А.А. Клепцов Технология машиностроения Программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения по специальности 120100-Технология машиностроения

сы. Специфика проектирования технологических процессов групповой и переменно-поточной обработки.

Литература: [3, c. 292-319; 2, c. 229-283; 1, c. 486-542].

Методические указания

Проектирование технологического процесса механической обработки детали состоит из комплекса взаимосвязанных и выполняемых в определенной последовательности этапов. В зависимости от типа производства разрабатываются маршрутный, операционный или маршрут- но-операционный технологические процессы, отличающиеся степенью детализации. Изучение этой части курса необходимо увязать с техникоэкономическими принципами разработки технологических процессов.

Следует обратить особое внимание на многовариантность общих и частных решений на большинстве этапов проектирования технологических процессов.

Наряду с изучением расчетно-аналитического метода определения припусков, следует ознакомиться с определением припусков по ГОСТам (ГОСТ 1855-74 и ГОСТ2007-74 – на отливки чугунные и стальные. ГОСТ7062-74 и ГОСТ7505 – 74 – на поковки и штамповки), а также по ведомственным и заводским нормалям и по справочным данным, где приводятся табличные значения припусков на механическую обработку.

7.Задания контрольной работы № 1

иметодические указания к ее выполнению

7.1. Контрольная работа № 1 “Качество обработки”

Работа выполняется в пятом семестре при изучении тем, касающихся качества и точности обработки деталей машин в курсе “Технология машиностроения”.

Цель работы – закрепить получение теоретические знания и ознакомить студентов-заочников с выполнением отдельных технологических расчетов.

Задание контрольной работы № 1 состоит из пяти отдельных задач, каждая из которых содержит десять вариантов. Номер варианта

21

работы для студентов определяется по последней цифре шифра его зачетной книжки.

7.2.Порядок выполнения работы и содержание пояснительной записки

Контрольная работа состоит из двух частей. В первой части необходимо выполнить все требуемые расчеты и дать необходимые пояснения к ним с подробной расшифровкой применяемых формул.

Во второй части работы следует дать развернутый ответ на поставленный в задании вопрос (вопросы). При этом в случае необходимости надо привести рисунок, графики, чертежи, поясняющие ответ.

7.3. Методические указания

Все необходимые данные для выполнения настоящей контрольной работы содержатся в учебнике по курсу [2]. Перед выполнением работы следует тщательно ознакомиться с соответствующим разделом курса, разобраться в решении аналогичных задач и только после этого приступить к работе. Расчеты можно выполнять с применением элек- тронно-вычислительной техники. Варианты задач по первой контрольной работе приведены ниже.

Задача 1

Определить среднее квадратичное отклонение σ размеров партии деталей из 10 штук по данным, представленным в табл. 1.

Ответить на вопрос: В чем заключаются преимущества и недостатки расчетно-аналитического и статистического метода оценки точности обработки деталей?

Задача 2 Определить вероятность получения брака деталей, если границы

поля допуска расположены на расстоянии Х1=-0,02 мм, Х2 = 0,038 мм

от центра группирования. Дано: σ - среднее квадратическое отклонение размеров, мм, представленное в табл. 2.

Ответить на вопрос: Что такое погрешность установки и каковы пути ее уменьшения?

22

Таблица 1

НОМЕРА ВАРИАНТОВ И РАЗМЕРЫ ДЕТАЛЕЙ

№ варианта,	0		1	2		3		4		5		6		7	8	9
размеры, мм
1 деталь	8,10		3,11	6,09		9,12		4,10		5,11		7,10		4,11	3,08	6,07
2 деталь	8,20		3,19	6,21		9,18		4,19		5,12		7,21		4,21	3,09	6,09
3 деталь	8,40		3,38	6,41		9,42		4,40		5,38		7,41		4,39	3,41	6,36
4 деталь	8,45		3,42	6,50		9,48		4,44		5,43		7,50		4,48	3,43	6,45
5 деталь	8,50		3,47	6,53		9,51		4,47		5,49		7,58		4,52	3,49	6,50
6 деталь	8,54		3,51	6,55		9,57		4,53		5,54		7,59		4,53	3,51	6,53
7 деталь	8,59		3,60	6,62		9,59		4,62		5,63		7,60		4,59	3,57	6,58
8 деталь	8,81		3,75	6,83		9,74		4,84		5,86		7,78		4,68	3,71	6,75
9 деталь	8,89		3,87	6,91		9,89		4,96		5,91		7,83		4,74	3,83	6,84
10 деталь	8,93		3,92	6,95		9,97		4,98		5,94		7,90		4,89	3,91	6,94
															Таблица 2
			НОМЕРА ЗАДАНИЙ И ЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ “σ											”
№		0	1	2		3	4			5		6		7	8		9
ВАРИАНТА
		0,020	0,021	0,022		0,023	0,024			0,025		0,026		0,027	0,028		0,029
							23

Таблица 3

НОМЕРА ВАРИАНТОВ И РАЗМЕРЫ ДЕТАЛЕЙ

Интервалы				Форма поверхности и ее размеры, мм
размеров
		вал О 16-0,12						отверстие О 16+0,12
			количество деталей в				размерных группах, шт.
	0	1	2		3	4	5	6		7	8	9
15,84-15,86	4	2	3		-	1	-	-		-	-	-
15,86-15,88	4	3	3		2	3	-	-		-	-	-
15,88-15,90	8	11	5		4	9	-	-		-	-	-
15,90-15,92	21	27	13		8	25	-	-		-	-	-
15,92-15,94	24	33	22		26	24	-	-		-	-	-
15,94-15,96	18	16	26		20	15	-	-		-	-	-
15,96-15,98	14	8	18		18	13	-	-		3	-	-
15,98-16,00	6	3	7		12	8	2	4		5	-	1
16,00-16,02	1	-	3		8	2	6	7		11	8	5
16,02-16,04	-	-	-		2	-	13	11		17	15	8
16,04-16,06	-	-	-		-	-	19	17		23	27	16
16,06-16,08	-	-	-		-	-	24	23		21	31	25
16,08-16,10	-	-	-		-	-	26	22		12	14	23
16,10-16,12	-	-	-		-	-	7	10		6	5	12
16,12-16,14	-	-	-		-	-	3	4		2	2	5
16,14-16,16	-	-	-		-	-	-	2		-	-	3

№ ВАРИАНТОВ

24

Задача 3 Произвести математическую обработку результатов измерения

партии деталей для определения: меры рассеяния Мр= Dmax – Dmin;

среднего значения Х, среднего квадратического отклонения σ ; координат пяти точек для построения кривой нормального распределения

(х1= -3σ ; х2 = -σ ; х3=0; х4=σ ; у1=0; у2=0,24σ ; у3 = 0,4σ ; у4 = 0,24σ ;

у5=0), а также данных по расчету процентов исправимого и неисправимого брака. Построить графики фактического и нормального распре-

деления. Рассчитать критерии Колмогорова λ и Пирсона Х. Исходные данные для различных вариантов представлены в табл. 3.

Задача 4

Определить пределы рассеяния диаметров партии стальных шайб, обтачиваемых на предварительно настроенном станке. Заготовки шайб закрепляются на консольной оправке. Жесткость заготовки Узаг=500 кгс/мм, жесткость инструмента Уинстр.=800 кгс/мм, значения коэффициентов: Смакс. =125, Смин. = 110, величина показателя степени Хр=0,9. Определить также число рабочих ходов для достижения требуемой точности. Даны: t з. макс. и t з. мин.- соответственно максимальная и минимальная глубины резания, мм; δ - погрешность диаметрального размера шайбы, мм (представлены в табл. 4).

Таблица 4

Номера вариантов и исходные данные

№ вариантов	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
t з. макс.	3,7	3,8	3,9	4,0	4,1	4,2	4,1	4,0	3,9	3,8
t з. мин.	2,6	2,5	2,4	2,3	2,2	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5
δ	034	036	038	040	039	038	037	036	035	033

Ответить: в чем сущность применяемых методов настройки, их преимущества и недостатки?

25

Задача 5

Определите суммарную погрешность механической обработки заготовок, пренебрегая величиной погрешности формы (Σ∆ ф=0). Даны: ∆ у - погрешность от нежесткости системы СПИД, ε у - погрешность ус-

тановки заготовки, ∆ Н – погрешность настройки, ∆										И – погрешность от
размерного износа инструмента, ∆θ							- погрешность от тепловых де-
формаций (все величины в МКМ). Их значения приведены в табл. 5.
												Таблица 5
		Номера вариантов и исходные данные
№	0		1	2	3	4		5	6		7	8		9
вариантов
∆ у	8		10	12	14	16		14	10		12	10		12
ε у	25		25	25	20	20		25	30		30	20		25
∆ Н	20		25	30	30	25		25	20		30	35		25
∆ И	10		12	14	16	18		16	14		10	12		14
∆θ	10		12	14	16	18		18	16		14	14		10

Ответить на вопрос: что такое суммарная погрешность обработки и какие слагаемые в нее входят? Какова доля отдельных первичных погрешностей обработки в их общем балансе (суммарной погрешности)?

Литература: [2, c. 102-110].

8.Задания контрольной работы №2

иметодические указания по ее выполнению

8.1. Контрольная работа № 2 “Разработка технологического процесса обработки ступенчатого вала-шестерни в условиях серийного или массового производства при заданной годовой программе выпуска (см. рисунок)”

26

8.2. Содержание контрольной работы

1. В соответствии с заданным типом производства определить такт выпуска для массового производства или размер производственной партии для мелкосерийного.

2.В зависимости от конфигурации, размеров детали и типа производства выбрать и обосновать метод получения заготовок. Определить

ееразмеры и вычертить на формате II эскиз заготовки с указанием размеров и технических требований на изготовление.

3.Составить маршрут технологического процесса обработки де-

тали.

4.Операцию зубообработки, токарной обработки (шеек вала и посадочного диаметра Д3), шлифовальную разработать подробно:

-составить маршруты обработки отдельных поверхностей по переходам. Для операции зубонарезания рассмотреть два различных способа обработки и выбрать наиболее рациональный с точки зрения производительности, точности и стоимости обработки;

-выбрать технологические базы;

-определить межоперационные размеры, припуски и до-

пуски на шейки вала, посадочный диаметр Д3 и любую торцевую поверхность расчетно-аналитическим методом; на остальные поверхности – по таблицам;

-подобрать в соответствии с типом производства оборудование, приспособления, режущий и мерительный инструменты;

-рассчитать по формулам теории резания режимы резания для 3-х поверхностей (2-х цилиндрических и шпоночного паза), а для остальных выбрать по таблицам справочников;

-определить в соответствии с типом производства штучное и штучно-калькуляционное время для разрабатываемых операций;

-заполнить необходимую технологическую документацию (маршруты, операционные карты, карты эскизов).

5.Составить пояснительную записку со всеми выполненными расчетами, в конце указать список использованной литературы.

27

8.3. Методические указания к выполнению контрольной работы № 2

Разработка технологического процесса механообработки состоит

ввыполнении ряда этапов:

-анализ исходных данных; отработка детали на технологичность;

-расчет такта выпуска (партии запуска);

-выбор заготовок;

-выбор технологических баз;

-формирование маршрута обработки отдельных поверхностей и детали в целом;

-расчет припусков;

-построение операций обработки, уточнение маршрутного техпроцесса;

-нормирование операций;

-заполнение технологической документации.

8.3.1. Целью первого этапа проектирования технологического процесса является уяснение функционального назначения изготовления детали. Следует внимательно изучить чертеж, требования по точности размеров, формы и шероховатости поверхности. Одновременно следует рассмотреть технологичность изготовления детали для производственных условий. Нужно обратить внимание на унификацию конструктивных элементов детали, обоснованность требований по точности и шероховатости поверхностей, возможность использования высокопроизводительных методов обработки и контроля.

Замечания к конструкции детали, выявленные на этом этапе, отражаются в пояснительной записке.

8.3.2. Расчет такта выпуска для поточно-массового производства ведут по формуле

t = 60 F η / N,

где F – действительный годовой фонд времени работы оборудования (2030 – односменная, 4015 – двусменная работа);

N – программа выпуска, шт.;

η - коэффициент, учитывающий потери времени по организационным и др. причинам (η ≈ 0,95).

28

Величина партии деталей, запускаемых в производство при малых сериях, определяется периодичностью заказов, сроками поставки готовых изделий и рядом других факторов.

В работе можно принять, что детали запускают в производство раз в месяц, тогда величина партии запуска

n = N / 12,

где N – годовая программа, шт.

8.3.3.Выбор метода получения заготовки производится в такой последовательности:

- определение вида заготовки (штамповка, литье, прокат и т.д.);

- выбор метода получения заготовки; - технико-экономическая оценка метода получения заготов-

ки.

Правильное решение этих вопросов значительно влияет на технологический процесс мехобработки: количество технологических операций, их трудоемкость, себестоимость процесса и изделия в целом, на величину расхода металла. Необходимо стремиться к максимальному соответствию размеров и форм заготовки готовой детали. На выбор и обоснование метода получения заготовки влияют: вид материала, размеры и формы детали, тип производства.

Сцелью технико-экономической оценки выбирают два различных метода получения заготовки, определяют стоимость получения каждым методом и выбирают метод, обеспечивающий наименьшие затраты. Методика технико-экономической оценки приведена в [5].

8.3.4.Выбор технологических баз – один из самых ответственных этапов проектирования техпроцесса мехобработки. Он тесно связан с этапом формирования маршрута обработки и практически выполняется одновременно с ним. При выборе технологических баз следует, по мере возможности, стремиться к соблюдению трех основных принципов базирования: совмещения баз; постоянства баз; последовательной смены баз.

Особое внимание при проектировании техпроцессов изготовления валов необходимо обращать на постоянство баз, т.к. высокая точность

29

по концентричности расположения поверхностей обеспечивается путем использования на разных операциях одной и той же технологической базы (обычно это центровые отверстия).

Чистовая база должна обеспечивать наибольшую устойчивость и жесткость заготовок, простоту и дешевизну установочного приспособления, удобство установки детали.

Приведенные требования зачастую бывают противоречивы и на практике по экономическим соображениям иногда приходится отказываться от их выполнения.

Основные методические положения по выбору баз приведены в книгах [1, 2].

8.3.5.Маршрут обработки отдельных поверхностей устанавливают исходя из требований рабочего чертежа и принятой заготовки, по заданным точности и шероховатости поверхности. С учетом размера и формы детали выбирают метод окончательной обработки. Зная вид заготовки, устанавливают первый метод обработки. Базируясь на первом

изавершающем методе, устанавливают промежуточные методы обработки. При этом исходят из того, что каждый последующий метод должен быть точнее предыдущего, технологический допуск на промежуточный размер и качество поверхности, полученные на предыдущем этапе обработки, должны позволить использовать намечаемый последующий метод и вид обработки.

Экономические классы точности, достигаемые при различных методах обработки, приведены в справочнике [6].

8.3.6.Составление маршрута обработки детали в целом должно дать общий план обработки, наметить содержание операций технологического процесса, выбрать тип оборудования. Это сложная задача с большим числом вариантов решения. При разработке маршрута можно руководствоваться следующими общими соображениями.

Впервой операции обрабатываются поверхности, принятые за технологические базы.

Состав других операций формируют исходя из типа оборудования, необходимого для обработки отдельных поверхностей, требуемой точности и производительности обработки, причем чем точнее поверхность, тем позже она обрабатывается. В конец маршрута часто выносят обработку легко повреждаемых поверхностей (резьб и др. элементов).

30