лекций по дисциплине «Технология машиностроения»

Содержание

лекций по дисциплине «Технология машиностроения»

(7-й семестр)

Тема: Технологическая подготовка производства.

Вопросы: 1. Сущность технологической подготовки производства.

2. Задачи Единой системы технологической подготовки

производства.

3. Содержание работ по технологической подготовке

производства.

4. Экономическая эффективность системы технологической

подготовки производства.

Дается определение технологической подготовки производства. Появляется цель проведения технологической подготовки производства. Перечисляется правовая основа проведения технологической подготовки производства.

Перечисляются задачи Единой системы технологической подготовки производства, правовая основа данной системы.

Приводится перечень работ по технологической подготовки производства. Раскрывается экономическая эффективность системы технологической подготовки производства с примерами саратовских предприятий машиностроения.

Тема: Виды изделий в машиностроении.

Вопросы: 1. Структура видов изделий.

2. Определения изделий.

Приводится структура видов изделий в машиностроении. Даются стандартные формулировки изделиям: детали, сборочной единице, комплексу, комплекту. Определения сопровождаются примерами. Обращается внимание на определение «Комплекс» в связи со специальностью «Проектирование технических и технологических комплексов».

Тема: Типы машиностроительных производств.

Вопросы: 1. Классификация типов производства.

2. Стандартное определение типа производства.

В начале дается классификация типов производства, приводится определение и отличие от вида производства.

Границей типа производства является коэффициент закрепления операций. Далее даются определения типов производства и их технологических характеристик.

Тема: Виды технологических процессов.

Вопросы: 1. Классификация.

2. Определения.

3. Примеры оформления.

Технологические процессы классифицируются по четырем принципам: по степени унификации, по уровню достижения науки и техники, по стадии разработки, по описанию

содержания. Далее даются определения всем существующим технологическим процессам. Приводится пример оформления маршрутного и операционного процессов.

Тема: Структура технологического процесса.

Вопросы: 1. Причины деления технологического процесса на отдельные

части.

2. Определение составных частей.

Необходимость деления технологического процесса на отдельные части порождается двумя видами причин: физическими и экономическими. Далее дается объяснение этим причинам.

Даются определения составным частям технологического процесса: операции, установу, позиции, рабочему переходу, рабочему ходу. Определения сопровождаются пояснениями.

Тема: Техническое нормирование.

Вопросы: 1. Определение нормы времени.

2. Методика определения элементов нормы времени.

3. Пути повышения производительности труда.

4. Основные направления повышения производительности труда.

Нормой времени называют время, необходимое для выполнения одной операцию

Состав нормы времени зависит от типа производства. Существует три метода определения нормы времени: расчетно-аналитический, исследовательский и метод сравнения.

Методика нормирования составляющих нормы времени зависит от метода обработки, применяемого оборудования, режущего инструмента и типа производства.

Производительность труда повысить можно за счет уменьшения затрат живого труда, за счет сокращения прошлого труда, за счет снижения затрат на средства производства. Приводится перечень мероприятий по сокращению нормы времени.

Тема: Качество изделий в машиностроении.

Вопросы: 1. Показатели качества сборочной единицы.

2. Показатели точности деталей.

3. Физико-механические свойства поверхностного слоя деталей

машин.

4. Зависимость шероховатости поверхности от методов и режимов

обработки.

5. Влияние шероховатости поверхности на эксплуатационные

свойства деталей.

Качество сборочной единицы (машины) зависит от точности относительного движения исполнительных механизмов, от точности взаимного расположения исполнительных поверхностей, от шероховатости исполнительных поверхностей, от физико-механических свойств поверхностного слоя материала, из которого изготовлены исполнительные поверхности деталей сборочной единицы.

Одним из показателей качества машин является точность изготовления деталей, из которых собирается сборочная единица. Точность деталей характеризуется точностью размера, точностью формы и взаимного расположения поверхностей.

Качество поверхностного слоя детали характеризуется структурой, твердостью, остаточными напряжениями.

При разработке технологических процессов изготовления деталей необходимо знать причины возникновения погрешностей и назначить методы обработки, обеспечивающие требуемое качество деталей и сборочных единиц (машин).

Тема: Точность в машиностроении.

Вопросы: 1. Погрешности при механической обработке.

2. Методы обеспечения и исследования точности.

Погрешность обработки является следствием влияния ряда технологических факторов: неточность установки, упругие деформации, износ режущего инструмента, тепловые деформации и другие. Все погрешности можно подразделить на три группы: 1) погрешности установки, 2) погрешности статической настройки, 3) погрешности динамической настройки.

В производственных условиях точность деталей можно обеспечить: методом индивидуального получения размеров, методом автоматического получения заданных размеров.

В машиностроении применяется два метода исследования точности: расчетно-аналитический и статистический.

Раскрывается сущность этих методов и область их применения.

Тема: Базирование и базы в машиностроении.

Вопросы: 1. Классификация баз.

2. Схемы базирования призматических и цилиндрических деталей.

3. Определение баз.

Базы классифицируются в зависимости от назначения на конструкторские, технологические, измерительные.

Для пояснения баз даются схемы базирования: установки детали в сборочной единице, при механической обработке, при измерении для призматических и цилиндрических деталей.

По числу лишаемых степеней свободы приводятся определения баз: установочная, направляющая, опорная, двойная направляющая, двойная опорная.

Тема: Погрешности статической настройки.

Вопросы: 1. Погрешность установки заготовки.

2. Погрешность закрепления заготовки.

3. Погрешность положения приспособления.

Установка заготовки, её закрепление в приспособлении и установки приспособления на станке вызывают погрешности статической настройки.

Погрешность базирования зависит от допуска на размер заготовки, от погрешности формы и взаимного расположения поверхностей, от наличия микронеровностей на базовой поверхности.

Приводится пример расчета погрешности базирования цилиндрической детали в призме.

Погрешность закрепления возникает от деформации в зоне сопряжения заготовки и приспособления. Эта погрешность зависит от усилия прижима, от твердости заготовки, от площади контакта, от величины шероховатости базовой поверхности. Перечисляются мероприятия по уменьшению погрешности закрепления.

Погрешность положения заготовки определяется ошибками изготовления и установки опорных элементов, от их износа и от ошибок установки приспособления на станке. Приводятся примеры и величины погрешностей. Перечисляются мероприятия по уменьшению погрешности.

Тема: Погрешности динамической настройки.

Вопросы: 1. Погрешности, вызываемые износом режущего инструмента.

2. Погрешности, вызываемые упругими деформациями

технологической системы.

На размерный износ режущего инструмента влияет обрабатываемый материал, материал режущей части инструмента, скорость резания, глубина резания, величина заднего угла, метод обработки, степень охлаждения зоны резания.

Размерный износ определяется экспериментальным путем и может быть найденным по справочникам. Приводится пример расчета погрешности, вызываемой износом инструмента. Перечисляются мероприятия, способствующие снижению погрешности.

Деформации технологической системы, от которых зависит точность изготовления детали, подразделяются на собственные и контактные.

Величина собственных деформаций определяется по формулам. Контактные деформации определяются экспериментальным путем.

Приводятся формулы расчета деформаций при закреплении заготовки в центрах, в трехкулачковом патроне. Перечисляются мероприятия по снижению погрешностей.

Тема: Определение суммарной погрешности.

Вопросы: 1. Правила суммирования погрешностей.

2. Суммирование при расчетно-аналитическом методе

исследования точности.

3. Суммирование при статическом методе исследования

точности.

4. Методы снижения суммарной погрешности.

Способ суммирования погрешностей зависит от того, являются ли они систематическими или случайными.

Систематические погрешности складываются алгебраически. Случайные погрешности складываются по правилу квадратного корня. Систематические погрешности складываются со случайными арифметически.

Суммирование погрешностей при расчетно-аналитическом методе исследования точности производится алгебраически с учетом их знаков.

Суммирование погрешностей при статистическом методе исследования точности производится с учетом теории вероятности, т.е. с учетом закона рассеивания случайных погрешностей.

Существует несколько методов снижения суммарной погрешности: применения системы автоматического регулирования, методом пробных рабочих ходов и пробных замеров, применение мерного режущего инструмента, применение системы автоматического управления.

Тема: Статистический метод исследования точности.

Вопросы: 1. Законы рассеивания размеров.

2. Параметры кривой Гаусса.

3. Задачи, решаемые с помощью закона нормального

распределения.

4. Анализ точности и стабильности технологических процессов

с помощью точностных диаграмм.

Рассеивание размеров может подчинятся закону равной вероятности, закону Симпсона, закону Релея, закону нормального распределения.

Параметрами кривой Гаусса являются: центр рассевания, абсолютная нессиметрия, средне-квадратичное отклонение.

С помощью закона нормального распределения можно определить суммарную погрешность обработки, вероятность получения годных деталей в процентах, точность настройки станка, изучить стабильность технологического процесса.

Анализ точности и стабильности технологического процесса можно определить с помощью точностных диаграмм. Они бывают трех видов: простейшие точечные диаграммы, диаграммы групповых средних и точностные диаграммы.

Тема: Технологичность конструкции изделий.

Вопросы: 1. Определение и классификация технологичности конструкции

изделий.

2. Обработка конструкции изделия на технологичность.

3. Показатели технологичности изделий.

4. Технологические требования к конструкции сборочной

единицы.

5. Технологические требования к конструкции заготовки.

6. Технологические требования к конструкциям деталей.

7. Технологические требования к элементарным поверхностям

деталей.

Технологичность конструкции изделия является одним из показателей качества изделия.

Технологичность подразделяется по методу воздействия на конструкцию изделия, по области проявления и по виду затрат. Оценка технологичности производится как качественной, так и количественной.

Обработка конструкции изделия на технологичность производится по комплексу государственных нормативно-технических документов.

Показателями технологичности являются: трудоемкость, себестоимость, уровень технологичности по трудоемкости и по себестоимости.

При конструировании изделий должны быть учтены требования, которые обеспечивали возможность построения высокопроизводительных процессов сборки.

Приводится перечень этих требований.

Технологические требования к конструкции заготовок сводятся к уменьшению припуска на механическую обработку, к приближению формы и размеров заготовки к размерам и формам готовой детали.

Конструкция детали считается технологичной, если она представляет собой сочетание простых геометрических форм, имеет достаточную жесткость, имеет минимальные припуски на механическую обработку, если имеется возможность установки и обработки одновременно нескольких деталей. Приводится пример изменения конструкции колпачка в зависимости от объема выпуска деталей.

Технологические требования к элементарным поверхностям деталей сводятся к уменьшению объема механической обработки и снижению себестоимости.

Тема: Анализ технологических процессов с помощью размерных цепей.

Вопросы: 1. Основные определения технологических размерных цепей.

2. Задачи, решаемые с помощью размерных цепей.

3. Методика составления размерной схемы технологического

процесса.

4. Правила выявления и построения технологических

размерных цепей.

Технологическая размерная цепь – это размерная цепь обеспечивающая требуемое расстояние между поверхностями при выполнении операции сборки, при расчете межоперационных переходов.

Размерная цепь состоит из замыкающего, увеличивающего и уменьшающего звеньев. Даются их определения.

Перечисляются задачи, с помощью которых могут быть определены технологические размеры и допуски на них, определены припуски на механическую обработку, определены размеры заготовки, определена точность получаемого размера.

Приводится методика составления размерной схемы технологического процесса и правила выявления и построения технологических размерных цепей.

На примере обработки валика иллюстрируется методика выполнения схемы и выявление размерных цепей.

Тема: Анализ технологических процессов с помощью графов.

Вопросы: 1. Определение графа производного и исходного дерева.

2. Методика построения технологической схемы, производного и

исходного дерева.

3. Выявление размерных цепей с исходных уравнений.

Графом называется геометрическая структура, состоящая из разбросанных в пространстве точек (номера поверхностей детали), соединенных системой отрезков (размерами между поверхностями).

Дерево с конструкторскими размерами и размерами припусков называется исходным деревом.

Дерево с технологическими размерами и размерами заготовки называется производным деревом.

На примере технологического процесса обработки втулки иллюстрируется методика построения размерной схемы процесса обработки, построения исходного и производного дерева и самого графа.

Из построенного графа выявляются размерные цепи и составляются исходные уравнения размерных цепей.

Тема: Расчет размерных цепей.

Вопросы: 1. Расчет размерных цепей методом полной взаимозаменяемости.

2. Расчет размерной цепи методом неполной

взаимозаменяемости.

3. Расчет припусков на механическую обработку.

Метод полной взаимозаменяемости обеспечивает достижение требуемой точности замыкающего звена без подбора составляющих звеньев. Приводятся уравнения по определению номинального размера замыкающего звена, определения предельных размеров замыкающего звена, определения допуска замыкающего звена, определения предельных отклонений составляющих звеньев. Дается пример расчета размерной цепи по методу полной взаимозаменяемости.

Расчет размерной цепи методом неполной взаимозаменяемости предусматривает применение расширенных допусков на составляющие звенья с учетом рассеяния размеров по вероятностному методу.

Приводятся уравнения по определению допуска замыкающего звена, предельных отклонений его и координаты середины поля допуска.

Дает числовой пример расчета размерной цепи по методу неполной взаимозаменяемости.

Расчет припуска на механическую обработку производится решением размерной цепи по методу полной взаимозаменяемости. Приводятся формулы расчета и конкретный числовой пример определения припуска его предельных отклонений.

Тема: Проектирование технологических процессов.

Вопросы: 1. Задача и принцип проектирования.

2. Факторы, влияющие на производительность и себестоимость.

3. Особенности проектирования.

4. Последовательность разработки технологических процессов.

5. Определение маршрута обработки отдельной поверхности

заготовки.

6. Составление маршрута обработки всей заготовки.

7. Выбор оборудования.

8. Технико-экономические показатели разрабатываемых

технологических процессов.

Задачей проектирования технологических процессов является подробное описание процессов изготовления изделий с необходимыми технико-экономическими расчетами и обоснованиями принятого варианта.

В основу разработки положены два принципа: технический и экономический.

На производительность и себестоимость механической обработки заготовок влияет требуемая точность изготовления, шероховатость поверхности, методы обработки, режимы резания, применяемое оборудование.

Особенностями проектирования являются: разработка тех.процессов для различных условий изготовления, сложность и трудоемкость проектирования, многовариантность решения, метод проектирования.

Далее перечисляются этапы проектирования технологических процессов.

Определение маршрута обработки отдельно взятой поверхности производится в следующей последовательности: выбор нескольких возможных методов окончательной обработки, сопоставление их по себестоимости и производительности, выбор варианта обработки на первой операции, определение промежуточных методов обработки. Приводятся рекомендации по составлению маршрута обработки отдельных поверхностей. Рекомендации иллюстрируются примерами с заводов г.Саратова.

Выбор оборудования рекомендуется производить с учетом стандарта с обеспечением максимальной себестоимости.

Приводятся технико-экономические показатели разрабатываемых технологических процессов и дается пример двух разработанных процессов на обработку цилиндрического зубчатого колеса.

Тема: Назначение технологических баз.

Вопросы: 1. Классификация баз.

2. Назначение баз для черновой обработки.

3. Назначение баз для чистовой обработки.

При выполнении технологического процесса заготовки многократно устанавливается на станки. На первой операции заготовка устанавливается по черновой базе. Все последующие установки должны выполняться при использовании чистовых баз.

Далее дается перечень рекомендаций с примерами по назначению баз для черновой обработки.

При назначении чистовых баз необходимо соблюдать принцип единства баз, принцип совмещения баз. Приводятся примеры назначения баз с учетом обеспечения точности изготовления изделия.

Тема: Разработка технологических операций.

Вопросы: 1. Задачи, решаемые при разработке технологических операций.

2. Выбор схемы построения операции.

3. Определение оперативного времени при различных схемах

операции.

Перечисляются задачи, решаемые при разработке технологических операций, начиная с определения структуры и заканчивая оформлением документации.

Схемы операций различают по трем признакам по числу одновременно устанавливаемых заготовок, по числу применяемых инструментов и по последовательности работы инструментов.

Оценка разработки операций производится по коэффициенту совмещения основного времени, по коэффициенту совмещения оперативного времени, по величине оперативного времени.

Приводятся расчеты оперативного времени при различных схемах операций.

Тема: Определение припусков на механическую обработку.

Вопросы: 1. Определение и классификация припусков.

2. Методы определения припусков.

3. Факторы, влияющие на величину припуска.

4. Методика расчетно-аналитического определения припуска.

Припуском называется слой металла, удаляемый в процессе механической обработки. Он может быть промежуточным, внешним, внутренним, одно- и двухсторонним, симметричным и ассиметричным.

Припуски могут быть определены опытно-статистическим и расчетно-аналитическим методом.

На величину припуск оказывает влияние исходная шероховатость, дефектный слой, величина деформации, погрешность установки и допуски на заготовку и обрабатываемую деталь.

Далее приводится методика расчетно-аналитического определения припуска на примере обработки шейки вала.

Тема: Разработка технологических процессов обработки заготовок на станках

с ЧПУ.

Вопросы: 1.Экономическая эффективность и область применения станков

с ЧПУ.

2. Технологические возможности станков с ЧПУ.

3. Системы программного управления и обозначения моделей

станков с ЧПУ.

4. Система координат станков с ЧПУ.

5. Системы отсчета перемещений рабочих органов станка.

6. Кодирование информации в системах ЧПУ.

7. Этапы технологической подготовки обработки заготовок

на станках с ЧПУ.

8. Технологичность деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ.

9. Технологический контроль чертежа детали.

10. Разработка маршрутного и операционного технологического

процесса.

11. Особенности нормирования технологических операций.

Эффективность применения станков с ЧПУ выражается в повышении точности обработки, в повышении производительности, в снижении себестоимости, в снижении потребности в высококвалифицированных станочниках.

Технологические возможности станков с ЧПУ намного шире по сравнению со станками Р.У. в связи с наличием многоинструментальных магазинов и автоматическом цикле обработки.

Системы управления станками с ЧПУ подразделяются на позиционные и контурные. В связи с этим для обозначения модели станка с ЧПУ добавляется индекс, соответствующий системе управления.

Система координат станков с ЧПУ принята по рекомендации Международной организации по стандартизации. Приводятся ее требования.

В станках с ЧПУ применяется система отсчета перемещениями абсолютная и относительная. Приводятся примеры перемещений.

Для кодирования информации принимается международный код J30-7bit, который основан на использовании десятично-двоичной системы.

Технологическая подготовка обработки заготовок на станках с ЧПУ начинается с определения номенклатуры деталей, рекомендуемых для обработки на станках с ЧПУ и заканчивается обработкой управляющей программы на станке.

К технологичности детали предъявляются требования, которые смогли бы обеспечить обработку всех поверхностей заготовки в автоматическом режиме с минимальном количеством установов.

Простановка размеров детали должна производится в прямоугольной системе координат от единых конструкторских баз и направления осей детали должны совпадать с направлениями осей координат станка.

Разработка маршрутного технологического процесса состоит из разработки операций, выполняемых на станках с РУ и затем разработкой операций, выполняемых на станках с ЧПУ.

Особенностью разработки операций является определение последовательности обработки поверхностей по зонам с минимальной перестановкой заготовки, определением минимального количества типоразмеров инструментов.

Нормирование операций, выполняемых на станках с ЧПУ, производится с учетом работы станка в автоматическом режиме и затрат времени на подготовку станка.

Тема: Разработка траектории движения инструмента.

Вопросы: 1. Математическое описание геометрических элементов деталей

машин.

2. Расчет координат опорных точек сопряжения участков

траектории инструмента.

3. Определение координат опорных точек траектории инструмента

при токарной обработке.

4. Определение координат опорных точек траектории инструмента

при обработке отверстий.

5. Определение координат опорных точек траектории инструмента

при фрезеровании.

Траектория инструмента рассчитывается для определенной его точки: центр основания, центр закругления.

Траектория центра инструмента в плоскости обработки представляет собой линию эквидистантную к обрабатываемому контуру.

Контуры деталей состоят из отрезков прямых, дуг окружностей. Приводятся уравнения прямых линий на плоскости, уравнения координат точек на прямых отрезках,

координат пересечения прямых линий, координат точек на окружности.

Способы определения координат точек сопряжения участков траектории инструмента сводятся к трем типовым случаям сопряжения: 1) прямая-прямая, 2) прямая-окружность, 3) окружность-окружность.

Далее дается расчет координат точек сопряжения этих случаев.

При токарной обработке контуров тел вращения. Могут применяться две схемы траектории резца: контурная схема и схема обработки с подбором. Приводятся эти схемы.

Определение координат опорных точек траектории инструмента при обработке отверстий иллюстрируется на примере обработки отверстий в детали «Крышка».

Обработка отверстий может выполняться по двум вариантам: параллельная схема обработки и последовательная схема обработки. Для определения варианта обработки необходимо произвести расчет технико-экономических показателей вариантов обработки.

Определение координат опорных точек траектории инструмента при фрезеровании иллюстрируется на примере обработки детали «Крышка».

Прежде чем производить расчет координат движения инструмента необходимо определить координаты контура детали. Траектория инструмента в плоскости обработки представляет собой линию эквидистантную к обрабатываемому контуру.

На базе полученных координат детали производится расчет координат траектории инструмента.

Дата добавления: 2015-08-28