Технологии двигателей строения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технологии двигателей строения

План

Введение

1. Изделие и его элементы

2. Основы достижения точности в машиностроении

3. Классификация размерных цепей по функциям

4. Погрешности обработки

5. Изготовление валов

6. Задача 1

7. Задача 2

Введение

Технология машиностроения - отрасль науки, занимающаяся изучением закономерностей, действующих в процессе производства машин с целью использования этих закономерностей для обеспечения требуемого качества машин и наименьшей их себестоимости называется технология машиностроения.

Таким образом, научная дисциплина, технология машиностроения, изучает основы и методы производства машин, являющиеся общими для различных отраслей машиностроения.

Задача двигателестроения состоит в изучении технологических процессов, изготовлении тепловых деталей двигателей. На основе принципов и закономерностей технологии машиностроении.

1. Изделие и его элементы

Изделием называют предмет или совокупность предметов, подлежащих обработке или сборки

В соответствии с ГОСТ 2101 68 деление изделий в сферах разделено на 4 вида.

· Детали

· Сборочные единицы

· Комплексы

· Комплекты

Деталь - изделие, изготовленное из материала одной марки без применения сборочных операций или с использованием местных соединительных операций, таких как резка, пайка, склеивание.

Сборочная единица - изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии изготовителя сборочными операциями.

Комплекс - два или более специализированных изделия не соединенных на предприятии изготовителя, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных функций. (робото-технический комплекс)

Комплектом называется 2 или более изделия, не соединенных на предприятии изготовителя сборочных операция и представляющих набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера.

Производственный и технологический процесс ГОСТ 14004 - 83

Совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых для изготовления или ремонта выпускаемых на данном предприятии изделий называются производственным процессом. В производственный процесс входят не только те действия, связанные с изменением формы и свойств материала и изделий, но и вспомогательные процессы, обеспечивающие весь производственный процесс

Технологический процесс это часть производственного процесса, содержащие действие по изменению и последующему определению состояния предметов производства. Он непосредственно связан с изменением размеров, формы или свойств материала обрабатываемой заготовки, выполняемых в определенной последовательности. Технологический процесс выполняется на рабочих местах.

Рабочим местом называют часто производственной площади цеха на которой размещены один или несколько исполнителей работы и обслуживаемой или технологическое оборудование (или часть конвейера)

Технологический процесс делится на операции.

Операция - законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Операция может осуществляться на одной или нескольких обрабатываемых заготовках на одном рабочем месте одним рабочим или бригадой непрерывно. Операция состоит из действий с обработкой и вспомогательных действий.

Переходом называется законченная часть операции, характеризующаяся постоянство применения инструмента и поверхностей образуемых обработке или соединяемых при сборке.

Рабочим ходом называется законченная часть перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размера, шероховатости или свойств заготовки.

Вспомогательным (холостым) ходом называется законченная часть перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, размера, шероховатости или свойств заготовки, но необходимым для рабочего хода.

Позиция - фиксированное положение, занимаемое неизменно закреплено обрабатываемой заготовкой, совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения необходимой части оборудования.

Эту операцию выполняют в 2 установ если после обработки с одной стороны заготовку разжимают, переворачивают и зажимают для обработки с другой стороны. Если применятся поворотное приспособление, позволяющее изменять и фиксировать заготовку без её снятия, поворачивания и повторного закрепления, то обработка осуществляется в один установ.

В обоих случаях 2 позиции.

Типы машиностроительного производства

Типом производства называется классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска.

ГОСТ 14004 - 83

Различают следующие типы производства

· Единичное

· Серийное

· Массовое

Одной из основных характеристик производства является коэффициент закрепления операция ГОСТ 31108 - 84

Коэффициентом закрепления операции называется отношение всех технологических операций, подлежащих выполнения или выполненяемых в течении месяца к числу рабочих мест.

Тип производства
Массовое	1
Крупносерийное	1…10
Серийное	10...20
Единичное	20…40

Характеристика производств

При обработке непрерывным потоком (поточное производство) то интервал времени, через которое производится выпуск изделий определенного наименования, размера называется такт.

Фэ - эффективный фон производственного времени

N - годовая программа выпуски

Машина как объект производства

Машина - это механическое устройство с согласованно работающими частями, осуществляющее определенное, целенаправленное движение для преобразования энергии, материалов или информации.

ДВС - тепловой двигатель, внутри которого происходит сжигание топлива и преобразование части выделившегося тепла в механическую работу.

Основное служебное назначение машин это частичное или полное замещение человека в производстве. Исходя из служебного назначения машин формулируется техническое задание на её изготовление, под которым понимается максимально точно сформулированная задача, для решения которой предназначена машина.

Каждая машина и её механизмы выполняет свое служебное назначение при помощи ряда поверхности, принадлежащим деталям машин. Такие поверхности или сочетания называются исполнительными поверхностями

Понятие о качестве машин

Что бы машина экономично выполняло свое предназначение, необходимо, что бы она была определенного качества.

Под качеством понимается совокупность свойств, определяющих соответствие её служебному назначению. Качество каждой машины определяется несколькими параметрами, на каждое из которых должна быть установлена количественная величина с допуском на её отклонение, оправдывая экономически

Основные показатели качества

· Стабильность выполнения служебного назначения

· Функциональность

· Качество

· Надежность

· Долговечность физическая - способность сохранять первоначальное качество во времени

· Долговечность моральная - способность экономично выполнять служебное назначение во времени

· Сохраняемость

· Ремонтопригодность

· Безотказность

· Эргономичность (удобство и простота обслуживания)

· Производительность

· КПД

· Безопасность

· Экологические

§ Эмиссии отработавших газов

§ Дымность

· Экономичность

· Степень автоматизации и механизации

· Технологичность

· Патенопригодность

· Эстетичность

· Транспортабельность

Основы технологий конструктивных форм и её деталей

1. выбирают исполнительные поверхности или заменяющие поверхности надлежащей формы.

2. выбирается закон об относительном движении исполнительной поверхности, обеспечивающий служебное назначение.

3. Разрабатывается кинематическая схема и её составляющее механизмов.

4. Рассчитываются силы, действующие на исполнительную поверхность этой машины и характер их действий.

5. Рассчитываются силы, действующие на каждом из звеньев кинематических цепей и их механизмов с учетом сил сопротивлений.

6. Путем расчета идет выбор основной конструктивной формы.

Поверхности

· Исполнительная - рабочая область

· Основная (базовая) - задает положение детали

· Вспомогательные - те поверхности, относительно которых другие поверхности занимают свое положение.

· Свободные - формируют окончательную форму детали (не обрабатываемые обычно)

Технико-экономические показатели машин

· Основными показателями при изготовлении машин является себестоимость.

Себестоимость - затраты на израсходованное средство производство и заработную плату на изготовление машин.

Основная задача - непрерывное снижение себестоимости.

Себестоимость:

Калькулятивная себестоимость

Фактическая (отчетная себестоимость)



M - Материалы

0 - Затраты на оборудование (амортизационные)

П - станочные приспособления

И - инструмент (организация и содержание)

Калькуляция-подсчет себестоимости

· Трудоемкость - количество времени, затраченное человеком на изготовление продукции.

Что бы сократить трудоемкость надо автоматизировать процесс, использовать более современное оборудование

· Производственный цикл - период времени от начала и до конца выполнения, какого либо повторяющегося технологического производственного процесса.

Технологичность конструкции изделий (ТКИ)

Технологичность - соответствие продукции требованиям экономичной технологии её изготовления.

Основными показателями технологичности являются

· Трудоемкость

· Себестоимость

Технологичной называется такая конструкция изделия, которая обеспечивает заданное эксплуатационное качество продукции позволяет при заданной серийности изготавливать её с наименьшими затратами труда и материалов.

1. Технологичность конструкции характеризуется простотой компоновки и совершенством формы.

2. Использования стандартизированных элементов, уменьшить детали сложной конструкции, как можно большую повторность одноименных деталей,

3. Создание деталей наиболее рациональной формы с легкодоступными для обработки поверхностями.

4. Наличие на деталях удобных базирующих поверхностей (возможность создания таковых)

5. Наиболее рациональный способ получения заготовки, максимально приближенный к размерам и формам детали

6. Полное устранение слесарных и сварочных работ (принцип взаимозаменяемости)

7. Упрощение сборки и возможность получения параллельного получения детали во времени и пространстве

8. Коэффициент повторности

9. Себестоимость единицы детали

ГОСТ-14 201 (до 204) - технологичность

ГОСТ - 19 152 - ремонтопригодность

Показатели технологичности

· Основные

Трудоемкость изготовления трудоемкость, затраченная на изготовление любой i составной части

o Уровень технологичности производства

· достигнутая трудоёмкость изготовления изделия

· базовый показатель трудоёмкости на изготовление изделия

o Себестоимость изделия -

·

· зарплата производственных рабочих с начислениями

· накладные расходы



· достигнутая технологическая себестоимость

· базовый показатель технологической себестоимости

· Дополнительные

o Технико-экономические показатели себестоимости

· Относительная себестоимость подготовки к функционированию

· Относительная себестоимость профилактического обслуживания

· Относительная себестоимость ремонта

· Удельная технологическая себестоимость

· Удельная себестоимость подготовки изделия к функционированию

P - номинальное значение технологического параметра

Виды технологичности

· Эксплуатационная

· Производственная

Технико-экономические показатели трудоемкости

1. Относительная трудоемкость заготовительных работ

Заготовительные работы - подготовки к

o Литью

o Шлифовке

o Прокатке

o Ковка

2. Относительная трудоемкость вида процесса изготовления

3. Относительная подготовка к функционированию

4. Относительная трудоемкость ремонта

5. Удельная трудоёмкость изготовления

Технические показатели унификаций

1. Коэффициент унификации

2. Коэффициент стандартизованный

3. Коэффициент повторяемости

4.

5. Технические показатели расхода материала

6. Коэффициент использования материалов

Q - число наименований составных частей; Е+Д - общее число частей;

К ум - удельная материалоёмкость; ЕМ - сухая масса конструкции;

Технические показатели технологичности

1. Коэффициент точности обработки

2. Средняя шероховатость

Отработка конструкции на технологичность

Это совокупность конструктивных мероприятий, направленных на повышение эффективности производства и последующей его эксплуатацией.

Схема:

· Выбор показателей ТКУ

· Назначение нормативных величин

· Выявление возможных конструктивных решений

· Выбор одного из решений

· Сопоставление конструктивных решений и требований процесса изготовления

· Определений достигнутых значений показателей ТКМ

· Сопоставление нормативных и достигнутых решений

· Принятие окончательных конструктивных решений

2. Основы достижения точности в машиностроении

Точность - степень приближения истинного значения (рассматриваемого параметра) к его теоретическому номинальному значению.

Точность механизма - степень приближения зависимостей, существующих между движением звеньев механизмов, к тем заданным зависимостям, для осуществления которых спроектированы и изготовлены данные механизмы.

Точность обработки - соответствие форм, размеров и положении поверхности требований чертежа и технических условий.

Понятие о размерном анализе и. При техническом

Можно выделить несколько

Размерный анализ

· По объекту анализа

o Изделия

o Технологического процесса

o Метода обеспечения точности

o Метода измерения

· По виду изделия

o Деталь

o Сборочная единица

o Комплекс

o комплект

· По методу расчета размерных цепей

o На максимум/минимум

o Метод вероятностный

· По принадлежности изделия как объекта анализа

o Изготовление

o Конструирования

o Измерения

o Ремонт

· По целевой направленности

o Функциональный

o Технологический

o Метрологический

· По этапу выполнения

o Разработка конструкции

o Технологический контроль

o Технологическое проектирование

o Процесс производства

o Метрологическая экспертиза

o Контроль качества

Основы теории размерных цепей

Понятие размерной цепи.

Размерная цепь - называют совокупность взаимосвязанных размеров, образующих замкнуты контур и определяющих точность взаимного расположения деталей в сборочной единице и поверхности одной детали (подетальная размерная цепь).

Составление и решение размерных цепей регламентируется стандартом ГОСТ-16319-79, ГОСТ-16320-70. В зависимости от количества размеров (звеньев), входящих в размерную цепь, они могут быть простыми и сложными. Наименьшая размерная цепь - трехзвенная.

При построении размерных цепей зазоры рассматриваются как самостоятельные звенья цепей. Основное свойство в замкнутости и наличии 2ух ветвей. машиностроительный себестоимость качество

Первую ветвь, с которой начинается построение и которая является, увеличивающие её звенья называют основной. Вторую ветвь, с которой заканчивается, называют замыкающим. Замыкающим звеном размерной цепи называют звено, уменьшающее её звенья, получаемое последним. Номинальный размер замыкающего звена является алгебраическая сумма всех составляющих звеньев. Остальные размеры являются составляющими. Погрешность составляющих звеньев влияет на погрешность замыкающего звена. Увеличивающие размеры, это такие звенья, с увеличением которых замыкающие размеры которого увеличиваются. Уменьшающие размеры, это такие звенья, с увеличением которых замыкающие размеры которого уменьшается

Классификация размерных цепей

· Линейные - у которых все размеры параллельны один другому и могут проектироваться без изменения их величины на две или несколько параллельных линий

· Плоские - все или часть её размеров не параллельны, но лежат в одной или нескольких параллельны плоскостях.

· Пространственные - называют размерную цепь, все или часть размеров которой не параллельно один другому и лежат в не параллельных плоскостях.

Размерные цепи, звенья которых представляют собой угловые размеры являются угловыми.

3. Классификация размерных цепей по функциям

· Технологичными

· Сборочными - совокупность

· Измерительные

Между размерными цепями существует 3 типа связи

· Параллельный

· Последовательный

Комбинированный

Методы решения размерных цепей.

Погрешность замыкающего звена размерной цепи.

Подразумеваются 2 метода решения: обратная или прямая задача.

При решении прямой задачи заданному допуску замыкающего звена определяют остальные допуски.

При решении размерных цепей необходимо определить действительную погрешность, возникающую в процессе обработки и сборке

При определении погрешностей следует различать 2 случая:

1. Погрешность у одной детали - определяется для каждой детали отдельно.

2. Погрешность у партии деталей

Погрешность замыкающего звена определяется алгебраической суммой погрешностей составляющих звеньев.

Поле допуска и поле рассеивания разные вещи. Если поле рассеивания шире поля допуска, то имеется брак.

A_i - номинальный размер

A_i min - минимальный размер

Ei_Ai - нижнее предельное отклонение

ES_Ai

eM_Ai - середина поля допуска

M(a)_Ai - математическое ожидание

- отклонение центра группирования от середины поля допуска

Метод полной взаимозаменяемости.

Что б определить полную взаимозаменяемость размерные цепи решают по методу "максимум - минимум". При котором допуск замещающего звена получается арифметическим сложением допуском составляющих звеньев.

Рассчитаем наибольший и наименьший размеры для простей размерной цепи.

A_3 это

1.

2.

3.

Для многозвенной замыкающей цепи номинальное выглядит таким образом

Определим верхние и нижние отклонения

Подставляя в второе уравнение получаем

Вывод: Нижнее предельное отклонение замыкающего звена будет равна разности сумм нижних предельных отклонений увеличивающих звеньев и верхних предельных отклонения уменьшающих звеньев.

Метод полной взаимозаменяемости имеет следующих преимуществ:

· Простота достижения точности замыкающего звена

· Простота нормирования

· Простота механизации и автоматизации процесса сборки

· Возможность широкого кооперирования

· Возможность выполнений технологических процессов рабочими низкой квалификации

Иногда применение этого метода может быть не выгодно

· Для размерных цепей высокой точности

· Размерных цепей большого числа звеньев

Очень часто экономически оправдан метод не полной взаимозаменяемости.

Метод неполной взаимозаменяемости

Он может быть применен для размерных цепей, но не для основной цепи.

Сущность метода состоит в том, что фактическая точность замыкающего звена получается выше планируемой, так как погрешность составляющих звеньев обычно меньше заданных допусков. и при их соединении очень мала вероятность получения максимальных отклонений одинаковых знаков у составляющего размера. По этим причинам допуски на составляющие размеры можно расширить, а на замыкающее звено можно расширить. При этом вероятность выпуска деталей выхода размера за пределы допуска замыкающего звена может быть незначительна.

Рассмотрим 3ех звенную размерную цепь

- схема решения полной взаимозаменяемости.

Метод не полной взаимозаменяемости. Следовательно, появилась возможность выхода звена за переделы заготовки, при этом процент риска небольшой.

Есть коэффициент относительного рассеивания - он характеризует выбранный теоретический закон



Метод групповой взаимозаменяемости (метод селективной сборки)

Этот метод целесообразно использовать если риск больше 5%

Сущность метода заключается в том, что для получения необходимой достаточно высокой точности замыкающего звена допуски составляющих звеньев расширяют в z-раз, а затем разбивают звенья на z-групп и при сборке соединяют детали только соответствующих групп.

То есть допуск в этом случае меньше поля рассеивания

Увеличим

Будем изготавливать детали в допуск

Допустим что

Рассортируем валы и втулки на 4 группы.

Схема сортировки групповым методом

Таким образом точность изготовления заменяется точностью сортировки деталей по группам

Недостатки метода

· Невозможность применения если деталь входит в несколько размерных цепей.

· Растет незавершенное производство

· Применяют только в массовом производстве

Метод регулировки и пригони

Применяется для мелкосерийного и единичного производства (иногда и массового)

Точность замыкающего звена достигается регулированием или специальным звеном, называемым компенсатором. Расчет сводится к выбору величины компенсации

Факторы, влияющие на точность обработки

В процессе обработки неизбежны погрешности. Что бы гарантировать изготовление партии деталей без брака нужно уложить суммарную погрешность обработки в заданный допуск.

Степень гарантии повышается, если оставлен резерв технологической точности. Суммарная погрешность не превышает поле рассеивания.

На точность обработки влияет множество факторов. Часть из них можно исследовать и устранить. Для анализа погрешностей их принято классифицировать на 4 группы:

1. Погрешность обработки

2. Погрешность настройки оборудования

3. Погрешность установки

4. Погрешность базирования.

Погрешность установки заготовки

Влияние силы, действующей при закреплении. При закреплении в трех кулачковом патроне их форма изменяется. После освобождения такие детали, обработанные в деформированном состоянии, возвращаются в начальную форму, а отверстие теряет форму окружности.

Влияние сил зажатия детали на её точность особенно проявляется при обработке длинных рам стальных плит.

Погрешность настройки станка

Зависит от метода настройки:

· Метод пробных проходов. S - подача; T - припуск (применяется в единичном и мелкосерийном производстве)

· Метод настройки по эталонам. Для массового и крупносерийного производства

· Настройка по пробным деталям (для крупносерийного и массового производства)

В процессе обработке появляется множество случайных и систематических причин, влияющих на обработку. В связи с этим есть систематические погрешности и случайные.

Систематическая погрешность - такая погрешность, которая для всех деталей рассматриваемой партии остается постоянной или закономерно изменяется при переходе от одной обрабатываемой детали к другой.

Случайная погрешность для различных деталей обрабатываемой партий имеет различное значение и её появление и величина не подвергаются никакой видимой закономерностью.

Точностная диаграмма

W - поле допуска

Заштрихованное - поле запаса точности

Обозначения

Обозначения:

1. Граница суммарных постоянных погрешностей

2. Граница поля погрешности

3. Граница поля погрешности

4. Гранина поля запаса прочности

Диаграмма показывает предельно возможные отклонения размера деталей в партии по мере их обработки в пределах заданного допуска, тоесть точность операции. В точке, где граница пересекает поле допуска (4) деталь номер n в технологический процесс вносится поправка, переналадка станка.

Показатели точности и стабильности операций

Точность и стабильность проверяют по отдельным параметрам

1. Показатель уровня настройки

2. среднее значение выборки первое значение выборки, взятое непосредственно после настройки станка

3. Показатель смещения центра рассеивания

среднее значение последней перед новой настройкой мгновенной выборки

3. Показатель межнастроечной стабильности - указывает изменения рассеивания изучаемой величины за межнастроечный период

1.

Эти показатели отражают как случайные, так и систематические погрешности по мгновенным выборкам.

Рассеивание и стабильность рассеивания характеризуют следующие 2 показателя:

1.

ГОСТ

2. Показатель стабильности рассеивания

3.

Показатели точности и стабильности технологического процесса являются случайными величинами, и оцениваться на достоверность.

4. Погрешности обработки

o Погрешности, вызываемые не точности кинематической схемы обработки. Причинами этих погрешностей служит приближенность расчета в кинематической схеме обработки.

o Геометрические погрешности станка в ненагруженном состоянии. Они в основном влияют на точность формы.

o Погрешности, вызванные неточностью инструмента, возникает лишь при применении фасонного инструмента.

Погрешности в следствии упругих деформаций технологической системы

Под влиянием силы резания приложенной к звеньям упругой системы станок, инструмент, приспособление, заготовка возникает деформация этой технологической системы. Способность системы противостоять действию силы, вызывающее деформации характеризует её жесткость

Жесткостью технологической системы называют отношение радиальной силы направленной перпендикулярно обрабатываемой поверхности к смещению режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности.

Понятие жесткости системы распространяется на все элементы этой системы.

Но эту формулу заменяют на обратную - не жесткости, а податливости

Погрешность обработки, вызываемая температурными деформациями системы

В процессе работы станка прогреваются до уровня теплового равновесия. Удлинение заготовок при этом искажает пространственное состояние технологической системы, зафиксированное настройки. Основной источник образования тепла - механическая работа резания и работа на преодоление сил трения. Чем больше скорость резания, тем меньше нагревается заготовка, а больше на инструмент

· Тепло, образуемой в зоне резания утилизируется

o Стружка 60%

o Инструмент 30%

o Деталь 10%

o Окружающая среда 1%

Погрешность, связанная с перераспределением остаточных напряжений в процессе резания.

Внутреннее остаточное напряжение первого рода уравновешены в объеме заготовки, поэтому уменьшение объема и снятие слоев металла в процессе резания приводит к перераспределению в новом объеме. Расчет таких погрешностей не имеет надежной теоретической основы.

Методы борьбы:

· Старение (черновые операции отделяют от чистовых)

· термообработка

Основы базирования

Понятие базирования. Установка детали - базировка.

Установочная - имеющая 3 степени свободы (1,2,3)

Направляющая - имеющая 1 степени свободы (4,5)

Упорная - не имеющая степени свободы (6)

Схема расположения призматической детали относительно трех координатных плоскостей.

Опорные точки обозначаются точкой.

По числу отбираемых у детали степеней свободы все рассматриваемые детали классифицируются

· Установочная база (поверхность, лишающая деталь 3ех степеней свободы)

· Направляющая база (поверхность лишающая деталь 2 ух степеней свободы)

· Упорная база (поверхность лишающая деталь одной степени свободы)

Для определения расположения детали, рассматриваемое как атт необходимо иметь 6 опорных точек

Базами называют поверхности, линии или точки, ориентирующие деталь для обработки, измерений или сборки

Классификация баз

· Проектные - выбранные при проектировании машины. Они определяют расчетное положение детали, относительно деталей других частей машины.

· Конструкторские - используемые для определения положения детали в машине.

· Измерительные - от которых производят отчет при обработке или сборки. Могут быть и реальные поверхности и геометрические объекты.

· Технологические - определяют положение детали в процессе обработки или сборки. Используют при изготовлении эксплуатации и ремонте. Их называют действительными базами. ГОСТ 21495 - 76

o Черновые - использованные при черновой обработке

o Чистовые - использованные при чистовой обработке

o Отделочные - использованные при отделочной обработке

o Основные - предусмотрены конструкции детали и определяют определенную роль в работе в машине

o Вспомогательные - поверхности специально создание на детали исходя из технико-экономических показателей. (центровые гнезда валов).

Очень часто при применении вспомогательных баз ведет к увеличению погрешности базирования

Если в качестве проектных баз могут быть использованы линии или точки, то для конструкторских могут применяться только реальные поверхности.

Качество поверхности детали машин и заготовок

Эксплуатационное свойство и долговечность их работы зависит от состояния поверхности.

Шероховатость поверхности - совокупность неровности с относительно неравными шагами, образующими рельеф поверхности и рассматриваемых в пределах участка, длина которого выбирается от характера поверхности и равна базовой длине.

Шероховатость и точность зависит от вида поверхности.

В результате механической обработки поверхности, детали приобретают технологический рельеф, который характеризуется микро и макро геометрией и волнистостью.

Шероховатость поверхности обусловливается

1. Геометрией режущего инструмента

2. Режиме резанья

3. Пластические деформации материалов.

Для любых материалов при подаче свыше 0,2 на оборот возникают резкое возрастание шероховатости.

При обработке углеродистых конструкционных сталей до 0,5 м/с тепловыделения недостаточно, для образования наростов на резце, поэтому. От 0,5 до 1 наблюдается сильное наростообразования. Но нарост скапливается и снова образуется. При более высоких скоростях нарост не образуется так же еще при обработке хрупких материалов. Глубина резания t почти не влияет на шероховатость. Радиусы закруглении резца более 2 мм не делают так как возможны появления волн. Из геометрических параметров режущих кромок влияет радиус r - закругление вершин. При величие радиуса более 2 мм возникают вибрации и волнистости.

С повышением твердости обрабатываемого материала коэффициент трения, а следовательно и область пластических деформации увеличивается, что приводит у уменьшению шероховатости.

Переход технологического рельефа в эксплуатационный.

T1

T2

До T1 - приработка

T1-T2 - период эксплуатации

После T2 катастрофический износ

В процессе работы машины технологические рельефы переходят в эксплуатационные.

Эксплуатационный рельеф - технологический рельеф, приспособленный к определенным условиям эксплуатации. Переход от одного рельефа к другому происходит в процессе приработки.

Кривая рельефа

Преобразование технологического рельефа поверхностных слоях детали формируются новые структуры, изменяются физико-механические свойства тонких поверхностных слоев.

Поверхностный слой оптимальной несущей способностью.

Прослойка А удаляется в период приработки. Она служит для компенсации неточности микронеровностей, а так же погрешности сборки и монтажа. Оптимальный случай обеспечивает наивысшую твердость эксплуатационной поверхности и уменьшает период приработки. Реальный случай не обеспечивает возможности использования реальных слоев после приработки и затягивает период приработки.

Влияние шероховатостей поверхностей на технико-экономические параметры изделия

Начальный период приработки у всех поверхностей одинаковый, но у первой износ больше. Несмотря на то, что эксплуатационный период одинаковый для обеих кривых, однако если износ ограничен значением А, то T1 меньше T2, поскольку величина шероховатости

1. Чем больше шероховатость, там больше износ

2. Величина шероховатостей должна быть оптимальна

Минимальный износ получается не на самых гладких поверхностях, а на. Следовательно уменьшение шероховатости следует до определенного проедала (Ra). Увеличение высоты неровностей, по сравнению с Ra повышает износ за счет механического зацепления, скалывания и тп, у уменьшение высоты неровности приводит к тому, что на зеркально гладких поверхностях плохо удерживается смазка, вследствие чего возникает сухое трение, сопровождающееся схватыванием.

3. Шероховатость поверхностей влияет на усталостную прочность. Спадины от режущего инструменты являются своеобразными надрезами и служат концетрациями напряжениями. Например внутренняя часть поршневого пальца.

4. Прочность соединения с натягом зависит от величины неровнойстей, причем чем выше Ra, тем меньше действительный натяг. Что снижает прочность прессовых соединений.

5. Шероховатость снижает коррозионную стойкость поверхности. На грубо обработанных поверхностях возникает быстрее и распространяется проще

6. Шерооватость влияет и на процесс измерения детали. Грубо обработанные поверхности невозможно точно измерить

7. Влияние шероховатости поверхности

a. На теплопроводность стыков

b. Герметичность стыков

c. На отражательную и поглощательную способность поверхности

d. На сопротивление протекания жидкости и газов в трубах

e. На сопротивление кавитационному разрушению

f. На протекании жидкости в трубах

g. На жесткость и податливость стыков.

Связь между шероховатостью и точностью размеров поверхности.

8. Неточное, но чистая обработанная поверхность применяется в 2ух случаях

a. С целью повысить коррозионную стойкость

b. Придать презентабельный вид

o Точные поверхность должны быть отделаны чисто. Рекомендуемых шероховатость должна быть в проделах .

Диаметр заготовки	Коэффициент при
21…100	0,15… 0,20
Свыше 100	0,10…0,15

Технологическое обеспечение параметров поверхностного слоя

Достижение необходимого качества поверхности значительно сложнее обеспечения заданной точности. Так как в понятие качества поверхности входит очень много параметров:

· Высота шероховатостей

· Глубина и степень наклепа

· Глубина величина и знак остаточных напряжений

Для деталей разных конструкций требования к поверхностному слою сильно варьируются.

Перечень наиболее распространённых операций для отделки поверхностного слоя.

· Отделочная операция

o Полирование

o супер финиш

o хонингование

· Отделочно-упрочняющие

o Выглаживание

o Дорнование

o Обкатывание шариками роликами и алмазными наконечниками

· Упрочняющие

o пластическое деформирование

o Наклепывание

o Галтовка

· Термообработка для упрочнения

o Закалка

o цементация + закалка

o Азотирование

· Термообработка для снятия упрочнения

o Отжиг

o Старение

o Нормализация

При обкатывании использую 6 и 7 квалитет.

Упрочнение клапанов может быть с помощью роликов. Обкатывание - Стабилизирующее давление 2Мпа, а при чистовом 0,8 Мпа

Кривая опорной поверхности.

A

T1

T2

Обработка тепловых деталей

Технология производства корпусных деталей.

· Остов

· Головка блока

· Крышка

· Фильтр

· Корпус кпп

· Поддон

· Стаканы

· Коллектор

Корпусные детали можно подразделить на 2 вида:

· Призматические

o Корпусные детали коробчатой формы, габариты которых имеют одинаковый порядок.

o Корпусные детали с гладкими внутренними цилиндрическими поверхностями, протяженность которых превышает диаметральный размер (гидроцилиндры)

o Корпуса сложной пространственной геометрической формы (впускные и выпускные коллекторы, турбокомпрессоры)

o Корпусные детали с направляющими поверхностями (станины, каретки, салазки, суппорты)

o Корпусные детали типа кронштейнов, крышек, угольников, стоек

· Фланцевые - такие корпусные детали, базовыми поверхностями служат торцовые поверхности основных отверстий, поверхности центрирующих выступов или выточек.

o Картер маховика

o Водяной насос

o Кронштейны фильтров

Материалы в основном алюминий, если литейное, цветмет, чугун. Если штамповочный, то сталь.

Заготовка - литье (в земляные формы), штамповка, сварные конструкции.

Предварительная обработка - снятие летников, очистка поверхностей, контроль размеров, качество поверхности.

Технические требования:

· Точность прицесиальных отверстий соответствует 7 квалитету

· Шероховатость поверхностей

· Межосевые расстояние осевых отверстий выдерживают согласно стандарту с допуском, обеспечивающим точность работы различных кинематических передач.

· Отклонение от соосности обычно в половину допуска от диаметра меньшего отверстия.

· Отклонение от паралельности осей обычно допускается от 0,02 до 0,05 на 1000 мм длины.

· Отклонение от перпендикулярности осей поверхности допускается от 0,02 до 0,05 на 100 мм радиуса.

· Базовые поверхности от прямолинейности от 0,05 до 0,2 на всей длине. Шероховатостью от 4 до 0,63

Технологический процесс обработки состоит из следующих основных этапов.

· Обработки базовых поверхностей

· Обработки остальных наружных поверхностей

· Черновая и чистовая обработки основных отверстий

· Обработки мелких и резьбовых отверстий.

· Отделочная обработка плоских поверхностей и главных отверстий (если не 7 квалитет)

· Контроль точности (произвести замеры)

Черновые операции следует отделять от чистовых. Надо использовать искусственное старение, что бы избавиться от внутренних напряжений.

Для обработки плоскостей используют:

· фрезерование

o Черновое

o Чистовое

o Тонкое

· Шлифование

· Точение

· Протигивание

· Строгание

· Долбление

Обработки основных отверстий выполняется обычно на

· Расточных

· Агрегатных

· станках с ЧПУ

· координатно-расточных

· Сверлильных

Контроль - калибр - в серийном и массовом производстве.

· Для мелкосерийного

o Для контроля используют рычажные нутромеры

Установление плана и метода механической обработки

1. Планирование обработки элементарных поверхностей. (7 квалитет лучше всего получить после алмазного растачивания. И перед этим тонкое, чистовое, черновое.)

a. Назначение рационального числа ступеней обработки каждой поверхности для обеспечения заданных характеристик точности формообразующих размеров, а так же самой формы и качества поверхности. Ступень обработки - переход (операция может состоять из одного перехода). Одной и той же точности и шероховатости можно достигнуть разными степенями обработки, поэтому необходимо наметить наиболее рациональный.

b. Назначение термической обработки проводятся с 3мя основными целями:

i. Для улучшения обрабатываемости

ii. Для снятия (внутренних) усталостных напряжений

iii. Для повышения твердости поверхности

iv. Для улучшения структуры (то же самое по сути что и предыдущее)

c. Распределение поверхности по видам и типам

d. Установление технологических комплексов поверхности, которые следует обрабатывать с использованием постоянства баз. Поверхности, подлежащие обработки обозначают на чертеже номером.

2. Параметры рабочих процессов

a. Выбор схемы базирования. В результате решаются следующие задачи

i. Устанавливаются технологические комплексы поверхности, которые следует обрабатывать с условием принципа постоянства базирования

ii. Установление возможности совмещения технологических баз с конструкторскими или применение специальных технологических баз.

iii. Выбор первого базового комплекса поверхности (плоскость и 2 отверстия обычно). Имеется всего 5 схем базирования:

1. Все обработанные базы обрабатываются от одной (черновой) базы.

2. На первой операции обрабатываются поверхности, которые в дальнейшем будут использованы как базовые. Все остальные поверхности буду обрабатываться от одних и тех же баз

3. Проводится так же как предыдущая схема, только производится обновление баз - еще одна обработка баз перед чистовой и отделочной обработкой

4. Обработка поверхностей от разных баз: одна поверхность служит базой для другой, затем вторая для первой.

5. Самый плохой. Обработка поверхностей от разных баз. Каждая следующая поверхность от новой базы.

b. Составление укрупненного плана обработки

i. Предусматривается установление рациональной последовательности групп операции обработки резанием. Целью является обеспечение условий получения заданной точности расположения и координационных размеров.

ii. Устанавливается последовательность станочных, слесарных, термических, гальванических и контрольных операций.

Этап	Наименование	Назначение и характеристика
1	Заготовительный	Получение заготовки и её термообработка
2	Черновой	Съем лишних напусков и припусков
3	Термический 1	Термообработка типа старения
4	Получистовое 1	Точность обработки IT = 13 - 11, Шероховатость Ra < 2,5 мкм
5	Термический 2	Цементация
6	Получистовой 2	Съем цементированного слоя на поверхностях, предохраняемых от цеметации
7	Термический 3	Закалка
8	Чистовой 1	Точность обработки IT = 8 - 6, Шероховатость Ra < 0,63 мкм
9	Термический 4	Азотирование, старение
10	Чистовой 2	Шлифование поверхности, предохраняемых от азотирования.
11	Чистовой 3	Отделочный. Точность обработки IT = 5 - 6, Шероховатость Ra < 0,32 мкм
12	Гальванический	Хромирование, никирование. Ra < 0,08 мкм
13	Доводочный	Притирка тонкими абразивными пастами Ra < 0,05 мкм

Уточнение решения о необходимом числе ступеней обработки отдельных поверхностей, обеспечивающих заданную точность формы.

Подбор типов оборудования и выбор схем обработки для всех этапов обработки каждого технологического комплекса поверхности

Уточнение перечня специальных и вспомогательных операций и их место в маршруте обработки заготовки. Например балансировки, подгонки по весу, маркировочные операции, разметка, покраска, гальваника, упаковка, мойка, продувка, сушка, грунтовка, гидростатические операции, размагничивания и др. на всех операциях, кроме формообразующих

5. Изготовление валов

Изготовление ступенчатых валов

Поскольку валы различаются по форме и материалам, то целесообразно пользоваться формулами следующей классификации

Классификация валов:

· Ступенчатые

· Без ступенчатые

· Цельные

· Пустотелые

· Гладкие

· Шлицевые

· Валы - шестерни

· Комбинированные в различном сочетании

Наибольшее распространение получили ступенчатые валы средних размеров, гладкие, без шлиц и шестерен. Свыше 65% валов, используемых в машиностроении длиной 150 … 1000 мм диаметром от 60 до 80 мм. Валы могут быть со сквозными и закрытыми шлицами. По конструкции шлицы могут быть прямобочными (85 - 90%) и эвольветными(10 - 15%). Жесткими считаются валы, у которых отношение длины к диаметру не превышает 15. В основном для валов используют нелегированную сталь или слегка легированную (около 1-2%). Валы имеют твердость 230 - 250 HB. Шейки валов подвергаются термообработки до 50 - 60 HRC. Шероховатость от 2,5 до 0,63 мкм. Коэффициент использования материала

Штучную заготовку из прутка следует заменить штамповкой если коэффициент использования увеличится на 5%.

Типовые технологические процессы механической обработки от 150 до 500

Операция	Рекомендуемые станки	Вал без шлицев и зубчатых колес	Вал со шлицами	Вал-шестреня без шлицев	Вал-шестреня с шлицами	Вал шестерня коническая со шлицами
Фрезирование торцев и зацентровка	Фрезерно-центровальные станки MP78, MP71	+	+	+	+	+
Черновая тонкая обработка	Токарные станки типа 1712П, 1722, 16К 20Ф 3	+	+	+	+	+
Термообработка улучшение		+	+	+	+	+
Чистовая токарная обработка	Ток. Станки 1712П, 1722, 1630Ф 3	+	+	+	+	+
Тонкая обработка	Ток. Станки 1712П, 1722, 1630Ф 3	+	+	+	+	+
Накатывание рифлений	Накатной станок 5964	+
Предварительное шлифование	Круглошлифовальные станки 3М 151, 2М 151Ф 2		+		+	+
Фрезерование шпоночных пазов	Шпоночно-фрезеровальный станок ДФ-96 - для прямоугольных, 1294 - для сегментных	+		+	+
Фрезерование шлицев	Шлицефрезерный 5350А		+		+	+
Фрезерование цилиндрических зубьев	Зубофрезерный 5313			+	+
Предварительное долбление зубьев	Зубодолбежные станки на базе 51312, 514			+
Долбление зубьев под шевингование	Зубодолбежные станки на базе 51312, 514, 5140			+
Нарезание конических зубьев	Зубофрезерные станки 5230, 522- и на базе 520					+
Снятие фасок на торцах зубьев						+
Обкатывание зубьев						+
Закругление зубьев	Зубозакругляющие 5580, 5480			+	+
Фрезерование резьбы	Резьбофрезеровальные КТ-45, КТ-43		+	+	+	+
Цементация				+	+
Шевингование	Шевинговальный станок 570213			+	+
Калибровка резьбы			+	+	+
Термическая обработка, закалка		+	+	+	+	+
Исправление центров	Центрошлифовальные МВ-149, 3922Р	+	+	+	+	+
Обработка зубьев	Контрольно-обкатной станок			+	+	+
Окончательное шлифование поверхностей	Кругло-шлифовальные станки 3M151A, 3M153A, 3E153	+	+	+	+	+
Фрезерование шлицев	Шлицефрезерный 5350А		+		+	+
Шлифование шлицев	Шлицефлифовальный 5Б 451П		+		+	+
Калибровка резьбы и зачистка заусенцев			+	+	+	+
Промывка		+	+	+	+	+
Окончательные кконтроль		+	+	+	+	+

6. Задача 1

Корпус массой 2кг изготавливается из металла СЧ 20. Метод получения - литье в земляную форму по первому классу точности. Масса заготовки составляет 2,62 кг. Трудоемкость обработки составляет 45 минут. Трудоемкость изготовления аналога - 58 минут. Технологическая себестоимость 210 рублей. Себестоимость аналога составляет 245 рублей.

Наименование поверхности	Количество поверхности	Количество унифицированных	Квалитет	Шероховатость
Отверстие главное	1	·	7	0,32
Торец фланца	2	2	12	1,25
Фаска	2	2	14	20
Резьбовые отверстия	8	8	9	20
Верх основания	2	·	12	5
Отверстия основания	4	4	12	40
Низ основания	1	·	12	2,5

Требуется определить показатели технологичности изделия

Решение:

Основные показатели технологичности

1.

2.

Деталь технологичная, так как её себестоимость, по сравнению с базовой снизилась на 14,3%

Деталь по этому показателю технологична, так как её трудоемкость уменьшилась на 22,5%

Дополнительные показатели

Коэффициент унификации. Технологична, так как больше 0,6

Считается удовлетворительным

Средний квалитет точности

Средняя шероховатость поверхности

7. Задача 2

Задача в том, что бы рассчитать значение

Обратная задача.

Расчет на максимум - минимум. Находим номинальный размер замыкающего звена

Условие что

Назначим допуски составляющих звеньев равными между собой.

a. Исходя из технико экономических положений ужесточим допуски на 2 и 4 звено и расширим на остальные.



Способ равного квалитета точности

Количество единиц допуска размерных цепей a.

Следовательно, составляющие звенья могу иметь точность, близкую к 10 квалитету. По таблицам нормативов необходимо отыскать допуски составляющих звеньев, предварительно решив вопрос, по какой системе будет выполняться то или иное соединение. Без таблиц иногда допуски можно назначить с собой по формуле:

Допуск для

Размещено на Allbest.ru