуатаційні документи.
На робочих кресленнях деталей повинні бути зазначені:
матеріал деталі і його марка;
оброблювані поверхні із вказівкою параметрів шорсткості після обробки;
допуски на всі розміри, одержувані механічною обробкою;
допуски форми й взаємного розташування поверхонь;
вид термообробки.
На складальних кресленнях повинні бути зазначені:
конструктивні зазори;
допуски на розміри, що визначають взаємне розташування деталей;
приєднувальні й габаритні розміри;
вимоги до складання.
У специфікаціях повинні бути зазначені:
5
найменування деталей;
кількість деталей на один виріб;
розміри, маса, вид матеріалу і його марка для деталей, що випускаються без креслення;
для стандартних виробів – номер державного стандарту або іншого нормативного документа й повне позначення виробу по цьому документу.
1.2.Поверхні й бази
Розробка технологічного процесу механічної обробки починається з аналізу початкових даних, тобто робочого креслення деталі. Перед складанням маршруту обробки деталі необхідно вибрати вид заготовки й визначити технологічні й складальні бази деталі.
Вид заготовки визначається призначенням і конструкцією деталі, матеріалом і масштабом випуску.
При установці деталей для обробки на верстатах розрізняють наступні поверхні:
оброблювані поверхні, з яких знімається шар металу;
поверхні-бази, що визначають положення деталі при обробці;
поверхні, що сприймають затискні зусилля;
поверхні, від яких вимірюють розміри, яких дотримуються;
необроблювані поверхні.
При вивченні робочого креслення деталі необхідно в першу чергу визначити оброблювані й необроблювані поверхні.
Для оброблюваних поверхонь визначають розміри із граничними відхиленнями, допуски форми й розташування поверхонь, параметри шорсткості. Після цього необхідно встановити поверхні, які можуть служити базами, що визначають положення деталі при обробці.
У технології машинобудування розрізняють бази технологічні, складальні й конструктивні.
Технологічні бази розділяються на встановлювані й вимірювальні.
Встановлюваною базою називають поверхні деталі, якими вона встановлюється для обробки в певному положенні щодо верстата й різального інструменту.
Встановлюваними базами можуть служити плоскі, зовнішні й внутрішні циліндричні або конічні поверхні, поверхні центрових отворів. У якості встановлюваних баз можуть використовуватися оброблені й необроблені поверхні. Необроблені поверхні використовуються як бази тільки на
6
початкових операціях обробки й називаються чорновими базами. Оброблені поверхні служать базами для наступних операцій і називаються чистовими базами.
Поверхня деталі, яка служить для установки деталі при обробці й сполучається з іншою деталлю, називається основною встановлюваною базою. Допоміжною встановлюваною базою називається поверхня деталі, яка служить тільки для установки деталі при обробці. Прикладом допоміжної встановлюваної бази є центрові отвори валів, прикладом основної встановлюваної бази – посадковий отвір зубчастого колеса.
Вимірювальною базою називається поверхня, від якої при вимірі проводиться відлік розмірів.
Складальною базою називається поверхня, яка визначає положення даної деталі щодо інших деталей у вузлі або виробі.
Конструктивна база – це сукупність поверхонь, ліній, точок, від яких задаються розміри й положення інших деталей при розробці конструкцій.
Найбільша точність обробки деталі досягається при обробці з однією установкою з використанням однієї поверхні в якості технологічної і складальної баз. Оскільки в більшості випадків обробка з однією установкою неможлива, то для досягнення найбільшої точності всі подальші установки слід використовувати ту саму встановлювальну базу. У цьому полягає принцип сталості бази. Кожна зміна бази збільшує похибку встановлення.
При виборі баз слід намагатись використовувати одну поверхню в якості різних баз. У цьому полягає принцип сполучення баз. Наприклад, складальна база використовується одночасно як встановлювальна база, так й вимірювальна.
1.3.Порядок виконання роботи
Робоче креслення деталі для всіх варіантів цього завдання наведено у додатку А (рис. А1).
Алгоритм виконання завдання включає:
1.3.1По робочому кресленню деталі визначити:
назву деталі;
номер креслення;
масу деталі.
1.3.2Указати марку матеріалу й вид заготовки.
1.3.3Визначити оброблювані й необроблювані поверхні. Для оброблюваних поверхонь заповнити табл. 1.1.
7
Таблиця 1.1. – Характеристики оброблюваних поверхонь
Номінальний |
Поле допуску із |
Параметр |
Допуски форми |
розмір, мм |
граничними |
шорсткості |
й розташування |
|
відхиленнями, мм |
поверхні, Ra |
поверхонь |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.3.4Указати термообробку деталі або її окремих поверхонь.
1.3.5Визначити, які поверхні можуть бути використані як установлювані бази.
1.3.6Визначити можливі складальні бази.
1.4. Контрольні питання
1.Що є основою для проектування технологічного процесу механічної обробки або складання?
2.Які поверхні розрізняють у деталей при встановленні їх на верстаті?
3.Технологічні бази деталі.
4.Чорнові й чистові бази.
5.Основні й допоміжні встановлювані бази.
6.Складальні, конструктивні й вимірювальні бази.
7.Принцип сталості баз.
8.Принцип сполучення баз.
9.Поняття про допуск розміру. Розташування полів допуску.
10.Поняття про параметри шорсткості поверхні.
11.Допуски форми й розташування поверхонь.
2.АНАЛІЗ ТОЧНОСТІ МЕХАНІЧНОЇ ОБРОБКИ ДЕТАЛЕЙ
Ціль завдання: вивчення факторів, що впливають на точність обробки деталей; визначення ймовірності одержання браку методом математичної статистики.
2.1.Точність механічної обробки
Точність – основна характеристика деталей і машин. Під точністю в машинобудуванні розуміється ступінь відповідності вироблених виробів заздалегідь установленому зразку або прототипу.
8
Точність деталі, отримана в результаті механічної обробки, визначається:
відхиленнями від геометричної форми деталі або її елементів (неплощинність, овальність і т.п.);
відхиленнями дійсних розмірів від заданих;
відхиленнями поверхонь і осей деталі від точного взаємного розташування (непаралельність, неперпендикулярність, неспіввісність і т.п.).
На точність обробки на металорізальних верстатах впливають наступні основні фактори:
неточність верстатів;
похибка встановлення деталі;
неточність інструмента і його зношування;
неточність встановлення інструмента;
деформації деталей верстата, інструмента, пристосувань і оброблюваної деталі під час обробки, що викликані силами різання й закріплення;
теплові деформації деталей верстата, інструмента, пристосувань і оброблюваної деталі;
деформації, викликані внутрішніми напруженнями в матеріалі деталі;
похибки виміру;
помилки виконавця.
2.2.Визначення похибки обробки методом математичної статистики
У процесі виготовлення деталей машин їх точність залежить від перелічених вище технологічних факторів. Вони у різній ступені впливають на точність обробки.
Деякі із цих факторів створюють систематичні похибки постійного або змінного характеру, однак існують і випадкові похибки.
Прикладом систематичної похибки може служити обробка отворів свердлом неправильного розміру. Ця похибка буде мати постійний характер. Однак у процесі роботи свердло буде зношуватися й отвори будуть зменшуватися. Ця похибка систематична, але має змінний характер.
Випадкові похибки можуть бути викликані неоднорідністю оброблюваного матеріалу, його неоднаковою твердістю, коливаннями величини припуску й т.п. Через похибки розміри деталей у партії виходять різними.
9
Для виявлення закономірностей випадкових похибок, що виникають при обробці, користуються методом математичної статистики.
Випадкові похибки в розмірах партії деталей підкоряються закону нормального розподілу, який графічно зображується кривою Гаусса (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Крива Гаусса
Рівняння кривої нормального розподілу має вигляд:
|
|
|
|
2 |
|
|
= ( ) = |
1 |
∙ − |
|
, |
||
2∙2 |
||||||
|
|
|||||
∙√2∙ |
||||||
|
|
|
|
де – частота появи похибки;
– відхилення дійсних розмірів від середнього розміру;
– середньоквадратичне відхилення.
З рівняння кривої нормального розподілу видне, що: 1) при = 0
= ∙ 12∙ ≈ 0.4,
√
2) при = ±
(2.1)
(2.2)
10
|
= = |
1 |
≈ |
0.24 |
, |
(2.3) |
|
|
|
|
|||||
|
|
∙√2∙ ∙ |
|
|
|
||
|
|
|
|
Середньоквадратичне відхилення для партії деталей
|
= √ |
∑( гр−сер)2∙ |
, |
(2.4) |
|
|
|||
|
|
∑ |
|
|
де |
– середній розмір в і-ій розмірній групі; |
|
||
гр |
|
|
|
|
– кількість деталей в і-ій розмірній групі;
∑ mi – кількість деталей у партії.
На підставі досліджень установлене, що відхилення дійсних розмірів від середньоарифметичного, перебувають у межах від −3σ до +3σ, тобто абсолютна величина відхилення становить 6σ. Якщо допуск на обробку δ більше величини 6σ, то похибка обробки менше допуску й усі деталі придатні. Імовірність, браку з'являється при δ < 6σ.
2.3.Математична обробка результатів виміру партії деталей
По даним вимірів у партії деталей у кількості 100 штук зробити математичну обробку результатів виміру й заповнити таблицю 2.1:
2.3.1. визначити міру розсіювання
|
= |
− , |
(2.5) |
|
|
|
|
де – найбільший розмір у партії деталей,
– найменший розмір у партії деталей;
2.3.2. визначити середній розмір у групі деталей |
, як середнє |
||
|
|
гр |
|
арифметичне найбільшого й найменшого розмірів у групі; |
|||
2.3.3. визначити добуток |
|
|
|
|
∙ |
, |
|
гр |
|
|
|