Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство образования и науки Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра технологии машиностроения

ЖУРНАЛ

лабораторных работ по курсу

"Технология машиностроения"

Факультет _______________________________________

Группа__________________________________________

Ф.И.О. студента__________________________________

Ф.И.О. преподавателя_____________________________

Челябинск

Издательство ЮУрГУ

ЮУрГУ Кафедра технологии машиностроения	Статистическое исследование точности обработки	Работа №1
Задание: оценить точность обработки деталей на настроенном токарном станке путем измерения их размеров и статистического анализа результатов измерений

1. Результаты измерений наружного диаметра кольца
№ п/п	Диаметр D, мм	№ п/п	Диаметр D, мм	№ п/п	Диаметр D, мм	№ п/п	Диаметр D, мм

2. Распределение диаметров деталей-колец
Интервалы	Середина интервала, xi	Частота, mi	ximi		xi –	(xi – )^2	(xi – )^2 mi	σ

3. Оценка точности исследуемой операции

m =; m 1

Вывод:

4. Определение погрешности настройки станка

t_н =; t_ндоп =

t_н t_ндоп

Вывод:

5. Оценка погрешности настройки станка

e =; e_доп =

e e_доп

Вывод:

6. Гистограмма, полигон и теоретическая кривая распределения случайной величины

7. Определение процента годных деталей, исправимого и неисправимого брака

W_годн =; W_испр =; W_неисп =

Выводы:

Вопросы:

1. Виды погрешностей обработки и основные причины их возникновения.

2. Для оценки каких погрешностей используется метод кривых распределения?

3. Как определяют размах и величину интервала?

4. Как строят гистограмму распределения и полигон?

5. Для чего устанавливают теоретический закон распределения размеров по данным измерений выборки деталей?

6. Как строится кривая Гаусса?

7. Какими свойствами характеризуется кривая Гаусса?

8. Как рассчитывают процент годных и бракованных деталей? Показать на графике зоны исправимого и неисправимого брака.

9. Как определить погрешность настройки станка? Показать на графике.

10. Как определить допустимую величину погрешности настройки станка?

11. Каким коэффициентом оценивается точность процесса обработки?

Дата Подпись студента Подпись преподавателя

Формулы к лабораторной работе № 1

1. Размах случайной величины

,

где x _max и x _min — наибольшее и наименьшее значения случайной величины.

2. Средний размер деталей в партии

,

где x_i — середина i -го интервала, равная полусумме его граничных значений; m_i — количество деталей в i -ом интервале (частота); n — число деталей в выборке.

3. Среднее квадратическое отклонение от среднего значения

.

4. Уравнение кривой Гаусса

,

где x — переменная случайная величина; j (x) — плотность вероятности; e = 2,71828 — основание натуральных логарифмов.

5. Количество интервалов

.

6. Ординаты теоретической кривой (с учетом масштабного коэффициента)

где Δ x — величина интервала.

7. Коэффициент точности процесса обработки

,

где T — допуск на диаметр по чертежу.

8. Погрешность настройки станка

,

где t_н — погрешность настройки или величина смещения центра распределения от координаты середины поля допуска D ₀ .

9. Координата середины поля допуска

,

где D _min и D _max — минимальный и максимальный размеры по чертежу детали.

10. Допустимое значение погрешности настройки станка

.

11. Коэффициент смещения настройки станка

.

12. Допускаемая величина коэффициента смещения настройки станка

.

13. Процент исправимого и неисправимого брака

,

.

14. Возможный процент годных деталей

.

ЮУрГУ Кафедра технологии машиностроения	Определение погрешностей формы детали в продольном сечении, возникающих при обработке на токарном станке	Работа №2
Задание: определить аналитически и экспериментально погрешности формы деталей в продольном сечении, возникающие при обработке на токарном станке при закреплении заготовки в центрах и трехкулачковом патроне.

Схемы установки деталей

Схема 1 Схема 2

t = мм.

S = мм/об. S_кор = мм/об.

м/мин.

n_кор = об/мин.

Аналитический расчет погрешности формы детали в продольном сечении при различных схемах установки

Измеряемые сечения детали

Расчетные схемы и формулы величин прогиба балок

Расчетная схема	Формула величины прогиба в точке приложения силы

Здесь E = 2,1·10⁵ H/мм² — модуль упругости стали; J = 0,05d⁴ — момент инерции круглого сечения.

Расчет сил резания

Н, Н.

Схема 1	Схема 2
f 2 = f 3 = f 4 = f 5 = f 6 =	f 2 = f 3 = f 4 = f 5 = f 6 =

Результаты фактических измерений диаметров деталей после обработки их на токарном станке

Схема 1

Схема 2

Сечения

Сечения

Диаметры детали, мм

Диаметры детали, мм

Приращение радиуса, мм

Приращение радиуса, мм

Конусность: Δ расч. =; Δ факт. =

Бочкообразность: Δ расч. =; Δ факт. =

Выводы по работе:

Вопросы:

1. Какие факторы влияют на изменение формы вала в продольном сечении при его обработке на токарном станке?

2. Какая погрешность формы в продольном сечении детали ожидается при обработке в центрах и трехкулачковом патроне?

3. Как изменяется погрешность формы вала в продольном сечении при наличии смещения заднего центра бабки при обработке в центрах?

4. Нарисуйте схему составляющих силы резания, действующих при точении.

5. Как изменить режимы резания для уменьшения погрешностей формы детали в продольном сечении?

6. Какие расчетные схемы используют для определения деформации вала?

7. Как практически определяют погрешности формы вала в продольном сечении?

Дата Подпись студента Подпись преподавателя

Формулы к лабораторной работе № 2

1. Фактическое приращение радиуса в i -ом сечении

,

где d_i — фактический диаметр детали в i -ом сечении; d ₀ — диаметр детали в сечении 0 (принимается, что деформация детали в данном сечении равна 0).

2. Погрешность формы детали в продольном сечении

, .

ЮУрГУ Кафедра технологии машиностроения	Определение погрешностей базирования	Работа №3
Задание: исследовать аналитически и экспериментально точность выполнения размера А при различных способах базирования детали

1. Схемы установки деталей при обработке поверхности М

Схема наладки при 1 установе Схема наладки при 2 установе

2. Составление размерных цепей и расчет погрешности базирования

3. Результаты измерения деталей согласно приведенной схеме

Деталь							Поле рассеяния
Размер A при 1 установе
Размер A при 2 установе

4. Выводы о точности изготовления размера A при различных способах базирования.

Вопросы:

1. Что такое погрешность базирования?

2. Причины возникновения погрешности базирования при установке заготовки на цилиндрическом пальце приспособления. Формула для определения максимальной погрешности базирования.

3. Влияние погрешности базирования на точность выполняемого размера.

4. Условия обработки, при которых погрешность базирования равна 0.

5. Принципы совмещения и постоянства баз.

Дата Подпись студента Подпись преподавателя

Формулы к лабораторной работе № 3

1. Максимальная погрешность при базировании заготовки по поверхности K

,

где β — допуск на размер B.

2. Уравнение размерной цепи для случая базирования по поверхности K

α = Δбаз_max + Т_оп,

где α — допуск чертежного размера A, Т_оп — допуск операционного размера C.

3. Максимальная погрешность при базировании заготовки по отверстию

,

где D_max — максимальный диаметр отверстия, d_min — минимальный диаметр пальца.

4. Наибольшее колебание размера А при базировании заготовки по отверстию

.

ЮУрГУ Кафедра технологии машиностроения	Изучение влияния упругих деформаций технологической системы на точность при токарной обработке	Работа №4
Задание: определить экспериментальными методами жесткость технологической системы и выяснить зависимость точности обработки от жесткости технологической системы при обработке на токарных станках

1. Рассчитать усилия резания и жесткость токарного станка у передней и задней бабок методом статического нагружения.

Расчет усилий резания	Измерение жесткости методом статического нагружения
S = мм/об, Н, Н.	Обозначения		y, мм	Δ y
t1 = 0,75 мм	Py 0,75		Сечение у передней бабки
t2 = 2,0 мм	Py 2,0		Сечение у задней бабки

2. Рассчитать ожидаемую величину поля рассеивания размера и конусность:

3. Обработать заготовку со ступенчатым изменением глубины резания и микрометром замерить диаметры d₁; d₂; d₃; d₄.

Эскиз обработки

Результаты измерений
Размеры у передней бабки	Размеры у задней бабки
d1	d2	d3	d4

4. По результатам измерений определить фактическое поле рассеивания размера и конусность:

5. Сравнить результаты ожидаемой величины поля рассеивания и конусность (п/п 2) с их фактическими значениями (п/п 4). Объяснить несовпадение результатов.

6. Выводы по работе.

Вопросы:

1. Что такое жесткость технологической системы?

2. Для чего необходимо определятьи знать жесткость станков?

3. Какие существуют методы для оценки жесткости технологической системы?

4. Недостатки статического метода определения жесткости технологич

5. еской системы.

6. Что такое производственный метод определенияжесткости технологической системы?

7. Какой величины должны быть ступеньки на заготовке при производственном методе определения жесткости технологической системы?

8. Как рассчитать коэффициент жесткости при производственном методе определения жесткости?

9. Какаяиз бабок токарного станка имеет большую жесткость?

10. Какая погрешность формы возникает в связи с разной жесткостью передней и задней бабок станка?

11. Какими способами можно уменьшить конусность детали, возникающую из-за неодинаковой жесткости передней и задней бабок?

12. Сравните расчетные и экспериментальныеданные по точности обработки. Чем объясняется несовпадение результатов?

Дата Подпись студента Подпись преподавателя

ЮУрГУ Кафедра технологии машиностроения	Разработка технологического процесса сборки узла	Работа №5
Задание: Разработать технологическую схему и маршрутный технологический процесс сборки изделия

1. Технологическая схема сборки

2. Маршрутный технологический процесс сборки

Номер операции	Наименование операции	Содержание операции	Оборудование и инструмент

Выводы по работе:

Вопросы:

1. Что понимается под процессом сборки?

2. Что такое технологическая схема сборки и для чего она разрабатывается?

3. Какие нужно иметь материалы для составления технологической схемы сборки?

4. Каков порядок разработки технологической схемы сборки?

5. Что такое базовая деталь, узел, подузел? Как определить порядок подузла?

6. Каким образом на схеме обозначаются составные части изделия?

7. Что такое маршрутный технологический процесс сборки?

Дата Подпись студента Подпись преподавателя

ЮУрГУ Кафедра технологии машиностроения	Решение сборочных размерных цепей методом максимум-минимум и компенсационным методом	Работа №6
Задание: решить сборочную размерную цепь методом максимум-минимум и компенсационным методом по заданным значениям исходного звена

A1 = 24– 0,13 A2 = 24– 0,14 A3 = 8– 0,2 A4 = 95– 0,4 A5 = 8– 0,2 A7 = 170– 0,53

1 вариант	2 вариант
Исходные данные:
Обеспечить собираемость сборочной размерной цепи методом максимума-минимума при значении мм	Обеспечить собираемость сборочной размерной цепи методом регулировки при значении мм

1 вариант

Размерная цепь

Результаты расчетов

Результаты трехкратной сборки

Номер опыта	Фактический размер детали № 6	Фактический размер замыкающего звена	Вывод о годности узла

2 вариант

Номер интервала	y	Отклонения	А6К	Отклонения
ΔB у ′ i	ΔH у ′ i	ΔВА6К i	ΔHА6К i
…
…

Результаты трехкратной сборки

Номер опыта	Фактический размер разрыва цепи	Номер интервала компенсатора	Фактический размер замыкающего звена (зазора)	Вывод о годности узла

Выводы по работе:

Вопросы:

1. Чему равен допуск замыкающего звена?

2. Необходимо ли контролировать размер замыкающего звена при методе полной взаимозаменяемости?

3. Чем достигается точность замыкающего звена при сборке по методу регулировки?

4. В чем состоит особенность технологии сборки компенсационным методом?

5. От чего зависит величина допуска на замыкающее звено?

Дата Подпись студента Подпись преподавателя

Формулы к лабораторной работе № 6

1. Допуск замыкающего звена при расчете по методу полной взаимозаменяемости

,

где — допуск i -го составляющего звена; m — количество звеньев размерной цепи.

2. Уравнение номиналов

,

где P— номинальные значения увеличивающих звеньев; N — номинальные значения уменьшающих звеньев.

3. Уравнения для нахождения верхних и нижних отклонений

, ,

где ΔВ — символ верхнего отклонения, ΔН — символ нижнего отклонения звеньев.

4. Номинальные значения разрыва цепи (y) и компенсирующего звена (А _6К) при расчете по методу регулировки

у = А_6К + А _Δ = , откуда А_6К = А _Δ.

5. Верхнее и нижнее отклонения замыкающего звена y

; .

6. Колебание разрыва цепи

.

7. Величина интервала для разрыва сборочной размерной цепи

ε = ΔА_Δ – Δ′А_6К,

где Δ′А_6К — допуск на изготовление компенсирующего звена (0,05 мм).

8. Число сменных деталей в наборе для компенсирующего звена

.

(n округляется до ближайшего большего целого числа).

9. Колебание разрыва цепи, соответствующее принятому числу деталей

Δ у ′ = n · ε.

В соответствии с принятым числом деталей в наборе и увеличением Δ у до Δ у ′ предельные отклонения y изменяются на величину:

10. Верхнее и нижнее отклонения разрыва цепи с учетом корректировки

,

.

11. Верхние отклонения интервалов разрыва цепи (они же нижние отклонения предыдущих интервалов)

,

,

где i — порядковый номер интервала.

12. Размеры компенсатора (А _6К) для соответствующего разрыва цепи

ΔВА_{6К i} = ΔН у ′ _i – ΔHA_Δ,

ΔHА_{6К i} = ΔB у ′ _i – ΔBA_Δ,

где ΔВА_{6К i}, ΔHА_{6К i} — верхнее и нижнее отклонения компенсирующего звена для соответствующего интервала разрыва цепи, а ΔB у ′ _i и ΔH у ′ _i — верхнее и нижнее отклонения этого интервала.

ЮУрГУ Кафедра технологии машиностроения	Решение многозвенных сборочных размерных цепей вероятностным методом	Работа №7
Задание: выявить положительные и отрицательные стороны сборки узлов вероятностным методом

звено А₁ = 80 ± 0,2 мм, звено А₂ = 15_-0,24 мм, звено А₃ = 29_-0,28 мм,

звено А₄ = 11_-0,24 мм, звено А₅ = 13_-0,24 мм, звено А₆ = 10_-0,20 мм.

При сборке обеспечить выполнение технического требования:

мм.

1. Рассчитать сборочную размерную цепь по методу полной взаимозаменямости:

А_{Δ расч.} =

TА_{Δ расч.} =

Δ_ВАΔ =

Δ_НАΔ =

2. Сравнить расчетную величину поля допуска замыкающего звена с требуемой по чертежу:

3. Определить число единиц допуска (формула 2) и ближайший класс точности изготовления деталей сборочного узла, обеспечивающих собираемость узла по методу max-min.

Расчетному числу единиц допуска соответствует…………класс точности.

Заключение о методе обработки деталей, удовлетворяющем собираемость узла при расчете его по методу max-min:

4. Действительные значения замыкающего звена:

№ узла

Количество бракованных узлов

Процент брака

Величина

5. Рассчитать значение коэффициента риска t_Δ (формула 3) и определить вероятностный процент риска Р.

6. Сравнить расчетную и действительную величины брака:

7. Выводы по работе:

Вопросы:

1. Необходимо ли контролировать размер замыкающего звена при методе полной взаимозаменяемости?

2. Какое условие должно соблюдаться при определении допусков на составляющие звенья узла для обеспечения полной взаимозаменяемости деталей при сборке?

3. В чем состоит особенность технологии сборки узлов из деталей с допусками, не обеспечивающими полную взаимозаменяемость?

4. Чему равен допуск замыкающего звена? Как устанавливается допуск на замыкающее звено?

5. Как определить коэффициент риска?

6. Что характеризует коэффициент относительного рассеивания?

7. Какие преимущества и недостатки имеют рассмотренные в работе методы сборки?

8. По какому критерию оценивают эффективность применения того или иного метода сборки?

Дата Подпись студента Подпись преподавателя

Формулы к лабораторной работе № 7

1. Допуск замыкающего звена при расчете по методу полной взаимозаменяемости

,

где — допуск i -го составляющего звена; m — количество звеньев размерной цепи.

2. Число единиц допуска

,

где — допуск замыкающего размера, обеспечивающий собираемость узла в соответствии с техническими требованиями (при расчетах значение допуска указывается в мкм); А _i — номинальный размер i -го звена размерной цепи, мм.

3. Коэффициент степени риска выхода размера замыкающего звена за его предельно допустимые значения

,

где l_i — коэффициент относительного рассеивания i -го составляющего звена, ω _{A i} — рассеивание размера i -го составляющего звена размерной цепи (принимается равным).

ЮУрГУ Кафедра технологии машиностроения	Определение погрешностей закрепления деталей	Работа №8
Задание: определить ожидаемую и действительную величину некруглости отверстий колец при закреплении в трехкулачковом патроне и в цанге

Размеры кольца

по………варианту

Режимы резания

по………варианту

1. Определить погрешность закрепления кольца в трехкулачковом самоцентрирующем патроне.

№ п/п	Размер кольца	Р, Н	Аналитический метод	Экспериментальный метод	Расчетно-экспе-риментальный метод
W = WyA – WyB	WA	WB	W= =WA – WB	W= =WA (1 + с)
		200 400 600 800 1000 1200

2. Определить экспериментально погрешность закрепления кольца в цанге.

№ п/п	Размер кольца	Р, Н	WA	WB	W=WA – WB
		200 400 600 800 1000 1200

3. Построить график зависимостей погрешности закрепления колец от усилия зажима в цанге и трехкулачковом самоцентрирующем патроне.

4. Рассчитать усилие закрепления кольца в трехкулачковом самоцентрирующем патроне (режимы резания по……….варианту).

5. Определить расчетом ожидаемую некруглость отверстия кольца после расточки.

6. Выводы по работе.

Вопросы:

1. Определение погрешности закрепления.

2. Какие способы существуют для определения погрешности закрепления? В чем они заключаются?

3. Какие по величине силы зажима необходимо приложить к детали при ее обработке на станке?

4. Как влияет способ закрепления на величину отклонения формы детали в поперечном сечении?

5. Пути повышения точности обработки деталей.

6. Как определить отклонение от круглости отверстия?

Дата Подпись студента Подпись преподавателя

Формулы к лабораторной работе № 8

1. ∑М = 0,

где М — моменты от сил, действующих на заготовку в процессе обработки.

2. Искажение формы поперечного сечения детали

W = W_A – W_B.

3. Упругая деформация кольца в любой точке n поперечного сечения

W_n = W_c + Wy_n,

где W_c — упругая деформация сжатия кольца, одинаковая во всех точках, Wy_n — упругая деформация изгиба кольца в точке А.

4. Упругие деформации изгиба кольца в точках приложения сил

.

5. В точках посередине между ними

где — полярный момент инерции сечения кольца; K — число точек, в которых приложены силы; — средний радиус сечения кольца; Rн — радиус наружной цилиндрической поверхности кольца; Rо — радиус отверстия кольца; Е — модуль упругости I рода; F = bh — площадь сечения кольца; b — ширина кольца; h — толщина кольца.

6.

7.

8.

9. W = W_A + W_B = W_A (1 + c).

10. Коэффициент запаса

.

Дата добавления: 2015-08-28