Шпаргалка по «Технологии машиностроения»

 

21. Точность в  машиностроении и методы ее  достижения.

 

 

  Под точностью детали понимается степень соответствия реальной детали, полученной механической обработкой заготовки, по отношению к детали, заданной чертежом и техническими условиями на изготовление, т.е. соответствие формы, размеров, взаимного расположения обработанных поверхностей, шероховатости поверхности обработанной детали требованиям чертежа.

При работе на металлорежущих станках применяют следующие методы достижения заданной точности:

• обработка по разметке или с использованием пробных проходов путем последовательного приближения к заданной форме и размерам; после каждого прохода инструмента производится контроль полученных размеров, после чего решают какой припуск необходимо снять; точность в этом случае зависит от квалификации рабочего, например токаря или фрезеровщика;

• обработка методом автоматического получения размеров, когда инструмент предварительно настраивается на нужный размер, а затем обрабатывает заготовки в неизменном положении; в этом случае точность зависит от квалификации наладчика и способа настройки;

• автоматическая обработка на копировальных станках и станках с программным управлением, в которых точность зависит от точности действия системы управления.

 

22. Систематические  и случайные погрешности обработки.

 

Систематические погрешности постоянны по величине и направлению или изменяются по определенному закону. Они могут быть вызваны упругими деформациями технологической системы, ошибками настройки станков, температурными деформациями технологической системы и другими причинами. Влияние систематических погрешностей можно учесть или даже устранить.

Случайные погрешности — это погрешности, величину и направление которых нельзя заранее предусмотреть. На их появление оказывают влияние большое число независимых друг от друга случайных факторов. Причинами возникновения случайных погрешностей могут быть: колебание твердости обрабатываемого материала, непостоянство размеров заготовки, изменение сил резания и другие факторы.

 

23. Погрешность  установки заготовок.

 

Под установкой заготовок понимается процесс базирования и закрепления заготовок в приспособлении для её обработки, сборки или контроля. 
При установке заготовки в приспособлении возникает погрешность установки. 
Под погрешностью установки понимается отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при установке от требуемого.

Погрешность установки определяется по формуле:     

 

Формула представляет собой векторное выражение, которое значит, что отдельные составляющие (погрешности базирования, закрепления и приспособления) могут как увеличивать погрешность установки, так и уменьшать её. Это зависит от знака этих погрешностей. 
Значение погрешности установки в таком случае определяется по следующей формуле:     

 

24. Погрешность от упругих деформаций.

Упругие деформации пропорциональны нагрузкам: чем больше нагрузка, в данном случае сила резания, тем больше упругие деформации. Поэтому, если величина припуска на обработку на отдельных участках поверхности детали будет различной, то при обработке возникнут дополнительные погрешности формы и размеров. Это объясняется тем, что в местах с большим припуском будет больше сила резания и упругое отжатие. Упругими отжатиями обусловливается явление копирования погрешностей формы заготовки, т. е. перенесение этих погрешностей на обработанную деталь. Например, вал, заготовка которого имеет неодинаковый припуск на диаметр по длине (z1<z2), после обточки получит ступенчатую форму (D1<D2). При неодинаковом припуске по окружности поперечные сечения будут искажены.

Искажения формы и размеров возникают также при непостоянной твердости металла заготовок, так как на участках с большей твердостью величина упругих деформаций возрастает.

При механической обработке детали погрешности формы и размеров заготовки значительно уменьшаются. Это явление принято называть уточнением. Отношение величины погрешности формы и размеров заготовки к соответствующей погрешности, перенесенной на деталь, называют коэффициентом уточнения. При нормальных условиях работы коэффициент уточнения колебнется в пределах 20—100.

 

25.  Наладка и настройка  станка. Погрешность настройки.

 

Наладка станка – подготовка технологической системы для выполнения технологической операции. 
Настройка станка на заданный размер – часть наладки, относящаяся к установке инструмента, рабочих элементов станка, установочных элементов приспособления в положение, которое обеспечивает получение размера в поле допуска. 
При oбрaбoтке зaгoтoвoк  пoгрешнoсть нaстрoйки стaнкa сoстoит из пoгрешнoсти выверки инструментa и пoгрешнoсти измерения. Пoгрешнoсть выверки зaвисит oт спoсoбa устaнoвки инструментa. Тaк, нaпример, при устaнoвке резцa пo лимбу с ценoй деления 0,02 мм пoгрешнoсть Д=10—15 мкм, при устaнoвке пo этaлoну с применением щупa Д=7—10 мкм, a при устaнoвке пo жесткoму упoру Д=20—50 мкм. 
Пoгрешнoсть нaстрoйки рaвнa aлгебрaическoй сумме пoгрешнoстей выверки инструментa и пoгрешнoсти измерения, АН=Д+Диз.

 

26. Износ режущего инструмента  и погрешности, возникающие при  износе.

 
Износ режущего инструмента значительно отличается от износа деталей машин, поскольку зона резания, в которой работает инструмент, характеризуется высокой химической чистотой трущихся поверхностей, высокими температурой и давлением в зоне контакта. 

Абразивный износ инструмента заключается в следующем: стружка внедряется в рабочую поверхность инструмента и путем микроцарапаний удаляет металл с этой поверхности. Интенсивность абразивного износа повышается при снижении скорости резания.

Адгезионный износ инструмента происходит в результате схватывания или прилипания трущихся поверхностей и последующего отрыва мельчайших частиц материала инструмента. Результатом этого износа, происходящего при температуре ниже 900 градусов С, являются кратеры на рабочих поверхностях инструмента, образующие при слиянии лунки. Адгезионный износ уменьшается при повышении твердости инструмента.

Диффузионный износ инструмента, происходящий при температуре 900-1200 градусов С, является результатом взаимного растворения металла детали и материала инструмента. Активность процесса растворения повышается при повышении температуры контактного слоя, т. е. при возрастании скорости резания. 

Геометрические неточности режущих частей могут привести к погрешностям обработки в связи с искажениями расчетной траектории, а низкое качество затачивания — к возрастанию силы резания, повышенным отжимам, ухудшению шероховатости, вибрациям и прочим отклонениям от расчетных условий обработки.

 

27. Тепловые деформации  системы и погрешности от тепловых  деформаций.

 

На точность обработки влияют тепловые деформации. Наибольшее количество теплоты в станках выделяется при резании в опорах и в гидравлической системе. В общем балансе точности погрешности обработки из-за температурных деформаций занимают одно из ведущих мест. Теплота выделяется в процессе шлифования, поэтому в первую очередь необходимо ограничить выделение теплоты при резании. Мероприятия по снижению температуры шлифования: технологические—подбор характеристики круга, оптимальных режимов резания, состава и способа подвода СОЖ, наложение ультразвуковых колебаний; конструктивные — круги с прерывистой поверхностью, устройства для подвода СОЖ и др. В кругах с прерывистой рабочей поверхностью ширина паза должна быть на 30—40 % меньше, чем длина режущего выступа.

 

28. Геометрические неточности станков и их влияние на точность обработки.

 

Неточности станков и приспособлений. Любой станок, даже новый, имеет определенные погрешности (биение шпинделя, непрямолинейность перемещения суппорта и т. д.). В техническом паспорте каждого станка указаны фактические и допустимые отклонения, зависящие от класса точности станка. Так, для токарных станков нормальной точности Н с диаметром обработки 250...400 мм овальность (постоянство диаметров образца в поперечном сечении) образцов не должна превышать 8 мкм, конусность (постоянство диаметров образца в продольном сечении) - 20 мкм (на длине 200 мм).

С течением времени станки изнашиваются и обрабатываемые детали приобретают все большие погрешности, поэтому станки через определенное время необходимо проверять на точность, производить их техническое обслуживание и ремонт.

При разработке технологических процессов обработки деталей необходимо учитывать возможности станка по точности и для черновой обработки выбирать менее точные (более старые), а для чистовой - более точные (более новые) станки.

 

29. Геометрические неточности  режущего инструмента и их  влияние на точность обработки.

 

Погрешность режущих инструментов и их износ. Неточности обработки могут возникнуть при использовании мерных инструментов (сверло, зенкер, протяжка, фасонный инструмент). Все ошибки в размере инструмента непосредственно передаются детали. На точность обработки влияет износ резца в радиальном направлении, который также называют размерным износом.

 

30. Погрешности из-за  внутренних напряжений и деформаций  в заготовках.

Заготовкам всегда присущи внутренние напряжения. Они появляются в результате неравномерного охлаждения отдельных частей заготовок при литье, штамповке, ковке, сварке, термообработке и при обработке резанием. С течением времени внутренние напряжения постепенно выравниваются и уменьшаются, при этом деталь деформируется. Особенно активно коробится заготовка в процессе обработки, когда снимаются поверхностные слои, имеющие наибольшие напряжения. Происходят перераспределение напряжений и деформация заготовки. Для уменьшения воздействия этих деформаций на окончательные результаты обработки черновые проходы необходимо отделить от чистовых, во время выполнения которых производятся исправление формы детали и достижение требуемых размеров. Для достижения высоких точностей между черновыми и чистовыми операциями следует выполнять естественное или искусственное старение.

 

31. Анализ точности методом  математической статистики.

Для принятия окончательных решений с точки зрения обеспечения необходимой точности на операции по принятой схеме обработке изложенный выше расчетный метод определения суммарной погрешности не всегда дает исчерпывающие результаты: • трудно учесть и рассчитать все факторы, влияющие на точность обработки, вследствие того, что многие из них носят случайный характер;

• расчеты довольно трудоемки и требуют измерения некоторых фактических данных, например, таких, как геометрические неточности станка;

• фактические погрешности часто не совпадают с расчетами и требуют проверки. Все это вызывает необходимость дополнительного проведения статистического исследования точности обработки. Основными задачами такого исследования являются:

• определение устойчивости и стабильности технологической операции и выявление причин, нарушающих стабильность;

• определение поля рассеивания погрешностей и сравнение его с величиной поля допуска;

• определение необходимости внесения изменений в настройку станка.

Систематические постоянные погрешности могут быть выявлены измерением деталей после обработки, и их влияние может быть уменьшено технологическими мерами. Выявление законов изменения систематических закономерно изменяющихся погрешностей также позволяет принять меры к их устранению или уменьшению. Определить случайную погрешность для каждой отдельной детали в партии нельзя. Однако аналитическим путем и с учетом опытных данных можно с определенной вероятностью определить границы колебаний этих погрешностей. 
 
32. Технологическое обеспечение качества обрабатываемых поверхностей. Нормирование шероховатости поверхности.

Шероховатость поверхности является одной из основных геометрических характеристик качества поверхности деталей и оказывает влияние  на эксплуатационные показатели. В условиях эксплуатации машины или прибора, внешним воздействиям, в первую очередь, подвергаются поверхности их деталей.

Качество поверхности является одним из важнейших факторов, обеспечивающих

высокие эксплуатационные свойства деталей машин и приборов  и обусловливается свойствами металла и методами обработки: механической, электрофизической, электрохимической, термической и т. д. В процессе механической обработки (резание лезвийным инструментом, шлифование, полирование и др.) поверхностный слой деформируется под действием нагрузок и температуры, а также загрязняется примесями (частицы абразива, кислород) и другими инородными включениями.

 

 

33. Влияние шероховатости  на эксплуатационные свойства  деталей машин.

 

Качество поверхности является одним из важнейших факторов, обеспечивающих высокие эксплуатационные свойства деталей машин и приборов и обусловливается свойствами металла и методами обработки: механической, электрофизической, электрохимической, термической и т. д. В процессе механической обработки (резание лезвийным инструментом, шлифование, полирование и др.) поверхностный слой деформируется под действием нагрузок и температуры, а также загрязняется примесями (частицы абразива, кислород) и другими инородными включениями.

      Геометрические  характеристики качества поверхности  в порядке уменьшения их абсолютных  величин: отклонения формы (макрогеометрия); волнистость; шероховатость (микрогеометрия); субмикрошероховатость. В отдельных случаях волнистость может быть больше погрешности формы, а шероховатость больше волнистости. Волнистость занимает промежуточное положение между шероховатостью и погрешностями формы поверхности. Критерием для их разграничения служит отношение шага S к высоте неровностей R.