Технологія машин

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати


Зміст

Введення

1. Формування властивостей матеріалу і розмірних зв'язків у процесі виготовлення станини

2. Розробка технологічних процесів виготовлення. Виливок. Вібрація

3. Досягнення необхідної точності деталей у процесі виготовлення. Жорсткість технологічної системи

4. Завдання № 2

Висновок

Список літератури

Введення

Здійснення виробничого процесу включає виконання ряду технологічних процесів виготовлення деталей і складання машини, доставку до робочих місць технологічної документації, заготовок, складальних одиниць, інструментів, технологічного оснащення, складування заготовок і продукції, контроль ходу виробничого процесу і управління ним та інші дії, що забезпечують функціонування виробничого процесу і виготовлення якісної продукції.

Кожен етап процесу виготовлення супроводжується своїми інформаційними процесами, цілі і зміст яких зумовлені специфікою розв'язуваних завдань. Однак на будь-якому поверсі при вирішенні конкретних технологічних і виробничих завдань ведуть збір, запит, пошук, зберігання, переробку, перетворення, передачу і використання інформації.

Технологічна інформація, що надходить на робоче місце, є вихідною в інформаційному процесі, що здійснюється при виконанні операції. Як виконання будь-якої операції, пов'язане з рішенням безлічі технологічних завдань (установка заготовки, настройка верстата, спостереження за ходом процесу обробки і управління ним), так і аналіз отриманих результатів вимагає отримання, перетворення, передачі й інших дій над інформацією.

Виконання виробничого процесу пов'язане з вирішенням багатьох виробничих і технологічних завдань. Будь-яка з них розчленовується на декілька дій, і кожне з них має бути забезпечено своїм інформаційним процесом. Інформаційне забезпечення задачі завжди передує її рішенням.

Якщо завдання вирішує людина, то інформаційний процес багато в чому виявляється прихованим і від самої людини, і від спостерігача за його діями. Пояснюється це тим, що інформаційний процес людина здійснює в результаті розумової діяльності і за допомогою всіх органів почуттів, багато дії виконуються підсвідомо, але доцільно.

Якщо виконання завдання покладається на технічні засоби, то потрібно розшифровка змісту, як самого завдання, так і опрацювання інформаційного процесу, що забезпечують її рішення. Технічні засоби повинні виконати не тільки механічну, а й розумову діяльність людини.

Мета даної роботи - розкрити суть технологічного процесу виготовлення станин.

Завдання:

  1. вивчити формування властивостей матеріалу і розмірних зв'язків у процесі виготовлення станини;

  2. розглянути розробку технологічних процесів виготовлення;

  3. розкрити досягнення необхідної точності деталей у процесі виготовлення і жорсткість технологічної системи.

1. Формування властивостей матеріалу і розмірних зв'язків у процесі виготовлення станини

Для того щоб отримати якісну деталь необхідно при її конструюванні і виготовленні вирішити два завдання:

  1. забезпечити необхідні властивості матеріалу деталі;

  2. забезпечити необхідну точність розмірів, відстаней, відносних поворотів і форми поверхонь деталі.

Матеріал деталі (чавун, сталь, кольоровий сплав, скло, граніт і інше) вибирає конструктор виходячи зі службового призначення деталі, механічних властивостей матеріалу, фізичних властивостей матеріалу, хімічних властивостей матеріалу, технологічних властивостей матеріалу.

До механічних властивостей відносяться тимчасовий опір при розтягуванні і стиснення, межа плинності, відносне подовження, структура залишкових напружень та інші.

До фізичних властивостей відносяться питома вага, щільність, модуль об'ємного стиснення, модуль Юнга, температура плавлення, температура кристалізації, теплопровідність, коефіцієнт лінійного розширення, електричний опір.

Хімічні властивості матеріалу, перш за все, визначаються його корозійною стійкістю.

До технологічних властивостей відносяться оброблюваність різанням, оброблюваність тиском, зварюваність, упрочняемость.

Вимоги до властивостей матеріалу повинні задаватися системою номінальних значень і допусками, що обмежують відхилення показників їх номінальних значень.

На машинобудівних підприємствах деталі машин виготовляють з напівфабрикатів. Напівфабрикатами в основному є вироби металургійних підприємств: прокат; заготовки, отримані відрізки із прокату, литтям, пластичним деформуванням, зварюванням; металеві порошки та ін

При виготовленні деталі заготовки піддаються силовим, тепловим, хімічним та іншими впливами. Внаслідок цього на кожному з етапів технологічного процесу можуть змінюватися хімічний склад, структура, зернистість матеріалу заготовки, а, отже, механічні властивості, фізичні властивості, хімічні властивості, стан поверхневого шару.

Таким чином, для досягнення необхідних властивостей матеріалу деталі необхідно враховувати наступне:

  1. будувати технологічний процес виготовлення деталі так, щоб забезпечити необхідні властивості матеріалу деталі поряд з її геометричною точністю;

  2. виходячи з необхідних властивостей матеріалу деталі і з урахуванням зміни цих властивостей в процесі виготовлення, пред'явити комплекс вимог до матеріалу заготівки (наприклад, жидкотекучесть, добре обробляється);

  3. забезпечити дотримання вимог до матеріалу заготівлі в технологічному процесі її виготовлення (лиття, кування, штампування відрізки).

Для того щоб свідомо обрати технологічний процес отримання заготовки і забезпечити необхідну якість матеріалу деталі в процесі її, виготовлення, необхідно знати, як формуються властивості матеріалу в процесі отримання заготовки і в процесі виготовлення деталі.

Вид заготовки і спосіб її отримання вибирають з урахуванням її наступної обробки на основі техніко-економічного аналізу.

На вибір заготівлі впливає марка матеріалу і конструкції деталі. На вибір способу одержання заготовки окрім матеріалу і конструкції деталі впливають розміри деталі, необхідна точність розмірів деталі, якість поверхні заготовки, обсяг випуску, тип виробництва, характер подальшої механічної та інших видів обробки заготовки.

Різні способи отримання заготовок призводять до різних властивостями їх матеріалу. Структура і розмір зерен матеріалу виливки залежить від багатьох факторів: кількості і властивості домішок в чистому металі чи легуючих елементів у сплаві, температури розливання, швидкості охолодження при кристалізації, конфігурації, теплопровідності, стану внутрішніх поверхонь ливарної форми 1.

Від структури і зернистості матеріалу виливки залежать його механічні властивості.

Властивості матеріалу литої заготовки багато в чому залежить від її конфігурації. Конструкція виливки повинна створювати можливість одночасного або послідовно спрямованого затвердіння її частин. Потрібно прагнути при проектуванні до рівномірним перетинах стінок або поступового збільшення масивності стінок в передбачуваному напрямку затвердіння матеріалу.

Нерівномірність охолодження різних частин виливків, опір форми і стрижнів вільної усадки металу призводять до утворення тріщин, усадочних раковин і залишкових напружень.

Швидке охолодження тонких стінок призводить до «вибілити» поверхонь.

Пластичне деформування матеріалу, також супроводжується зміною його фізико-механічних властивостей. При прокатці і куванні злитків металу відбувається деформування його дендритной структури, зерна металу витягуються, і його механічні властивості в поздовжньому і поперечному напрямках стають різними, що служить причиною зниження міцності заготовок і появи залишкових напружень. При пластичному деформуванні велике значення має температура нагрівання. Порушення теплового режиму призводить до утворення тріщин, грубозернистої, дефектної структурі (перегріта сталь) і до невиправному шлюбу - пережогу (оплавлення і окислюванню металу за кордон зерен). Якщо деформування здійснюється без попереднього нагрівання, то в металі відбувається ряд явищ (виникають залишкові напруги, руйнуються окремі кристали), в результаті яких деталь придбає наклеп. Наклеп ускладнює пластичне деформування і призводить до руйнування металу.

Для технологічного процесу виготовлення деталі, велике значення має оброблюваність матеріалу різанням.

Оброблюваність різанням - здатність піддаватися обробці різанням, залежить, від хімічного складу матеріалу заготовки, його структури, зернистості, а також від властивостей матеріалу різального інструменту.

До показників оброблюваності відносяться сила різання (момент обертання) в порівнянні з еталонним матеріалом (сталь 45); ефективна потужність, що витрачається на різання; схильність до наростообразованію на інструменті; інтенсивність зношування інструменту; якість поверхонь (шорсткість, залишкова напруга на поверхневому шарі).

Значення показників оброблюваності конструкційного матеріалу цього хімічного складу і структурного стану визначаються твердістю, межею міцності, відносним подовженням, коефіцієнтом тертя, властивістю зношування леза інструментів, теплопровідністю і т.д.

Для зменшення недоліків структури матеріалу в литих заготовках (особливо в сталевих), а також у кованих і штампованих заготовках (грубозернистого будови в результаті перегріву і рано закінченою кування, наклепу, залишкової напруги) заготовки піддають термічній обробці (отжигу і нормалізації).

У результаті термічної обробки покращують механічні і технологічні властивості матеріалу. Формування значення будь-якого показника властивостей матеріалу заготовки є випадковим процесом. Тому неминучі відхилення від номінальних значень необхідно обмежувати допусками. Однак призначення допусків можливо лише з урахуванням тих змін, які властивості матеріалу зазнають в процесі виготовлення деталі 2.

Вплив механічної обробки на властивості матеріалу заготовок визначається дією сил. Теплоти і хімічних явищ, що супроводжують процес формування поверхневих шарів оброблюваних поверхонь деталі.

При обробці різанням під впливом сили в поверхневому шарі матеріалу заготовки виникають пружні і пластичні деформації. Пластичне деформування матеріалу супроводжується його зміцненням (наклепом) і зміною його механічних, фізичних і хімічних властивостей.

При точінні ступінь наклепу збільшується із зростанням сил різання. Чому сприяють збільшення глибини різання і подачі, перехід від позитивних передніх кутів різців до негативних, великі радіуси закруглення і затуплення різців. Але в той же час зміна режимів обробки, що приводить до збільшення кількості теплоти в зоні різання, створює умови для відпочинку матеріалу і зняття наклепу з поверхневого шару.

Загальні закономірності утворення наклепу характерні для точіння, фрезерування, шліфування та інших механічних способів обробки.

Інтенсивність і глибина поширення наклепу залежить також від властивостей матеріалу заготовки у взаємозв'язку зі швидкістю різання.

У процесі механічної обробки в поверхневих шарах заготівлі виникають залишкові напруги, причинами яких є відмінності умов у верхніх і нижніх соях матеріалу. Під впливом різального інструменту в поверхневому шарі металу відбувається пластичне деформування. Зміни форми кристалічних зерен. Нагрівання поверхневого шару до високих температур, структурні перетворення. Ці явища можуть супроводжуватися змінами в поверхневому шарі щільності обсягу матеріалу, переформування кристалічних зерен, тепловими деформаціями. Змінам стану поверхневого шару перешкоджають нижні шари матеріалу. У результаті складної взаємодії явищ у поверхневих і нижчих шарах матеріалу виникають залишкові напруги протилежних знаків (розтягнення і стиснення).

Велике значення у формуванні залишкових напружень мають хімічний склад матеріалу і його схильність до структурних змін, пластичність, твердість. Пружність, теплопровідність і ін механічні та фізичні властивості.

Прямий вплив на властивості матеріалу поверхневого шару надає теплота, що виникає в зоні різання. Структурні зміни матеріалу поверхневого шару під впливом теплоти можуть бути різними в різних засобах обробки і приводити до виходу з ладу (прижоги, дрібним тріщин і т.п.).

Температура в зоні різання впливає і на хімічний склад матеріалу поверхневого шару. Якщо температура нагріву поверхневого шару перевищить температуру плавлення будь-якого компоненту в сплаві металу, то це може призвести до вигоряння легуючого компонента. Нагрівання поверхневого шару інтенсифікує окислювальні процеси, що відбуваються в ньому, і призводить до зміни його хімічного складу.

Основним завданням термообробки заготовок є зміна структури і властивостей їх матеріалу, спрямовані, частіше за все, на отримання більш дрібного зерна. Термічній обробці піддаються злитки, виливки, поковки, зварні з'єднання, заготовки, отримані з прокату, а також деталі, виготовлені з різноманітних металів і сплавів.

Основними видами термічної обробки заготовок зі сталей є відпал, нормалізація, гарт і відпустку.

Відпал (нагрівання дол температури вище А с3 на 30-50 ° С і охолодження зі швидкістю 100-200 ° С / год для вуглецевих сталей і 20-70 ° С / год - для легованих) заготовок зі сталей проводять для зниження твердості, підвищення пластичності та отримання однорідної дрібнозернистої структури.

Нормалізація повідомляє стали більш високу міцність, ніж відпал, через більшу швидкості охолодження (після нагрівання заготівлю охолоджують на повітрі).

Загартування забезпечує в заготовках із сталі структури найвищої твердості (після нагрівання охолодження здійснюється зануренням заготовки у воду або масло, що мають температуру 20-25 ° С).

Відпустка забезпечує більшу пластичність матеріалу та зняття залишкових напруг. Залежно від температури нагрівання розрізняють три види відпустки: низький (при 120-250 ° С), середній (при 350-450 ° С) і високий (при 500-680 ° С).

Комбіновану термічну обробку заготовок з конструкційних сталей, що складається з повної гарту і високого відпустки називають поліпшенням.

Отримання необхідних властивостей матеріалу заготовки, що піддається термообробці, залежить від його хімічного складу, ступеня його однорідності й чистоти, наявності залишкових напружень, форми і розмірів заготовки, правильного вибору і дотримання режимів термообробки.

Хіміко-термічну обробку (СТВ) застосовують для поверхневого зміцнення і протидії впливу на поверхню агресивних середовищ. Найбільшого поширення в машинобудуванні отримали процеси: цементації, ціанування і азотування.

Цементація являє собою процес збагачення поверхневого шару (0,5-2,2 мм) низьковуглецевої сталі вуглецем. Подальша гарт повідомляє поверхневому шару високу твердість (HRC 64 ... 66) і в'язкість серцевини і підвищує зносостійкість і втомну міцність деталі. Цементацію здійснюють у твердому або газоподібному карбюризаторе при температурі 920-1050 ° С. Зазвичай цементації піддають не всі, а лише окремі поверхні заготовок, тому нецементіруемие поверхні повинні бути ізольовані. Існують різні способи ізолювання: обміднення, застосування спеціальних обмазок, призначення припусків, що видаляються з заготівлі після цементації до гарту. В останньому випадку в технологічному процесі виготовлення деталі на перших етапах обробляють поверхні заготовки, що підлягають цементації з припуском під обробку після гарту. Решта поверхні або не обробляють, або обробляють з припуском в 1,5-2 рази перевищує задану глибину цементованого шару. Після цементації захисні і цементовані шари з цих поверхонь видаляють, і заготівлю направляють на загартування, в результаті якої високу твердість придбають тільки цементовані поверхні.

Ціанування, як і цементація, підвищує твердість поверхневого шару, зносостійкість і втомну міцність. Процес насичення поверхневого шару матеріалу вуглецем ведуть при температурі 820-950 ° С з застосуванням як карбюризатора ціаністих сполук (рідких, газоподібних, твердих). Цианирование забезпечує велику зносостійкість, ніж цементація через вміст в поверхневому шару азоту.

Азотування застосовують для підвищення твердості, зносостійкості і межі витривалості деталей машин, що виготовляються з легованих сталей і чавуну. До азотування деталі піддають гарту і високому відпуску, проводять чистову обробку заготовки, а після азотування - оздоблювальну обробку (тонке шліфування, притирання, доведення й т.п.). Насичення азотом ведуть при температурі 500-600 ° С в муфеля або контейнерах, через які пропускають аміак. Азотуванню піддають лише окремі поверхні, всі інші захищають гальванічним лудінням. Азотування більш тривалий процес, ніж цементація, що вимагає 50-60 год витримки, при товщині шару азотированного, що не перевищує 0,5 мм.

Вибір матеріалу і розробка конструкції повинні вестися з урахуванням умов, в яких їй належить працювати.

Основними причинами відмов деталей в працюючій машині є зношування, корозія, перерозподіл залишкових напруг, що призводять до втрати геометричній точності деталі, а також втомні явища в матеріалі, і як наслідок поломка деталі.

Конструктор зазвичай вказує у кресленнях марку сталі, твердість, шорсткість. Але ці вимоги не охоплюють весь комплекс показників, що визначають експлуатаційні властивості деталі.

Механічні, фізичні та хімічні властивості матеріальної деталі досягають у процесі її виготовлення через хімічний склад, структуру його, зернистість, структуру залишкових напружень, якість поверхневого шару.

Зв'язок між двома групами поки в повному обсязі не встановлена ​​(за винятком окремих випадків) і є на сьогодні найважливішою проблемою для матеріалознавців і технологів.

Джерелами можливих відхилень властивостей матеріалу в технологічному процесі є:

  1. Неправильний вибір вихідного матеріалу і його дефекти.

  2. Вибір способу отримання заготовки (не забезпечує необхідну структуру, механічні та хімічні властивості матеріалу і можливість отримання потрібних властивостей в технологічному процесі виготовлення деталі).

  3. Дефекти заготовки, що зачіпають властивості її матеріалу.

  4. Невідповідність властивостям матеріалу послідовності, способів і режимів попередньої обробки заготовок (наслідком чого є структура зміни матеріалу, залишкові напруги, тріщини).

  5. Невідповідність марці матеріалу режимів ТО і ХТО (обезуглероживание, тріщини).

  6. Неправильний вибір способів і режимів оздоблювальної обробки заготовок (гарт або відпустку, перенаклеп і лущення і т.п.).

  7. Залишковий напругу в матеріалі сталі, що викликає її викривлення 3.

2. Розробка технологічних процесів виготовлення. Виливок. Вібрація

Завдання розробки технологічного процесу виготовлення деталі полягає в знаходженні для даних виробничих умов оптимального варіанту переходу від напівфабрикату, що поставляється на машинобудівний завод, до готової деталі. Обраний варіант повинен забезпечувати необхідну якість деталі при найменшій її собівартості. Технологічний процес виготовлення деталі рекомендується розробляти в наступній послідовності:

  1. вивчити за кресленнями службове призначення деталі і проаналізувати відповідність йому технічних вимог і норм точності;

  2. виявити число деталей, що підлягають виготовленню в одиницю часу і по неизменяемом кресленням, намітити вигляд і форму організації виробничого процесу;

  3. вибрати напівфабрикат, з якого повинна бути виготовлена ​​деталь;

  4. вибрати технологічний процес отримання заготовки, якщо неекономічно або фізично неможливо виготовляти деталь безпосередньо з напівфабрикату;

  1. обгрунтувати вибір технологічних баз і встановити послідовність обробки поверхонь заготовки;

  2. вибрати способи обробки поверхонь заготовки і встановити число переходів по обробці кожної поверхні виходячи з вимог до якості деталі;

  3. розрахувати припуски і встановити межпереходние розміри і допуски на відхилення всіх показників точності деталі;

  4. оформити креслення заготовки;

  5. вибрати режими обробки, що забезпечують необхідну якість деталі і продуктивність;

  6. пронормувати технологічний процес виготовлення деталі;

  7. сформувати операції з переходів і вибрати обладнання для їх здійснення;

  8. виконати розмірний аналіз технологічного процесу;

  9. виявити необхідну технологічну оснастку для виконання кожної операції і розробити вимоги, яким повинен відповідати кожен вид оснащення;

  10. розробити інші варіанти технологічного процесу виготовлення деталі, розрахувати їх собівартість і вибрати найбільш економічний варіант;

  11. оформити технологічну документацію;

  12. розробити технічні завдання на конструювання нестандартного обладнання, пристосувань, ріжучого і вимірювального інструменту.

При розробці технологічного процесу виготовлення деталі використовують креслення складальної одиниці, до складу якої входить деталь, креслення самої деталі, відомості про кількісний випуску деталей, стандарти на напівфабрикати та заготовки, типові і групові технологічні процеси, технологічні характеристики обладнання та інструментів, різного роду довідкову літературу. Керівні матеріали, інструкції, нормативи.

Технологічний процес розробляють або з прив'язкою до чинного, або для створюваного виробництва. В останньому випадку технолог володіє більшою свободою у прийнятті рішень з побудови технологічного процесу і вибору засобів для його здійснення.

Деталь є елементарною частиною складальної одиниці. Тому, приступаючи до формулювання її службового призначення, необхідно вивчити креслення і службове призначення складальної одиниці, в яку входить дана деталь.

Формулюючи службове призначення деталі, необхідно не тільки чітко сформулювати завдання, для вирішення яких призначена деталь, але і описати умови, в яких деталь має виконувати своє службове призначення протягом усього терміну служби.

З'ясовуючи службове призначення деталі і її роль в роботі РЄ, необхідно розібратися у функціях, виконуваних її поверхнями, які можуть бути: виконавчими, основними, допоміжними або вільними.

Для того щоб деталь могла економічно виконувати своє службове призначення, вона повинна володіти необхідною якістю. Найважливішим і найбільш трудомістким при досягненні показником якості деталі, як і РЄ, є її точність. Характеризується вона поруч технічних вимог.

Враховуючи значимість технічних вимог, які є підставою для прийняття найважливіших рішень при проектуванні технологічного процесу виготовлення деталі, необхідно кожне технічна вимога проаналізувати з урахуванням рішень, прийнятих при розробці технологічного процесу складання РЄ, в яку входить дана деталь. Таким чином, при аналізі технічних вимог на деталь необхідно враховувати: СН складальної одиниці, технічні вимоги на РЄ, методи досягнення необхідної точності по кожному технічному вимогу на СЕ, ТП складання РЄ.

Аналіз і коригування ТТ на деталь зручно виконувати в кілька етапів. На першому етапі аналізується і коректується номенклатура ТТ, яка умовно складається з 2 груп. До однієї групи належать показники, що характеризують точність кожної поверхні деталі: точність розмірів (довжина, , Висота і т.п.); точність форми (макроотклоненіе, хвилястість, мікроотклоненія); твердість, покриття і т.п.

До другої групи належать показники, що характеризують відносне розташування всіх поверхонь деталі (паралельність, симетричність, співвісність і т.п.).

Виявлені неточні або неправильні формулювання ТТ коригуються, а відсутні ТТ формулюються заново.

На другому етапі аналізуються і коригуються, у разі необхідності, чисельні значення всіх ТТ.

Основними факторами, що впливають на рішення, прийняті на етапі вибору заготовки розробки технологічного процесу виготовлення деталі, є: конструкція деталі, матеріал, службове призначення, технічні вимоги, програми випуску в рік (N г) і по незмінним кресленнями (N н.ч.) ; тип виробництва, вид і форма організації виробництва, вартість матеріалу (напівфабрикату), собівартість вихідної заготовки, одержуваної тим чи іншим методом; витрата матеріалу, собівартість виготовлення деталі з вихідної заготовки.

Вибір вихідної заготовки і методу її отримання повинен забезпечувати мінімальну собівартість деталі. Початкова заготовка - заготівля перед першою технологічною операцією механічної обробки.

Для того щоб простіше уявити послідовність вибору початкової заготовки, на рис. 1 наведена схема.

Рис. 1. Схема вибору вихідної заготовки

Підставою для вибору технологічних баз є службове призначення поверхонь деталі і встановлені між ними розмірні зв'язку.

Вибір технологічних баз залежить: від технологічних вимог, що характеризують точність розмірів, розташування і макрогеометрії поверхонь деталі (за винятком випадків їх обробки мірним інструментом); від можливостей існуючого парку обладнання і технологічної оснастки.

Вибір технологічних баз виконують у два етапи:

  1. вибирають технологічні бази, необхідні для отримання найбільш відповідальних показників точності деталі і використовуються при обробці більшості поверхонь заготовки;

  2. вибирають технологічні бази на першій (перших) операції технологічного процесу.

Вибір технологічних баз для обробки більшості поверхонь заготовки визначає ті поверхні, з яких необхідно починати її обробку. Вибір технологічних баз на першій (перших) операції пов'язані з рішенням двох груп завдань:

  • встановленням зв'язків між оброблюваними і залишаються необробленими поверхнями;

  • розподілом припусків між робочою поверхнею.

Зазвичай можливі кілька варіантів. Кожен варіант базування забезпечує пряме (найкоротша), тобто найкраще рішення лише одного завдання з усієї сукупності. Тому потрібно вибрати той варіант, який забезпечує всі технологічні вимоги в межах допустимих відхилень і менш складний у реалізації схем базування.

Обраний варіант базування служить основою при визначенні послідовності обробки поверхонь заготовки. Разом з тим, визначаючи послідовність обробки, враховують: конструктивні особливості деталі; вимоги до її якості; методи отримання розмірів, властивості заготівлі (матеріал, маса, розміри, припуски на обробку); можливості обладнання, необхідність у термічній обробці; організацію виробничого процесу та ін .

Обробку заготовки починають зазвичай з підготовки технологічних баз. У комплекті баз в першу чергу обробляють поверхню (або поєднання поверхонь), що позбавляє заготовку більшого числа ступенів свободи (настановна або подвійна напрямна база). Базування заготовки по необробленим поверхнях у напрямку витримує розмірів припустиме лише один раз.

На початку технологічного процесу зазвичай прагнуть зняти з заготівлі найбільші припуски з тим, щоб створити кращі умови для перерозподілу залишкових напружень у заготівлі і розкрити можливі дефекти на ранній стадії обробки.

Високі вимоги до точності форми, розмірів і відносного положення поверхонь деталі змушують вести обробку заготівлі в кілька переходів. В окремих випадках попередню і остаточну обробку поверхні виконують послідовно при одній установці заготовки. Найчастіше ці етапи розділяють, відносячи остаточну обробку поверхонь на кінець технологічного процесу. У кінець технологічного процесу виносять обробку легкоповреждаемих поверхонь.

На послідовність обробки поверхонь заготовки впливають термічна (ТО) і хіміко-термічна обробка (ХТО). Неминуче деформування заготовки в результаті такої обробки змушує передбачати в технологічному процесі попередню і остаточну обробку і починати останню з «редагування» технологічних баз. Поверхні, виправлення яких після ТО важко (наприклад, кріпильні отвори в корпусних деталях), обробляють після її виконання. Деякі види ХТО ускладнюють процес механічної обробки. Так, при цементації, якщо потрібно науглеродіть тільки окремі поверхні заготовки, інші захищають або обміднення, або додатковим припуском, видаляється після цементації, але до гарту.

Впливає на послідовність обробки поверхонь та необхідність дотримання черговості в освіті різних конструктивних елементів деталі. Наприклад, кріпильні різьбові отвори потрібно обробляти після того, як буде остаточно оброблена поверхня заготовки, з якою вони пов'язані. В іншому випадку різьби в отворах будуть зіпсовані.

Все перераховане є основою для розробки технологічного процесу механічної обробки заготовки 4.

Проектування технологічного процесу виготовлення виливка включає розробку необхідної технологічної документації: креслень, розрахунків, технологічних карт та ін Обсяг технологічної документації залежить від типу виробництва (одиничне, дрібносерійне, серійне, масове). В умовах одиничного і дрібносерійного виробництва всі технологічні вказівки наносять безпосередньо на креслення деталі. При серійному і масовому виробництві на підставі аналізу технічних умов на деталь і її конструкції, розрахунків та довідкових даних розробляють креслення виливка, креслення моделей, стрижневих ящиків, модельних плит і т.д.

Перш ніж приступити до проектування технології виготовлення виливка, необхідно оцінити можливості та доцільність виконання замовлення на даному підприємстві, керуючись технічними можливостями різних способів лиття, загальними принципами класифікації виливків по їх характерними ознаками, відомостям про потужність підйомно-транспортних засобів, наявності необхідного технологічного обладнання, опок , матеріалів та ін

Технологічною називають таку конструкцію виробу або складових її елементів (деталей, вузлів, механізмів), яка забезпечує задані експлуатаційні властивості продукції і дозволяє при даній серійності виготовляти її з найменшими витратами. Технологічна конструкція характеризується простотою компонування, досконалістю форм. При наявності відхилень від зазначених вимог має бути поставлене питання про внесення в конструкцію деталі необхідних змін.

При визначенні положення виливка у формі потрібно керуватися декількома правилами, підтвердженими багаторічною практикою.

  1. Найбільш відповідальні робочі частини, плоскі поверхні великої протяжності, місця, що підлягають механічній обробці, потрібно, по можливості, розташовувати внизу; в крайньому випадку - вертикально або похило. При вимушеному розташуванні оброблюваних поверхонь вгорі потрібно забезпечити такі умови, при яких піщані та газові раковини могли б утворитися тільки в видаляються при обробці частинах виливки.

  2. Форми для виливків, що мають конфігурацію тіл обертання (гільзи, барабани, шпинделі тощо) з робочою зовнішніми і внутрішніми поверхнями, краще заливати у вертикальному положенні або відцентровим способом. Іноді доцільно формовку виконувати в одному положенні, а заливати форму в іншому.

  3. Для виливків, що мають внутрішні порожнини, утворені стрижнями, вибраного положення повинно забезпечувати можливість перевірки розмірів порожнини форми при збірці, а також надійне кріплення стрижнів.

  4. Для попередження недоливів тонкі стінки виливка слід розташовувати в нижній частині напівформи, бажано вертикально або похило, причому шлях проходження металу від литниковой системи до тонких стінок повинен бути найкоротший.

  5. Відлиття зі сплавів з великою усадкою розташовувати в положенні, зручному для харчування їх металом верхніх або бічних відвідних прибутків.

  6. Форми для станин, плит та інших виливків з великим числом ребер повинні бути при заливці розташовані так, щоб була можливість направити метал уздовж стрижнів і виступів форми.

Важливим є визначення оптимального числа виливків у формі. В умови одиничного і дрібносерійного виробництва виливків у піщаних формах бажано у формі розміщувати одну виливок.

Вибір поверхні розняття форми підпорядкований вибору положення форми при заливці. При визначенні поверхні розняття форми необхідно керуватися наступними положеннями:

  • форма і модель, по можливості, повинні мати одну поверхню роз'єму, бажано плоску горизонтальну, зручну для виготовлення і збірки форми;

  • модель повинна вільно витягуватися з форми;

  • всю виливок, якщо дозволяє її конструкція, потрібно розташовувати в одній (переважно в нижній) полуформе з метою виключення перекосу;

  • при формуванні в парних опоках слід прагнути до того, щоб загальна висота форми була мінімальною 5.

Технологічна система з її пружними властивостями і процесами різання, тертя, процесами, що протікають в приводах, являють собою складну і замкнуту динамічну систему. Її замкнутість обумовлюється зв'язками між ланками системи, завдяки яким всякий вплив на систему ззовні або що виникло в ній сприймається всією системою. Часті випадки, коли процес спокійного різання порушується, ланки системи починають здійснювати коливальні рухи, не передбачені схемою обробки. Сталі коливання значної частоти, називають вібраціями.

З виникненням вібрації коливаються верстат, пристосування, інструмент і заготівля, в результаті на поверхні заготовки виникають хвилі, підвищуються значення параметрів шорсткості. Вібрації супроводжуються характерним шумом, зниженням стійкості інструменту, і навіть порушенням з'єднань деталей верстата й пристосування. Виникнення вібрацій знижують продуктивність процесу обробки, тому що змушує працювати на знижених режимах.

Розрізняють два види вібрацій: вимушені та автоколивання.

Причинами вимушених вібрацій зазвичай є коливання, що передаються ззовні; динамічна неврівноваженість швидко обертових деталей верстата, ріжучого інструменту або заготовки; дефекти передач у верстаті; наявність зазору між деталями; переривчастий характер різання і т.п. У всіх цих випадках виникнення вібрації легко пояснити, тому що в наявності джерело вібрації.

На відміну від вимушених коливань автоколивання представляють собою незгасаючі коливання, викликані змінної силою, що діє в здійснюваному процесі. Автоколивання виникають в процесі різання при певних умовах і продовжуються поки ці умови не будуть змінені або не припиниться процес різання.

При дослідженні автоколивань використовується механічна модель технологічної системи.

Існують наступні заходи щодо підвищення стійкості технологічної системи до вібрацій.

  1. Підвищення жорсткості технологічної системи - всіх її складових ланок, включаючи заготовку. Збільшення жорсткості підвищує частоту власних коливань системи і зменшує їх амплітуду.

  2. Зменшення відцентрових сил у технологічній системі шляхом кращої балансування Швидкообертаюча деталей.

  3. Вибір режимів різання, при яких обробка заготовки буде йти за відсутності вібрацій.

  4. Вибір інструмента, геометрія якого підвищує вібростійкість технологічної системи. З цією метою рекомендується застосовувати інструменти, що мають кути в плані більше 45 o, передні кути - позитивні, малий радіус при вершині, можливо малий задній кут, не працювати сильно тупі інструментом.

  5. Ізоляція технологічної системи від зовнішніх впливів у вигляді коливань інших верстатів, молотів, що працюють двигунів і т.п. засобами ізоляції служать віброопори, на які встановлюють верстат.

  6. Застосування віброгасителем гідравлічних, механічних, ударної дії і т.д., що поглинають енергію коливального руху і знижують інтенсивність вібрацій 6.

3. Досягнення необхідної точності деталей у процесі виготовлення. Жорсткість технологічної системи

Статична настройка технологічної системи - первісне переказ необхідного положення різального інструмента щодо виконавчих поверхонь верстата. Для налаштування технологічної системи необхідно знати робітник настроювальний розмір (АР). При цьому необхідно розрізняти обробку однієї деталі або партії деталей.

При налаштуванні технологічної системи на обробку однієї деталі робочим налагоджувальних розмірів вибирається розмір, що знаходиться в межах поля допуску, наприклад А СР:

.

Робочий прагне дотримуватися безпечної межі поля допуску, зміщуючи робочий настроювальний розмір в її бік.

Якщо під час налаштування ріжучу кромку інструмента розташувати на відстані А р щодо технологічної бази заготівлі, то розмір, отриманий в результаті обробки, буде відрізнятися від АР на величину розміру динамічного настроювання системи А д. Тому розмір А с (розмір статичної налаштування) технологічної системи визначається, як:

або

в залежності від знаку.

Труднощі налаштування полягає в тому, що заздалегідь невідомо відхилення (Δ д) розміру А д, так як воно є випадковою величиною. Тому до цих пір дуже широко використовується метод пробних проходів.

Завдання налаштування технологічної системи для обробки партії заготовок залежить від надання такого положення ω т щодо меж поля допуску Т, при якому можна отримати найбільшу кількість придатних деталей до поднастройкі системи.

Для визначення АР необхідно знати: миттєве поле розсіювання ω т розмірів і характер сукупного впливу систематичних факторів на положення центру групування М (х) і його зміщення у часі.

Якщо ступінь впливу систематичних факторів, що зміщують М (х) (вгору і вниз) рівноцінна, то робочим налагоджувальних розмірів обирається середній розмір:

Необхідність визначати значення М (х) і його положення відносно А р призвела до появи таких методів налаштування за пробним деталей.

  1. Налаштування за допомогою універсальних вимірювальних засобів. Універсальні вимірювальні засоби дозволяють виміряти розміри деталей, що складають групу, обчислити А гр.ср. і визначити місце розташування М (х) відносно А Р. Недоліком методу є висока трудомісткість.

  2. Налаштування за жорстким граничним калібрів. При використанні граничних калібрів можна встановити лише знаходяться чи ні розміри пробних деталей в межах поля допуску.

  3. Налаштування за звуженим граничним калібрів. При цьому методі налагоджувальник використовує спеціальні калібри, охоплюють допуск на похибку налаштування технологічної системи. У цьому випадку наладчик в змозі надати необхідну становище, і якісно налаштувати верстат.

  4. Налаштування зі спостереження за знаками відхилень. Налагоджувальник використовує калібр, розмір якого дорівнює А р. Налаштування починають з отримання мінусового і плюсового відхилень розмірів деталей від розміру А р. Налаштування ведуть до тих пір, поки не будуть отримані відхилення «--++» або «---++» або «--+++». Метод використовується при виготовленні простих і дешевих деталей, так як велика витрата заготовок при налаштуванні 7.

Налаштування технологічної системи починається з установки пристосувань. Для спрощення процесу установки пристосувань на виконавчих поверхнях верстатів роблять пази. Центруючі паски, посадочні гнізда й т.п., а у пристосувань - шпонки, виточки, циліндричні або конічні хвостовики і т.д.

Найбільш простим засобом скорочення витрат часу на налаштування верстата є раніше виготовлена ​​деталь або спеціальний еталон. Особливо часто цей спосіб застосовують при обробці заготовок декількома інструментами. Полягає він у тому, що інструмент ріжучими крайками призводять до зіткнення з еталоном і закріплюють.

При обробці заготовок складного профілю, великих габаритних розмірів і маси використовують, для настроювання, спеціально виготовлені габарити. Габарит являє собою профіль деталі, який виготовляють у вигляді виливка або зварної конструкції невеликої товщини. Робочі поверхні захищають гартованими накладними пластинками.

При виготовленні деталей простих форм іноді для налаштування використовують плоськопараллельниє заходи, які встановлюють на спеціальні майданчики пристосувань.

Для захисту поверхонь використовуються щупи або цигарковий папір. Точність настройки за еталонами і габаритами невисока (0,05-0,10 мм). Для підвищення точності настройки верстати постачають спеціальними вимірювальними засобами. Більшою мірою точність настройки залежить від кваліфікації оператора.

Необхідність поднастройкі виникає через те, що під впливом систематичних факторів точність початкового налаштування втрачається і можлива поява шлюбу.

Поднастройка - відновлення необхідного положення ріжучої крайки інструмента щодо системи координат верстата. Найскладнішим при проведенні поднастройкі є визначення моменту поднастройкі. При виготовленні деталей у великих кількостях періодично беруть вибірку, що складається з декількох деталей, визначають А гр.ср, зіставляють з допуском та відображають на діаграмі групових середніх розмірів. На діаграмі наносяться межі поля допуску на який витримує розмір А і контрольні межі, які не повинні переступати значення А гр.ср розмірів. Досягнення значення А гр.ср однієї з контрольних меж служить сигналом для поднастройкі. Технологічні системи поднастраівают з використанням різних методів досягнення точності.

Найбільше застосування мають методи повної та неповної взаємозалежності регулювання та пригону.

Методами повної і неповної взаємозалежності здійснюється поднастройка при обробці мірним інструментом (свердлом, розгорткою, протяжкою і т.п.). Весь мірний інструмент взаємозамінний. Поднастройка зводиться до заміни зносився інструменту новим.

Широко застосовуємо метод регулювання з використанням рухливих компенсаторів. Роль рухливих компенсаторів виконують різні пристрої (рухливі супорти, бабки і т. п).

Характерним прикладом методу пригону є метод пробних проходів. Для переходу від розміру заготівлі А до розміру деталі А 1 в процесі налаштування або поднастройкі виконується кілька ходів. Припуск А 2 в даному випадку є компенсатором.

При врізанні ріжучих крайок інструмента в матеріал заготовки, технологічна система підпадає під впливом сил різання, що переміщаються мас її деталей, вузлів і заготовки, а також теплоти. Під дією сил, через зазорів у стиках деталей технологічної системи, контактної та пружного деформування заготівля та ріжучий інструмент починають переміщатися в просторі в напрямках, не передбачених кінематикою процесу обробки.

Переміщення відбувається до тих пір, поки сили опору, створювані пружними властивостями матеріалу деталей, шарами МОР, силами тертя, силами ваги деталей не урівноважать дію зовнішніх сил і поки в технологічній системі не створюється натяг, необхідний для знімання шару матеріалу з заготовки.

До того ж, в міру нагрівання деформуються деталі системи СНІД, що також призводить до зміни відносного положення, досягнутого при статичної налаштування. Переміщення відбуваються до досягнення рівня теплового рівноваги.

У процесі обробки заготовки рівноважний стан технологічної системи безперервно порушується. Причинами є: мінливість припуску, коливання властивостей матеріалу, зміна режимів обробки, зношування різального інструменту та ін

Це призводить до додаткових переміщенням в просторі ріжучої крайки інструмента та заготовки, до змін ступеня деформування елементів технологічної системи.

Відхилення, що виникають у процесі обробки заготовки, називаються похибками динамічного настроювання.

Одним із потужних факторів динамічного характеру є сила різання Р і її коливання. З відомих формул можна визначити, що значний вплив на силу різання надає глибина (t) і властивості матеріалу заготівки, що характеризується коефіцієнтом К М. Глибина різання визначається припуском на обробку, коливання значень якого є одним з вирішальних факторів, що впливають на точність деталі.

Відхилення припусків на обробку. Значення і коливання значень припусків залежать в основному від точності заготовок, що надходять на обробку. Причому коливання припуску спостерігаються не тільки у різних заготовок даного найменування, але і в межах однієї поверхні. Тому сили різання можуть змінюватися не тільки при переході до обробки інший заготовки, але і при обробці різних ділянок поверхні однієї і тієї ж заготовки. Нерівномірний припуск на окремій поверхні призводить до відхилень форми поверхні. Коливання припусків в партії заготовок є причиною розсіювання розмірів деталей. Надмірна і нерівномірний припуск змушує призначати додаткові робочі ходи, що веде до зниження продуктивності процесу виготовлення деталі та підвищення її собівартості. Необхідно прагнути до зменшення припусків.

Відхилення властивостей матеріалу заготовок. Також як і припуски, неоднорідні властивостей матеріалу заготовок впливають на точність деталей через зміни сил різання. Зв'язок сил різання прийнято враховувати коефіцієнтом К М, поставленим у залежність від твердості матеріалу. Наприклад: для гарячекатаних та відпалених сталей - До М = 1, для алюмінію та силуміну - До М = 2 і т. д.

Значення припусків і характеристики властивостей матеріалу в технологічному процесі виготовлення деталі виступають як випадкові величини. Тому і сила різання є випадковою.

Зв'язок точності виготовлення деталей з припущеннями і властивостями матеріалу заготовок зводиться до наступного. Значення припуску і характер властивостей матеріалу заготовок визначає значення сили різання.

Сила різання через жорсткість технологічної системи трансформується у відносне пружне переміщення різального інструменту і заготовки, що є основною частиною ω д.

Використання поняття еквівалентної сили пояснює незрозумілі явища, що отримали назву «негативної» та «нескінченної» жорсткості.

Жорсткість технологічної системи змінна. Значення характеристик жорсткості верстата в статичному стані і під час його роботи не однакові. Таким чином:

  1. Під жорсткістю РЄ та технологічної системи слід розуміти їх спроможність чинити опір переміщенню вибраної точки в напрямку дії сили, що породжує це переміщення.

  2. Жорсткість слід вимірювати відношенням:

.

  1. Жорсткість є випадковою величиною і не може бути негативною або нескінченно великою.

  2. Умови вимірювання жорсткості вимагають суворої регламентації - вказівки координат точок вимірювання, прикладених навантажень, t ° і т.д.

  3. Величина зворотна жорсткості, отримала назву податливості:

.

це здатність РЄ чи технологічної системи змінювати відносне положення двох обраних точок під впливом прикладеної сили в напрямі її дії.

Внаслідок розсіювання значень припусків і характеристик властивостей матеріалів заготовок (наприклад, твердості) значення сили різання будуть також розсіюватися від Р мм до Р Мg. Якщо при цьому врахувати, що значення жорсткості технологічної системи випадкові і підлягають розсіювання від J мм до J МG, то, навіть при стабільному розсіянні значень сили різання, значення поля ω y розсіювання пружних переміщень і координати Δ ω y його середини не будуть залишатися постійними.

При виготовленні у великих кількостях однойменних деталей одночасно з жорсткістю технологічної системи, можуть змінюватися і значення характеристик розсіювання припусків і твердості. Такі зміни спричинять за собою зміни значень сил різання, що відіб'ється на полі ω y розсіювання пружних переміщень і координаті Δω y його середини і призведе до зміни точності деталей.

Збільшення поля розсіювання значень твердості (припуску) заготовок викличе збільшення поля розсіювання значень сили різання, яке, у свою чергу, викличе збільшення поля розсіювання пружних переміщень і, в кінцевому рахунку, призведе до розширення миттєвого поля розсіювання розміру валів.

Нерівномірний припуск, що знімається з поверхні заготовки, неоднорідні властивості матеріалу в різних частинах заготівлі, неоднакова жорсткість технологічної системи при обробці заготовки в різних її перетинах призводять до відхилень форми обробленої поверхні деталі. Наприклад, видалення нерівномірного припуску з поверхні заготовки викличе відхилення форми обробленої поверхні в поздовжньому перерізі деталі, певною мірою повторюють форму поверхні заготовки.

Підвищення жорсткості технологічної системи є одним із засобів скорочення похибки ω д динамічного настроювання і збільшення продуктивності обробки. Існують наступні основні шляхи збільшення жорсткості технологічних систем.

  1. Підвищення власної жорсткості конструкції верстатів, пристосувань і різального інструменту за рахунок скорочення числа ланок в конструкторських розмірних ланцюгах, більшої жорсткості самих деталей та застосування пристроїв, що забезпечують попередній натяг найбільш відповідальних елементів технологічної системи.

  2. Забезпечення максимально досяжною жорсткості верстата, пристосувань і інструментів в процесі їх виготовлення. Особливу увагу потрібно приділяти контактної жорсткості поверхонь стиків деталей і якості збірки елементів технологічної системи.

  3. Скорочення числа складових ланок в розмірних ланцюгах технологічних систем. Такого скорочення можна досягти. Застосовуючи пристосування, що виключають або зменшують вплив податливості верстата на точність виготовленої деталі.

  4. Підвищення жорсткості заготовки шляхом застосування додаткових опор, зокрема, люнетів.

  5. Правильні умови і режими експлуатації технологічної системи.

  6. Систематичний нагляд за обладнанням і відновлення його первісної жорсткості регулюванням зазорів в рухомих з'єднаннях. Шабруванням що труться, і зношених поверхонь, періодичний ремонт.

  7. Різноманіття факторів, що впливають на жорсткість технологічної системи, не дозволяють встановити її розрахунковим шляхом. Зазвичай жорсткість технологічної системи визначають емпіричними методами 8.

У процесі обробки заготовок ланки технологічного системи знаходяться під безперервним впливом різних джерел теплоти. Основними джерелами теплоти є механічна робота, що витрачається на різання, і робота з подолання сил тертя рухомими деталями верстата. До цього додається теплота, створювана роботою електричних і гідравлічних систем верстата, теплота, що повідомляється зовнішнім середовищем. Неоднаково нагрітими можуть бути заготовки, що надходять на обробку. Зміни температури технологічної системи породжують додаткові просторові відносні переміщення її виконавчих поверхонь і, як наслідок, додаткові складові похибки динамічного настроювання. Переміщення, породжувані змінами температури, дістали назву температурних деформацій.

Розподіл теплоти в технологічній системі нерівномірно. Одні її компоненти, навіть частини окремих деталей, нагріваються сильніше інші слабше.

Нагрівання деталей верстата відбувається в результаті роботи його механізмів, гідроприводів і електропристроїв. Теплота верстата повідомляється також МОР, нагрівальними приладами, що знаходяться поблизу верстата, повітрям в цеху. Найбільшою мірою в верстаті нагрівається шпиндельної бабки. Температура її корпусу в різних точках може доходити до 30-70 o С, а шпинделів і валів - до 40-100 o С. Менше нагрівається станина. Відповідно до рівня нагріву деталі верстата деформуються в трьох координатних напрямках, порушуючи тим самим первинну точність верстата.

Теплові деформації ріжучого інструменту викликає теплота, відведена із зони різання. Незважаючи на те, що частка теплоти, яка припадає на інструмент, становить лише 2-5%, і її виявляється достатньо для нагріву ріжучих крайок до 900 o С. У результаті, наприклад, зміна вильоту токарних різців середніх розмірів в процесі обробки заготовки можуть доходити до 0,05-0,06 мм. Значення теплових деформацій ріжучого інструменту залежать від швидкості та глибини різання, подачі і геометрії інструменту, його вильоту, ефективності охолодження та інших

Теплові деформації верстата та інструменту протікають в просторі і призводять до відхилень відносного положення заготовки та інструменту, приданого ним в процесі налаштування технологічної системи. Відносне переміщення інструменту і технологічних баз заготівлі служать причиною безперервної зміни значення поточного розміру, що у свою чергу відбивається на всіх геометричних показниках точності деталі: формі, відносному повороті, відстані і розмір отримуваної поверхні.

Зазвичай заготовки обробляють з перервами в роботі верстата, що викликаються, наприклад, необхідністю заміни заготовок. Зміна теплового стану різця і його вильоту тягнуть за собою відхилення форми обробленої поверхні деталі.

Частина теплоти, що виділяється в зоні різання, передається в заготівлю. У залежності від способу режимів обробки відведення теплоти в заготівлю може бути різним. Наприклад, при токарній обробці він може становити до 10% у загальному тепловому балансі, а при свердлінні - до 55%. Отже, в процесі обробки заготівля може значно нагріватися і деформуватися. Причому найбільші деформації виникають при обробці тонкостінних заготовок. У більшості випадків поверхня заготовки обробляють поступово. Тому джерело теплоти в зоні різання безперервно (або з перервами) переміщається по оброблюваній поверхні заготовки 9.

Попереду джерела теплоти в поверхневих шарах заготівлі рухається випереджальна хвиля тепла, яка при підході різця до кінця заготовки істотно збільшує її нагрівання. Пояснюється це тим, що на кордоні двох середовищ (метал-повітря) погіршується теплопровідність середовища і втрачає свою швидкість тепловіддача. Матеріал заготовки при цьому нагрівається і розширюється сильніше, з заготівлі видаляється більший шар матеріалу. Разом із змінами температур заготовки, на різних її ділянках змінюється нагрів різця і його виліт. У результаті після обробки та охолодження заготовки її поверхню знаходить форму.

Причиною зниження точності деталей також може бути і різний ступінь нагріву заготовок, що надходять на обробку, що притаманне масового виробництва. Відмінність умов обробки заготовок на попередніх операціях, порушення черговості їх транспортування з однієї операції на іншу призводить до того, що на обробку потрапляють і слабко і сильно нагріті заготовки. Отримуючи додатковий нагрів при обробці на даній операції, заготовки будуть мати різну усадку при охолодженні. У результаті цього відбудеться не тільки зсув М (х), але і збільшення значення поля ω розсіювання розмірів у партії деталей.

У забезпеченні необхідної точності деталі теплові деформації технологічної системи і заготовок набувають особливої ​​значущості на обробних операціях, де коливання припусків, а, отже, сили різання і пружних переміщень виявляються незначними. Основними заходами щодо зменшення теплових деформацій є наступні: застосування МОР; створення термоконстантних цехів, введення в конструкцію верстатів, пристроїв, що стабілізують температуру; прогрівання верстатів на холостому ходу до початку роботи; скорочення перерв в роботі до мінімуму; настройка технологічної системи на робочий настроювальний розмір, враховує вплив теплових деформацій; вбудовування у верстаті автоматичних подналадчіков; збільшення швидкості різання; шліфування заготовок колами більшого діаметра; установка перед відповідальними операціями термостатичних пристроїв, вирівнюючих температуру заготовок, що надходять на обробку; чергування операцій в технологічному процесі з більшим і меншим нагріванням заготовок; застосування транспортних засобів, що забезпечують дотримання черговості у проходженні заготовками операції технологічного процесу.

Технологічний процес виготовлення станин не може бути виконаний без участі людини. Залежно від рівня автоматизації технологічного устаткування це участь може мати різні форми.

При виготовленні деталі на універсальних верстатах неавтоматизованих у функції робочого входить установка заготовки, настройка верстата, здійснення технологічного процесу обробки заготовки і контроль точності виготовленої деталі. Успішне вирішення завдань, покладеного на робітника залежить від його кваліфікації, стану (ступінь втоми, настрій тощо), стан обладнання та умов, в яких йому доводиться працювати. На точності і характер розподілу відхилень розмірів деталей, виготовлених на універсальних верстатах, відбивається постійна боязнь робочого отримати невиправний брак. Цей психологічний фактор змушує робочого дотримуватися при виготовленні деталі «безпечних меж полів допусків», що призводить до зміщення центру групування розмірів оброблюваних деталей.

При виготовленні деталей на налаштованих напівавтоматичних верстатах функції робочого зводиться до установки заготовки в пристосуванні, включенню верстата і зніманню заготовки або виготовленої деталі. Налаштування верстата частіше здійснює наладчик, він же контролює точність отриманих розмірів. Незважаючи на те, що роль кваліфікації робітника тут зведена до мінімуму, його вплив на точність виготовлених деталей може бути дуже великою, тому що саме робочий забезпечує стабільне і надійне закріплення заготовки.

При виготовленні деталі на автоматичних верстатах робітник з безпосереднього виконавця технологічного процесу перетворюється на керівника ім. До обов'язків працюючого ставляться налаштування верстата, спостереження за ходом технологічного процесу і усунення відхилень у ньому. Виконання цих функцій вимагає всебічних знань і навичок, тобто більш кваліфікованої праці. Наприклад, оператор, що обслуговує багатоопераційний фрезерно-розточний верстат з програмним управлінням, одночасно повинен володіти кваліфікацією фрезерувальника, свердлувальника, розточувальника, до тонкощів знати програмне управління і пристрій верстата.

На підставі викладеного можна зробити наступні висновки:

  1. якість виготовлених деталей знаходиться в прямій залежності від кваліфікації;

  2. створення сприятливих умов для праці, що полегшують фізичну і розумову діяльність працюючого, є одним із засобів підвищення якості продукції та продуктивності праці;

  3. в масовому і великосерійному виробництві при виконанні одноманітною і монотонною роботи слід періодично робити перестановку робітників з одних операцій на інші, створюючи тим самим різноманітність у їхній праці;

  4. при конструюванні пристосувань слід уникати ручних затискачів і застосовувати пневматичні, гідравлічні, електромеханічні затиски, що забезпечують стабільність сил закріплення заготовок 10.

4. Завдання № 2

Можливі два варіанти технології виробництва металевої деталі: технологія «А», і технологія «Б». Технологія «А»: Виплавка сталі - виробництво листового прокату-механічна обробка листового прокату. Технологія «Б»: Виплавка сталі - виробництво спецпрофілю (прокату) - механічна обробка спецпрофілю.

Визначте ефективність використання металу (наскрізний коефіцієнт використання металу) по кожному варіанту, якщо ефективність його використання по окремих технологічних переробках представлена ​​в таблиці 1 і таблиці 2.

Таблиця 1

Показники

Одиниця виміру

Технологія «А»

Технологія «Б»

  1. Вага метало-

заготовки в кисневому конвертері.

т

300

300

2.Вес придатних сталевих злитків.

т

270

270

3.Расходний коефіцієнт металу в

Прокатному виробництві.

кг / т

1200

1400

4. Коефіцієнт використання

металу при механічній обробці

прокату Кі.

частки одиниці

0.70

0.85

Рішення:

1. Знаходимо вихід придатних злитків за варіантами технологій.

Вихід придатних злитків = вага придатних злитків / Вага металозаготовкі в кисневому конвертері.

Технологія А: 270/300 = 0,9

Технологія Б: 270/300 = 0,9

2. Знаходимо вихід готового прокату (листового або спецпрофілю) за варіантами технологій.

Маса прокату (А):

1200 кг металу відповідає 1000 кг прокату

300 000 кг металу відповідає х т прокату

х = 300 000 / 1200 = 250 т прокату

Маса прокату (Б):

1400 кг металу відповідає 1000 кг прокату

300 000 кг металу відповідає х т прокату

х = 300 000 / 1400 = 214,28 т прокату

Вихід прокату: маса прокату / маса металу

Технологія А: 250 / 300 = 0,83

Технологія Б: 214,28 / 300 = 0,804

3. Знаходимо коефіцієнт використання металу в металообробці.

Технологія А: 0,7

Технологія Б: 0,85

4. Знаходимо наскрізний коефіцієнт використання металу (1х2х3).

Наскрізний коефіцієнт використання металу:

Технологія А: 0,9 * 0,83 * 0,7 = 0,52

Технологія Б: 0,9 * 0,804 * 0,85 = 0,61

Висновок: технологія Б переважно, оскільки коефіцієнт використання металу вище, ніж при технології А.

Висновок

Процес (в широкому сенсі слова) - послідовні зміни якого-небудь предмета (явища) або сукупність послідовних дій, спрямованих на досягнення певного результату.

Реальний хід процесу, виконуваного машиною, відрізняється від ідеального через безупинно мінливих умов. Не залишаються постійними в часі якість вихідного продукту, кількість сообщаемой енергії, змінюється стан навколишнього середовища і самої машини, що призводить до нестабільності якості, кількості продукції, виробленої в одиницю часу, і її вартості.

Будь-який процес супроводжується дією великої кількості випадкових чинників, які викликають відхилення показників якості і кількості виробів, випущених в одиницю часу, і їх вартості від вартості розрахункових значень. Тобто, між розрахунковими і дійсними результатами процесу завжди бувають розбіжності. До того ж, визначити дійсні результати можна з помилками. Тому розрізняють три види значень будь-якого показника: номінальне чи теоретичне (розрахунковий); дійсне (об'єктивно існуюче); виміряний, тобто дійсне значення, пізнане з якимось відхиленням.

Не можна досягти абсолютної точності показників, тому на відхилення показників від ідеалу накладають обмеження. Межі допустимих відхилень показника, зумовлює вимогами до якості, кількості або вартості вироблених виробів називаються допуском. Допуск встановлюється відповідно до службового призначенням виробу, (тобто потреби людини).

У процесі створення машини зустрічаються величини з різними властивостями (скалярні, векторні, функції та інші). Тому і відхилення величин і способи завдання допуску повинні відповідати властивостям величин.

Властивості матеріалу литої заготовки багато в чому залежить від її конфігурації. Конструкція виливки повинна створювати можливість одночасного або послідовно спрямованого затвердіння її частин. Потрібно прагнути при проектуванні до рівномірним перетинах стінок або поступового збільшення масивності стінок в передбачуваному напрямку затвердіння матеріалу.

Нерівномірність охолодження різних частин виливків, опір форми і стрижнів вільної усадки металу призводять до утворення тріщин, усадочних раковин і залишкових напружень.

Для технологічного процесу виготовлення деталі, велике значення має оброблюваність матеріалу різанням.

Оброблюваність різанням - здатність піддаватися обробці різанням, залежить, від хімічного складу матеріалу заготовки, його структури, зернистості, а також від властивостей матеріалу різального інструменту.

До показників оброблюваності відносяться сила різання (момент обертання) в порівнянні з еталонним матеріалом (сталь 45); ефективна потужність, що витрачається на різання; схильність до наростообразованію на інструменті; інтенсивність зношування інструменту; якість поверхонь (шорсткість, залишкова напруга на поверхневому шарі).

Значення показників оброблюваності конструкційного матеріалу цього хімічного складу і структурного стану визначаються твердістю, межею міцності, відносним подовженням, коефіцієнтом тертя, властивістю зношування леза інструментів, теплопровідністю і т.д.

Для зменшення недоліків структури матеріалу в литих заготовках (особливо в сталевих), а також у кованих і штампованих заготовках (грубозернистого будови в результаті перегріву і рано закінченою кування, наклепу, залишкової напруги) заготовки піддають термічній обробці (отжигу і нормалізації).

Список літератури

  1. Балакшін Б.С. Теорія і практика технології машинобудування. У 2-х кн .- М.: Машинобудування, 1982.

  2. Колесов І.М. Основи технології машинобудування: Підручник для машинобудівних вузів. - М.: Машинобудування, 1997. - 592с.

  3. Маталін А.А. Технологія машинобудування: Підручник для вузів. Л.: Машинобудування. - 1985. - 512с

  4. Основи металознавства. / Под ред. Юр'єва Р.М. - М.: Металургія, 2004. - 364с.

  5. Основи технології машинобудування: Підручник для вузів. / Под ред. В. С. Корсакова. - М.: Машинобудування, 1977. - 416с.

  6. Подураєв В.М. Технологія фізико-хімічних методів обробки. - М.: Машинобудування, 1985. - 264с

  7. Суслов А. Г. Технологія машинобудування. - М.: Машинобудування. - 2004. - 400с.

  8. Третьякова М. В. Технологія конструкційних матеріалів. - Іваново: ІГЕУ, 2004. - 266с.

1 Основи металознавства. / Под ред. Юр'єва Р.М. - М.: Металургія, 2004. - 364с.

2 Третьякова Н. В. Технологія конструкційних матеріалів. - Іваново: ІГЕУ, 2004. - 266с.

3 Колесов І.М. Основи технології машинобудування: Підручник для машинобудівних вузів. - М.: Машинобудування, 1997 .- 592с.

4 Маталін А.А. Технологія машинобудування: Підручник для вузів. Л.: Машинобудування. - 1985. - 512с

5 Колесов І.М. Основи технології машинобудування: Підручник для машинобудівних вузів. - М.: Машинобудування, 1997 .- 592с.

6 Суслов А. Г. Технологія машинобудування. - М.: Машинобудування. - 2004. - 400с.

7 Балакшін Б.С. Теорія і практика технології машинобудування. У 2-х кн .- М.: Машинобудування, 1982.

8 Подураєв В.М. Технологія фізико-хімічних методів обробки. - М.: Машинобудування, 1985. - 264с

9 Основи технології машинобудування: Підручник для вузів. / Под ред. В. С. Корсакова. - М.: Машинобудування, 1977. - 416с.

10 Суслов А. Г. Технологія машинобудування. - М.: Машинобудування. - 2004. - 400с.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
168.8кб. | скачати


Схожі роботи:
Технологія механічної обробки деталей машин
Технологія та організація сервісу транспортних і технологічних машин в регіональному технічному
Технологія і комплекс машин для вирощування і збирання кукурудзи на силос
Шасі машин Планетарні трансмісії багатоцільових гусеничних та колісних машин
Технологія продукції громадського харчування 2 Технологія приготування
Стандартизація машин
Деталі машин
Конструювання машин
Оцінка машин
© Усі права захищені
написати до нас