Отчет по rонструкторско-технологической практике

Трудоемкость  и себестоимость изготовления изделия зависят не только от конструкции, но и в значительной степени от выбранного технологического процесса, его оснащенности и режимов обработки. Поэтому при определении технологичности конструкции не обходимо исключить влияние принятого технологического процесса и определить уровень технологичности данной конструкции как отношение трудоемкости и себестоимости ее изготовления и трудоемкости и себестоимости изготовления других конструктивных вариантов этого изделия в аналогичных сопоставимых производственных условиях. Если обозначить уровень технологичности конструкции двух конструктивных вариантов изделий через К₁ и К₂, а трудоемкость их изготовления в одинаковых производственных условиях и одинаковом количестве выпускаемых изделий – через Т₁ и Т₂, то получим:

К₁/К₂= Т₁/Т₂ или К₁ = mК₂,

где m=Т₁/Т₂ – степень технологичности первого конструктивного варианта изделия. Для n изделий одинаковых конструкций степень технологичности различных вариантов составляет:

m₁= T₁/T_n; m₂= T₂/T_n;….;m_n-1=T_n-1/ T_n.

При определении  общей трудоемкости изготовления изделия  суммируют трудоемкости изготовления отдельных его деталей, сборки его составных частей (сборочных единиц) и изделия в целом, поэтому технологичность конструкции изделия можно рассматривать как сумму технологичности конструкции его отдельных деталей и сборочных единиц.

Количественную  оценку технологичности конструкции производят по основным показателям, характеризующим уровни технологичности конструкций по трудоемкости и себестоимости. Уровень технологичности конструкции по трудоемкости изготовления К_у.т определяется как соотношение достигнутой трудоемкости изделия Т_и к базовому показателю трудоемкости Т_{б. и}: К_{у. т}= Т_и/ Т_{б. и}

Аналогично уровень технологичности конструкции по технологической себестоимости:

К_у.с=С_т/С_б.т,

где С_т – достигнутая себестоимость изделия; С_б.т – базовый показатель технологической себестоимости.

Предварительный расчет К_{у. т} и К_у.с при проектировании изделия можно производить по приближенным расчетам трудоемкости и себестоимости изготовления основных частей, используя статистические данные по изделиям-производителям и соответствующие корректирующие коэффициенты.

Технологичность конструкции изделия, деталей и сборочных единиц необходимо оценивать при технологическом контроле чертежей в период ее разработки. Предварительно разработанный чертеж детали, сборочной единицы проходит технологический контроль и окончательно дорабатывается конструктором. Однако оценка технологичности конструкции при этих условиях может оказаться субъективно, если она зависит только от уровня знаний технолога осуществляющего технологический контроль. При объективной оценке технологичности конструкции изделия, его деталей и сборочных единиц учитывают положительные факторы, определяющие технологичность конструкции. К ним относится: оптимальная форма деталей, обеспечивающая изготовление заготовок с наименьшими припусками и наименьшим количеством обрабатываемых поверхностей; наименьшая масса изделия; наименьшее количество наименований применяемых материалов; взаимозаменяемость деталей и сборочных единиц с оптимальными значениями полей допуска; стандартизация и унификация деталей и сборочных единиц, а так же их отдельных и кон структивных элементов (резьб, модулей зубчатых колес, радиусов, галтелей и т.д.).

Выбор оптимальной  формы детали зависит от её конструктивного и эксплуатационногого назначения. Оценка технологичности данной детали может быть основана на сравнении трудоемкости изготовления различных конструктивных вариантов этой детали. Что бы обеспечить условия создания оптимальных форм деталей, применяют определенные технологические методы изготовления и обработки заготовок.

 

 

9. Точность обработки. Точность геометрической формы поверхности, точность взаимного расположения поверхностей. Стандарты единой системы допусков и посадок (ГОСТ 25346-89, система ИСО допусков и посадок). Шероховатость поверхности, точность обработки деталей и их связь

 

Понятие точности обработки

Любую деталь можно  представить в виде сочетаний геометрических идеально точных объемов, ограниченных цилиндрическими, плоскими, винтовыми и другими поверхностями. Например, валы образованы сочетанием ряда цилиндров. В процессе изготовления деталей и эксплуатации механизмов возникают отклонения размеров, расположения и формы поверхностей. Кроме того, режущие элементы любого инструмента оставляют на образуемых поверхностях следы чередующихся выступов и впадин, т. е. создают шероховатость и волнистость поверхностей. В чертежах форму и размеры изделия задают с отклонениями от идеально правильных номинальных поверхностей и размеров, т.е. с отклонениями, обеспечивающими работоспособность де тали. Реальные поверхности деталей отличаются от номинальных как по раз мерам, так и по форме, расположению, шероховатости и волнистости. Степень приближения изделия к геометрически правильному ее прототипу, описан ному чертежом и техническими требованиями, характеризует его точность.

Поскольку изделие  является сочетанием поверхностей, точность изделия характеризуется показателями составляющих поверхностей.

Стандартами ГОСТ 25346-82, ГОСТ 24642-81 и ГОСТ 2.308- 79 установлены следующие показатели точности: точность размеров, т. е. расстояний между различными элементами изделий; отклонение формы поверхности, т. е отклонение формы реальной поверхности (профиля) от номинальной поверхности (профиля). В общем случае в отклонение формы входит волнистость поверхности и не входит шероховатость; отклонения фор мы поверхностей профилей отсчитывают от реальной поверхности (профиля) до прилегающих поверхностей (профилей) по нормали к ним; отклонение расположения поверхностей и осей деталей, т. е. отклонение реального расположения рассматриваемого элемента от его номинального расположения.

Показателем точности размера при изготовлении является погрешность размера. Значение погрешности:

∆х_i = х_i - х,

где х – заданное значение раз мера (параметра); х_i – действительное значение того же размера.

Погрешность размера (любого параметра), при которой  сохраняется работоспособность изделия, называют допуском Т. Допуск равен разности наибольшего и наименьшего предельных размеров, т. е. предельно допустимой погрешности обработки.

 

Виды погрешностей

Погрешности делят  на систематические, случайные и  грубые.

Систематическими  называют погрешности, постоянные по величине и направлению или изменяющиеся по определённому закону. Они могут быть вызваны недостатками кинематических связей, ошибками изготовления и настройки станков и другими причинами. Влияние этих погрешностей на результаты обработки и измерения можно учесть и в определённых условиях устранить.

Грубыми называют погрешности, явно не соответствующие процессу обработки или измерения. Они в основном бывают следствием просчетов или не досмотра, и их можно устранить.

Случайные погрешности – это погрешности, значение и направление которых нельзя предусмотреть. Они возникают под воздействием большого числа независимых друг от друга факторов. Случайные погрешности могут быть вызваны нестабильностью свойств обрабатываемых материалов, непостоянством размеров заготовок, случайными сбоями в работе узлов станка.

Влияние случайных  погрешностей на точность оценивают  методами теории вероятности и математической статистики. Распределение случайных погрешностей чаще всего подчиняется закону нормального распределения и характеризуется кривой Гаусса (рис. 21).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 – График Гаусса

 

Наибольшая  ордината кривой соответствует среднему значению составляющих погрешности (математическое ожидание М (х)). По оси абсцисс отложены значения отклонений х, выражаемые формулой ∆х_i = х₁ – х. Отрезки y_i, параллельные оси ординат, показывают вероятность появления случайных погрешностей соответствующего значения.

Кривая  Гаусса симметрична относительно максимальной ординаты. Формы кривой показывает, что малые отклонения появляются значительно чаще, чем большие, а появление больших отклонений практически маловероятно. Поэтому принимаемые в расчет погрешности ограничивают некоторыми предельными значениями. Обычно поле рассеяния погрешности:

δ_i =W=± σ_i.

 

Точность геометрической формы поверхности, точность взаимного расположения поверхностей. Стандарты единой системы допусков и посадок

Отклонения  и допуски формы поверхностей

Отклонением формы называется отклонение формы  реальной поверхности от формы номинальной поверхности. Под номинальной поверхностью принимается идеальная поверхность, форма которой задана чертежом. К отклонениям формы плоских поверхностей относятся отклонения от прямолинейности и плоскостности. К отклонениям формы цилиндрических поверхностей относятся отклонения от круглости (контролируется в сечении), цилиндричности и профиля продольного сечения (контролируется не менее чем в трех сечениях по длине цилиндра). К отклонениям от круглости относятся: овальность, причиной которой является биение шпинделя токарного или шлифовального станков; огранка – изменение мгновенных центров вращения детали, возникает чаще всего при бесцентровом шлифовании. К отклонениям от цилиндричности поверхности относятся: конусообразность, бочкообразность и седлообразность. Причиной возникновения конусообразности является несоосность шпинделя и задней бабки; бочкообразности – деформация длинных валов при обтачивании их в центрах без люнетов; седлообразность – деформация коротких валов, так как упругие напряжения по концам валов больше чем в середине. Причиной возникновения непараллельности образующих являются остаточное напряжение от предыдущей операции (например, после термообработки).

Отклонение  взаимного расположения поверхностей

Номинальное расположение поверхности оси или  профиля определяется номинальными линейными или угловыми размерами, между рассматриваемой поверхностью и базой. Базой называют поверхность, по отношению к которой заданы допуски расположения. К отклонениям взаимного расположения относятся: отклонения от параллельности и перпендикулярности плоскостей, осей отверстий; отклонения от соосности, отверстий или наружных поверхностей; отклонением радиального или торцового биения; симметричности поверхности, относительно отдельных элементов; отклонении от пересечения осей отверстий; позиционное отклонение и позиционный допуск – условное название отклонения и допуска на смещение оси или плоскости относительно номинального расположения. Обозначение отклонений взаимного расположения поверхностей на чертежах производится в рамке и соединительная линия рамки должна быть продолжением размерной линии, если отклонение относится к оси или плоскости симметрии. Обозначение отклонений взаимного расположения поверхностей приведены в табл. 1.

Таблица 1 – Классификация отклонений и допусков формы и расположения поверхностей (по ГОСТ 24642-81)

Группа  отклонений и допусков	Наименование допуска	Условный знак допуска  по ГОСТ 2.308-79
Допуски формы поверхностей	Допуск прямолинейности
	Допуск плоскостности
	Допуск круглости
	Допуск цилиндричности
	Допуск профиля продольного сечения
Допуски взаимного поверхностей расположения	Допуск параллельности
	Допуск перпендикулярности
	Допуск соосности
	Допуск симметричности
	Допуск пересечения осей
	Допуск радиального биения
	Допуск торцового биения
	Допуск полного радиального  биения
	Допуск полного торцового  биения
	Позиционный допуск

 

Единая система  допусков и посадок

Системой допусков называется совокупность рядов допусков, закономерно построенных и оформленных в виде стандартов.

Благодаря системе  допусков, ввервые введенной в  СССР в 1929 г., представилась возможность стандартизировать режущий инструмент и средства измерений; Общесоюзная система допусков характеризуется единицей допуска, классами точности, интервалами диаметров и основанием системы.

Если диаметр  обрабатываемой детали остается постоянным, а требования к точности изготовления повышаются, т. е. допуск уменьшается, то трудность изготовления детали возрастает. Это положение легло в основу построения системы допусков.

С 1 января 1977 г. в СССР вводится единая система допусков и посадок Совета Экономической Взаимопомощи (ЕСДП СЭВ)- взамен ранее действующей системы ОСТ. На основе указанной системы составлены стандарты СТ СЭВ 144—75 и СТ СЭВ 145—75, являющиеся частью ЕСДП СЭВ, разработка которой предусмотрена Комплексной программой дальнейшего углубления и совершенствовавши сотрудничества и развития социалистической экономической интеграции стран — членов СЭВ.

СТ СЭВ 144—75 и  СТ СЭВ 145—75 устанавливают систему  допусков и посадок для гладких  элементов деталей (цилиндрических или ограниченных параллельными плоскостями) с номинальными размерами до 3150 мм. В СТ СЭВ 144—75 указаны поля допусков и рекомендуемые посадки, а в СТ СЭВ 145—75 приведены общие положения, ряды допусков и основных отклонений. Эти стандарты разработаны с учетом системы допусков и посадок, изложенной в рекомендациях Р 286—1962 и Р 182Ф—1970 международной организации по стандартизации (ИСО) и принятой во всех промышленно развитых странах мира. Внедрение стандартов СЭВ отвечает интересам сотрудничества стран — членов СЭВ между собой и с другими странами мира.

Система ИСО  отличается от системы ОСТ принципами построения, условными обозначениями допусков и посадок, числовыми значениями предельных отклонений. Стандарты СТ СЭВ 144—75 и СТ СЭВ 145—75 по сравнению с системой ОСТ имеют следующие технические преимущества: большой диапазон и более равномерную градацию числовых значений допусков, зазоров и натягов, большую универсальность и др.

Единая международная  система допусков и посадок позволяет  обеспечить наиболее полную взаимозаменяемость составных частей машин, единство технической документации, инструментов и другой технологической оснастки. Благодаря этому повышается эффективность проектно-конструкторских работ, проводимых совместно со странами — членами СЭВ и другими странами, и снижаются затраты на эксплуатацию импортного оборудования.