Технологическая характеристика различных типов производства

План лекции

1 Основные понятия и определения машины как объекта производства.

2 Технологическая подготовка производства

Технологическая характеристика различных типов производства

 

Машина как объект производства

Объектами производства машиностроительной промышленности являются различные машины.

Машина – это механизм или сочетание механизмов, осуществляющих целесообразные движения для преобразования энергии или производства работ. Машины двигатели – один вид энергии преобразуется в другой, рабочие машины (машины-орудия), с помощью которых производится изменение формы и положения объекта труда.

Машины, механизмы и установки, их агрегаты или детали в процессе производства их на машиностроительном предприятии являются изделием.

Изделие – это предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии.

ГОСТом установлены виды изделий.

Деталь – это изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций.

Сборочная единица (узел) – часть изделия, которая собирается отдельно и в дальнейшем участвуют в процессе сборки как одно целое.

Объектами производства машиностроительных предприятий могут быть комплексы и комплекты изделий, кроме отдельных машин и их частей.

Важнейшей характеристикой современных машин является их качество. В соответствии с ГОСТ 15467-79 под качеством продукции понимается совокупность свойств, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенным потребностям в соответствии с ее назначением.

Изготовление современных машин и приборов требует четкой организации всего производственного процесса при тщательной технической подготовке производства (ТПП).

ТПП включает в себя следующее.

1. Конструкторскую подготовку производства (разработку конструкцииизделия и создание чертежей общей сборки изделия, сборочных элементов и отдельных и деталей изделий, запускаемых в производство с оформлением соответствующих спецификаций и др. видов конструкторской документации).

2. Технологическую подготовку производства, т.е. совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятий (предприятия) к выпуску изделий заданного уровня качества при установленных сроках, объеме выпуска и затратах. К технологической подготовке производства относятся обеспечение технологичности конструкции изделия, разработка технологических процессов, проектирование и изготовление средств технологического оснащения, управление процессом технологической подготовки производства.

3. Календарное планирование производственного процесса изготовления изделия в установленные сроки, в необходимых объемах выпуска и затратах.

 

Тема 3 Точность в машиностроении и методы ее достижения. Систематические погрешности обработки. Случайные погрешности.

План лекции

1 Точность в машиностроении и методы ее достижения.

2 Систематические погрешности обработки.

3 Случайные погрешности обработки.

 

Композиции законов распределения.

При обработке заготовок на точность их размеров часто одновременно воздействуют разные факторы, вызывающие появление как случайных погрешностей, образующихся по разным законам, так и систематических или переменных систематических погрешностей. В подобных случаях закон распределения размеров обработанных заготовок представляет собой композицию нескольких законов распределения.

 

Тема 4. Влияние жесткости и податливости технологической системы на формирование погрешностей обработки

Предназначена для СРС.

План лекции

Технологическая система.

2. Жесткость и податливость технологической системы.

3. Расчет жесткости и податливости технологической системы.

Рекомендуемая литература [2], [8], [9], [10].

 

Контрольные задания для СРС (тема 4), (4,8,9,10)

1. Понятие жесткости технологической системы и ее элементов. Суммарная жесткость системы.

2. Методы повышения жесткости технологической системы.

3. Влияние жесткости и податливости технологической системы на формирование погрешностей обработки.

4. Методы определения жесткости станков.

 

План лекции

1. Методы настройки станков и расчеты настроенных размеров, погрешностей настройки и режимов резания.

2. Статическая настройка.

3. Настройка по пробным заготовкам с помощью рабочего калибра, универсального мерительного инструмента.

4. Расчеты режимов резания, обеспечивающих достижение требуемой точности и высокой производительности обработки.

 

Теоретические расчеты и экспериментальные исследования систематических и случайных погрешностей обработки и большой фактический материал по точности различных методов обработки дают возможность предварительно рассчитать ожидаемую точность и вероятное количество брака при различных вариантах технологических процессов, решить задачу управления точностью проектируемых технологических процессов и снизить возникающие при обработке погрешности до уровня, предписанного требованиями чертежа.

Задача управления точностью обработки и снижения ее погрешностей решается по нескольким направлениям:

1) точностные расчеты и осуществление первоначальной настройки станков, обеспечивающие минимальные систематические погрешности, которые связаны с настройкой, а также реализация наибольшего периода работы станков без поднастройки;

2) расчеты режимов резания с учетом фактической жесткости технологической системы, при которых обеспечивается требуемое уточнение заготовок в процессе их обработки;

3) точное управление (ручное и автоматическое) процессом обработки и своевременная точная поднастройка станков.

 

6.1 Методы настройки станков и расчеты настроечных размеров, погрешностей настройки и режимов резания (2 часа)

Для осуществления технологической операции необходимо произвести предварительную наладку (настройку) станка. Наладкой (настройкой) называется процесс подготовки технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению определенной технологической операции (ГОСТ 3.1109 — 82).

В настоящее время применяются следующие методы настройки станков: статическая настройка; настройка по пробным заготовкам с помощью рабочего калибра и настройка с помощью универсального мерительного инструмента по пробным заготовкам.

 

Статическая настройка

Метод статической настройки заключается в установке режущих инструментов по различным калибрам и эталонам на неподвижном станке.

При статической настройке станка в связи с деформациями в упругой технологической системе, зависящей от действия сил резания, температурного режима системы и других факторов, размер обработанного изделия оказывается больше (для отверстий) или меньше (для валов) требуемого.

Для компенсации изменения фактических размеров обрабатываемых заготовок установочные калибры или эталонные детали при статической настройке изготовляются с отступлением от чертежа заготовки на величину некоторой поправки

Величина поправки почти всегда положительна, за исключением тех редких случаев, когда при дополнительном нагружении лезвие инструмента не отжимается, а врезается в металл.

Значительное сокращение продолжительности настройки станков при установке инструментов по эталонам, особенно при многорезцовой обработке, предопределяет широкое распространение этого метода при крупносерийном и массовом типах производства.

К большим преимуществам этого метода следует отнести также возможность настройки инструментальных блоков по эталонам вне станка на специальных оптических устройствах. Этот способ настройки часто применяется при много-инструментной обработке и является основным методом настройки обрабатывающих центров и других станков с ЧПУ.

 

Калибра

В настоящее время на большинстве машиностроительных заводов получил распространение метод настройки по тому же рабочему калибру, которым пользуется в дальнейшем рабочий при обработке изделия. После настройки рабочий обязан изготовить одну или (реже) несколько заготовок. Если размеры находятся в пределах допусков, предусмотренных рабочим калибром, то настройка считается правильной и разрешается обработка всей партии заготовок.

Такой метод настройки нельзя считать удовлетворительным, так как даже в наиболее благоприятном случае, когда допуск на обработку значительно превосходит поле рассеяния, нет гарантии того, что значительная часть заготовок партии не окажется за пределами установленного допуска, т. е. будет браком. Кривая рассеяния, к которой принадлежит размер пробной заготовки, может занимать внутри поля допуска различные положения, и при изготовлении одной пробной заготовки нельзя определить, какому участку поля рассеяния она соответствует. При увеличении числа пробных заготовок вероятность появления брака снижается, однако опасность появления брака нем устраняется.

 

Предназначена для СРС

План лекции

1. Основные виды связей между поверхностями деталей машин.

2. Виды размерных цепей и методы их расчета.

3. Методы достижения точности замыкающего звена.

 

Рекомендуемая литература [3],[6], [7].

 

Контрольные задания для СРС (тема 7) [3,6,7]

1. Понятие размерной цепи, звеньев, увеличивающие звенья, посторонние схем размерных цепей. Прямая и обратная задачи размерной цепи.

2. Метод полной взаимозаменяемости. Решение обратной и прямой задач.

3. Метод неполной взаимозаменяемости (теоретико-веероятностный).

4. Метод групповой взаимозаменяемости (селективная сборка).

 

Скрытые (условные) базы.

Во многих случаях проектирования бывает удобно определить на чертежах взаимное расположение отдельных деталей в узлах и расположение отдельных поверхностей деталей и заготовок не по их поверхности, а по некоторым воображаемым плоскостям, линиям или точкам (плоскость симметрии, осевая линия, биссектриса угла, центровая точка), называемым в этом случае условными или скрытыми базами (ГОСТ 21496-76). Так, взаимное расположение зубчатых колее определяется расстоянием между их осями, а расположение отверстий в заготовке - их межцентровыми расстояниями.

Применение условных (скрытых) баз при проектировании тем более удобно, что позволяет исключить из расчетов неизбежные погрешности реальных поверхностей, снижающие точность базирования.

При этом схема базирования может служить определенной инструкцией – заданием для конструктора приспособления по созданию его целесообразной конструкции.

Рекомендуемая литература [8], [9], [10].

 

Контрольные задания для СРС (тема 8) [8,9,10]

1. Общее понятие о базах и опорных точках.

2. Схема установки деталей на станках.

3. Количество баз необходимых для базирования и их обозначение в технологической документации.

4. Конструкторские, измерительные и технологические базы.

5. Назначение баз для черновой обработки.

6. Принцип совмещения (единства) баз.

7. Принцип постоянства баз.

 

Список литературы

1. Колесов И.М. Основы технологии машиностроения. Учебн. для вузов. – М.: Машиностроение, 1999. – 551с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.М. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1999. Т.1 – 694с.

3. Расчет припусков и межоперационных размеров в машиностроении. Учебн. пособие. Радкевич В.А., Тимирязев, А.Г.,Л.М. Схиртладзе. – М.: Высшая школа, 2004 г. – 272с.

4. Технология машиностроения. Учебн. для вузов в 2-х томах. Т.1 – М.: Машиностроение, 2002г.

5. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения: Учебн. пособие/ В.И. Аверченков и др. – М.: ИНФРА, 2005. – 288с.

6. Основы технологии машиностроения: Учебн. пособие/ В.Ф. Макеев; Карагандинский государственный технический университет.-Караганда: Изд-во КарГТУ, 2008. – 125 с.

7. Лабораторный практикум по основам технологии машиностроения: учеб. пособие / В.Ф. Макеев, О.П. Муравьев, М.Р.Сихимбаев, В.Ф. Швоев.Карагандинский государственный технический университет, - Караганда: Изд-во КарГТУ, 2009. – 80 с.

8. Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» –Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1985.-496с, ил.

9. Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. –М.: Машиностроение, 1969. – 559с.

10. Основы технологии машиностроения: под ред. В.С. Корсакова. – М.: Машиностроение, 1977. – 416с

11. Корсаков В.С. Основы технологии машиностроения. Учебн. для вузов. – М.: «Высшая школа», 1974. – 336с.

 

Экзаменационные вопросы по ОТМ

1. Качество машин (Технический уровень, производственно-технологические показатели, эксплуатационные показатели, технологическая преемственность, точность).

2. Точность в машиностроении и методы ее достижения. Метод пробных проходов и промеров, метод автоматического получения размеров на настроенных станках.

3. Методы решения размерных цепей. Метод решения размерных цепей, обеспечивающих полную взаимозаменяемость: прямая и обратная задачи (способ равных допусков, способ допусков одного квалитета точности; преимущества и недостатки метода полной взаимозаменяемости).

4. Случайные погрешности обработки. Кривые распределения и оценка точности обработки (полигон распределения, законы Гаусса, равной вероятности, Симпсона, Релея). Точечные диаграммы и их применение для исследования точности обработки.

5. Классификация и выбор технологических баз (конструктивная, измерительная, технологическая, установочная, опорная, поверочная, основная, вспомогательная базы).

6. Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства деталей машин (зависимости износа от времени, шероховатости поверхности, микротвердости, остаточных напряжений).

7. Основные понятия и определения. (Производственный процесс, техническая и технологическая подготовка производства, календарное планирование, рабочее место, технологическая и вспомогательная операция, переход, проход, рабочий ход, установ, позиция, вспомогательный ход, прием).

8. Технологическая характеристика различных типов производства. (Коэффициент закрепления операций, единичное, массовое, серийное производство).

9. Машина как объект производства. Качество машин (Технический уровень, производственно-технологические показатели, эксплуатационные показатели, технологическая преемственность, точность).

10. Процесс создания машины как система связей (Процесс конструирования и изготовления - временные, информационные и экономические связи).

11. Точность в машиностроении и методы ее достижения. Метод пробных проходов и промеров, метод автоматического получения размеров на настроенных станках.

12. Систематические погрешности обработки (Погрешность возникающие вследствие: 1) неточности износа и деформации станков; 2) неточностью и износом режущего инструмента; 3) влияние усилия зажима заготовки на погрешность обработки; 4) упругих деформаций технологической системы под влиянием нагрева: станка, инструмента, заготовки).

13. Случайные погрешности обработки. Кривые распределения и оценка точности обработки (полигон распределения, законы Гаусса, равной вероятности, Симпсона, Релея). Точечные диаграммы и их применение для исследования точности обработки.

14. Влияние жесткости и податливости технологической системы на погрешности обработки.

15. Методы определения жесткости станков.

16. Влияние вибраций динамической системы на точность механической обработки.

17. Значение анализа размерных цепей. Термины и определения (подетальная, сборочная, линейная, плоская, пространственная, угловая размерные цепи; определение составляющего, замыкающего исходного размеров).

18. Методы решения размерных цепей. Метод решения размерных цепей, обеспечивающих полную взаимозаменяемость: прямая и обратная задачи (способ равных допусков, способ допусков одного квалитета точности; преимущества и недостатки метода полной взаимозаменяемости).

19. Теоретико-вероятностный метод расчета размерных цепей.

20. Способ группового подбора при сборке (селективная сборка).

21. Способ регулировки, пригонки.

22. Выбор методов расчета размерной цепи и достижения точности замыкающего звена.

23. Классификация и выбор технологических баз (конструктивная, измерительная, технологическая, установочная, опорная, поверочная, основная, вспомогательная базы).

24. Схема базирования призматических деталей, цилиндрических длинных и коротких деталей. Базирование по коническим поверхностям.

25. Расчет погрешностей базирования на примерах различных установок деталей. Количество баз, необходимых для базирования.

26. Методы настройки станков и расчеты настроечных размеров. Статическая настройка.

27. Управление точностью обработки по входным данным.

28. Качество поверхности деталей машин и заготовок. Общие понятия и определения.

29. Методы измерения и оценки качества поверхностей (профилометры, профилографы, бесконтактный метод, сравнения, измерение волнистости, оценка физико-химического состояния, определение остаточных напряжений, микротрещины).

30. Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства деталей машин (зависимости износа от времени, шероховатости поверхности, микротвердости, остаточных напряжений).

31. Факторы, влияющие на качество поверхности (R_z от V, R_z от S, глубина резания, форма режущей кромки, механические свойства химический состав и структура материала заготовки, СОЖ, жесткость, вибрации, остаточные напряжения).

32. Метод определения припусков на механическую обработку. Основные понятия и определения факторов, определяющих величину промежуточного припуска.

33. Расчетно-аналитический метод определения припуска и допусков. Определение размера исходной заготовки и операционным размеров.

34. Определение суммарных значений пространственных отклонений для различных видов заготовок и механической обработки. Остаточные пространственные погрешности.

35. Расчет себестоимости единицы продукции. Основы технического нормирования.

36. Классификация затрат рабочего времени.

37. Структура нормы времени. Особенности нормирования многоинструментальной обработки.

38.Технологические основы увеличения производительности труда.

39. Развитие технологии машиностроения как отрасли науки. Четыре этапа развития.

40. Основные понятия и определения дисциплины: производственный процесс, технологическая подготовка производства, технологический процесс.

41. Понятия и определения операции, перехода, прохода, установа, позиции.

42. Технологическая характеристика единичного типа производства.

43. Технологическая характеристика массового производства.

44. Технологическая характеристика серийного типа производства.

45. Понятие качества машины как объекта производства. Производственно – технологические показатели.

46. Точность в машиностроении и методы ее достижения

47. Систематические погрешности обработки.

48. Погрешности, возникающие вследствие неточности, износа и деформации станков.

49. Погрешности, связанные с неточностью и износом режущего инструмента.

50. Влияние усилия зажима заготовки на погрешность на погрешность обработки

51. Погрешности, обусловленные упругими деформациями технологической системы под влиянием нагрева. Тепловые деформации инструмента, заготовки.

52. Случайные погрешности обработки. Кривая нормального распределения (Гаусса).

53. Кривые распределения (рассеяния) размеров: равной вероятности, Симпсона, закон Релея.

54. Точечные диаграммы и их применение для исследования точности обработки.

55. Влияние жесткости и податливости технологической системы на погрешности обработки.

56. Методы определения жесткости станков: статический и производственный.

57. Влияние вибраций динамической системы на точность механической обработки.

58. Значение анализа размерных цепей. Термины и определения (подетальная, сборочная, линейная, плоская, пространственная, угловая размерные цепи; определение составляющего, замыкающего исходного размеров).

59. Методы решения размерных цепей. Метод решения размерных цепей, обеспечивающих полную взаимозаменяемость: прямая задача.

60. Метод решения размерных цепей, обеспечивающих полную взаимо заменяемость – обратная задача(способ равных допусков, способ допусков одного квалитета точности). Преимущества и недостатки метода полной взаимозаменяемости).

61. Теоретико-вероятностный метод расчета размерных цепей - обратная задача

62. Теоретико-вероятностный метод расчета размерных цепей – прямая задача.

63. Способ группового подбора при сборке (селективная сборка).

64. Способ регулировки, пригонки.

65. Выбор методов расчета размерной цепи и достижения точности замыкающего звена.

66. Классификация и выбор технологических баз (конструктивная, измерительная, технологическая, установочная, опорная, поверочная, основная, вспомогательная базы).

67. Схема базирования призматических деталей.

68. Схема базирования цилиндрических длинных и коротких деталей. 31. Базирование по коническим поверхностям. Принцип постоянства баз.

69. Расчет погрешностей базирования на примерах различных установок деталей. Количество баз, необходимых для базирования.

70. Методы настройки станков и расчеты настроечных размеров. Статическая настройка.

71. Управление точностью обработки по выходным данным.

72. Качество поверхности деталей машин и заготовок. Общие понятия и определения.

73. Методы измерения и оценки качества поверхностей (профилометры, профилографы, бесконтактный метод, сравнения, измерение волнистости, оценка физико-химического состояния, определение остаточных напряжений, микротрещины).

74. Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства деталей машин (зависимости износа от времени, шероховатости поверхности, микротвердости, остаточных напряжений).

75. Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства деталей машин (зависимости износа от времени, шероховатости поверхности, микротвердости, остаточных напряжений).

76. Факторы, влияющие на качество поверхности (R_z от V, R_z от S, глубина резания, форма режущей кромки, механические свойства химический состав и структура материала заготовки, СОЖ, жесткость, вибрации, остаточные напряжения).

77. Метод определения припусков на механическую обработку. Основные понятия и определения факторов, определяющих величину промежуточного припуска.

78. Расчетно-аналитический метод определения припуска и допусков.

79. Определение размера исходной заготовки и операционных размеров при расчете припусков

80. Определение суммарных значений пространственных отклонений для различных видов заготовок и механической обработки. Остаточные пространственные погрешности.

81. Расчет себестоимости единицы продукции. Основы технического нормирования.

82. Классификация затрат рабочего времени.

83. Структура нормы времени. Особенности нормирования многоинструментальной обработки.

84. Технологические основы увеличения производительности труда.

 

План лекции

1 Основные понятия и определения машины как объекта производства.

2 Технологическая подготовка производства

Технологическая характеристика различных типов производства