Лекции по дисциплине

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ДЗЕРЖИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра МАШИНЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКИХ И ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Лекции по дисциплине

"ТЕХНОЛОГИЯ ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ"

Доцент, к.т.н. Диков В.А.

Дзержинск 2005

ВВЕДЕНИЕ

Технология машиностроения - это учение об изготовлении машин и аппаратов.

Машиностроение сегодня это:

- крупнейшая отрасль промышленности России,

- 1/3 всех промышленных рабочих,

- 90% промышленной продукции (машины, агрегаты, приборы и т. д.),

- около 100 отраслей и подотраслей (энергетика, транспорт и т.д.),

- машиностроение потребляет 60% всего металла.

Коротко об истории машиностроения. Простейшим механизмом принято считать часы. Первые из них появились 5000 лет назад (3000 лет до нашей эры - Индия, Египет) - это были солнечные часы. Затем появились водяные, затем песочные (1 век до н.э.). В 1657 году появились механические часы (Х. Гюйгенс предложил маятник).

Простейшим сверлильным станком принято считать устройство, напоминающее приспособление для добывания огня (3 век до н.э.). Токарный станок появился в России при Петре I. Не случайно великий русский царь из 14 ремесел, которыми он владел, особенно выделял токарное дело

Фрезерные станки появились в 16 веке. Само название фрезерный произошло от французского Fraise - земляника. Дело в том, что первые многозубые фрезы напоминали ягоду земляники.

Первые же химические аппараты появились в начале 19 века: вакуумный выпарной аппарат - в 1818 году, ректификационная колонна - в 1813 году, первый фильтр-пресс - в 1820.

Предмет ТМ - изучение закономерностей, действующих в процессе изготовления машин.

Объект изучения - детали и изделия в процессе изготовления.

Цель ТМ - разработка технологического процесса, обеспечивающего наилучшее качество и наименьшую себестоимость (затраты), то есть анализ многих методов изготовления с выбором наилучшего.

В настоящее время ТМ получила настолько широкое развитие, что многие виды технологических процессов, входящих составной частью в ТМ, выделились в самостоятельные дисциплины - литейное производство, теория резания металлов, металлорежущие станки и инструменты и др.

Вместе с тем ТМ связана и с такими курсами как технология конструкционных материалов, материаловедение и др.

Читаемый курс ТМ состоит из двух больших разделов:

Основы технологии машиностроения. Здесь будут рассмотрены вопросы, которые относятся ко всему машиностроению, такие как точность изготовления машин, качество поверхностей деталей машин, технологичность конструкций, проектирование технологических процессов изготовления деталей машин и их сборки и т.д.

Типовые процессы технологии химического машиностроения. Здесь уже будут рассматриваться технологические процессы непосредственно химического машиностроения, такие как технология изготовления обечаек, днищ, фланцев, сборка колонных аппаратов, теплообменников, негабаритной аппаратуры и т.д.

По читаемому курсу ТХМ предусмотрены следующие виды занятий:

Лекции;

Практические занятия;

Лабораторные занятия.

Виды отчетности: зачеты по практическим и лабораторным занятиям, экзамен (студент, не получивший зачеты, до экзамена не допускается).

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

1. Справочник технолога-машиностроителя, т.1,2 - М.- Машиностроение, 1986 г.

2. Егоров М.Е., Дементьев В.И., Дмитриев В.Л. - Технология машиностроения. - М. - Высшая школа, 1976 г.

3. Корсаков В.С. Основы технологии машиностроения. - М. - Машиностроение, 1977 г.

4. Берлинер Ю.И., Балашов Ю.А. Технология химического и нефтяного машиностроения. - М. - Машиностроение, 1976 г.

5. Поплавский Ю.В. Технология химического аппаратостроения. - М. - 1961 г.

6. Никифоров А.Д., Беленький В.А., Поплавский Ю.В. Типовые технологические процессы изготовления аппаратов химических производств. Атлас типовых технологических процессов и чертежей. - М. - Машиностроение, 1979 г.

7. ОСТ 26-291-94. Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия. - М. - 1995 г.

8. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. - М. - Изд-во стандартов, 1992 г.

1. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

1.1. ИЗДЕЛИЕ И ЕГО ЭЛЕМЕНТЫ

Изделие в машиностроении - это предмет производства, подлежащий изготовлению.

Изделием может быть:

· Деталь-изделие (или составная часть изделия), изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций.

· Сборочная единица (узел) - изделие (или часть его), состоящая из составных частей (деталей), соединенных с помощью разъемных и неразъемных соединений. Признак сборочной единицы - возможность обособленной сборки.

· Комплекс - два или более специфицированных изделия, не соединенных на заводе-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. Пример: автоматическая линия станков, озонаторная станция (озонатор, трансформатор и др.).

· Комплект - набор изделий (два и более), имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера (комплект запчастей, комплект инструмента).

1.2. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ В МАШИНОСТРОЕНИИ

Производственный процесс - это совокупность взаимосвязанных действий, в результате которых исходные материалы и полуфабрикаты превращаются в готовые изделия.

Производственный процесс состоит из основных процессов (изготовление, сборка), и вспомогательных процессов (подготовка средств производства, организация обслуживания рабочего места, получение и хранение материалов и полуфабрикатов, транспортировка, технический контроль, упаковка и др., связанные с изготовлением).

Условно производственный процесс можно изобразить следующим образом:

Материал→Заготовка→Обработка→Сборка→Полуфабрикат заготовки→Готовое изделие

Технологический процесс - это часть производственного процесса, непосредственно связанная с последовательным изменением состояния объекта производства.

Условная схема технологического процесса:

Операция→Установ→Позиция→Переход → Проход→Приём

Операция (технологическая) - часть технологического процесса, выполняемая непрерывно на одном рабочем месте, и охватывающая все действия оборудования и рабочих над одним или несколькими одновременно обрабатываемыми объектами производства.

Кроме технологических, есть вспомогательные операции. Это транспортировка, контроль, маркировка и др.

Установ - часть операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции.

Переход (технологический) - законченная часть технологического перехода, характеризуемая неизменностью обрабатываемой поверхности, применяемого инструмента и режима работы (при сборке - неизменностью соединяемых поверхностей и применяемого при этом инструмента).

Кроме технологических, существуют вспомогательные переходы. Это - установка заготовки перед обработкой, снятие после обработки и т.д.

Проход (технологический) - законченная часть технологического перехода, при которой снимается один слой материала (без изменения режима работы станка).

Кроме технологических, есть вспомогательные проходы - это часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимая для выполнения технологического прохода.

Приём - законченная совокупность действий (движений) человека при выполнении операции.

Закрепление - приложение сил к предмету труда для обеспечения постоянства его положения.

Наладка - подготовка технологического оборудования и оснастки к выполнению определённой технологической операции.

Подналадка - дополнительная регулировка технологического оборудования и оснастки для восстановления достигнутых при наладке значений параметров.

Настройка на размер - придание лезвию инструмента требуемого расположения относительно баз заготовки.

1.3. ТИП ПРОИЗВОДСТВА И ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ

Тип производства - это организационно-техническая характеристика производственного процесса.

В машиностроении выделяют три основных типа производства - единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется тем, что изделия изготовляют единичными экземплярами, разнообразными по конструкции и размерам, повторяемость редка или отсутствует. Этот тип производства присущ тяжелому машиностроению, химическому аппаратостроению.

В серийном производстве изделия изготовляют партиями, регулярно повторяющимися.

Серийное производство условно делится на «мелкосерийное», «среднесерийное» и «крупносерийное». Для определения степени серийности пользуются коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом:

,

где - число операций,

- число рабочих, выполняющих эти операции.

Продукцией серийного производства являются машины установившегося типа (станки, насосы, компрессоры), выпускаемые в более или менее значительных количествах.

Массовое производство характеризуется тем, что изделия изготовляют непрерывно в больших количествах в течение продолжительного времени (несколько лет). Продукцией массового производства являются однородные изделия стандартного типа: автомобили, тракторы, велосипеды и т.д.

Основные формы организации работы. Рассмотрим на примере механической обработки детали.

По видам оборудования. Этой форме организации свойственны следующие основные черты:

- оборудование размещается группами по видам станков (группа токарных станков, группа фрезерных станков и т.д.);

- обработка деталей производится поштучно;

- применяется универсальное оборудование и инструмент.

Эта форма организации присуща единичному и мелкосерийному производству.

2. Предметная.

- оборудование размещается в последовательности технологических операций для одной или нескольких деталей, требующих одинаковый порядок обработки;

- обработка деталей производится партиями;

- время выполнения операций на отдельных станках не согласовано с другими станками;

- партии деталей, ожидающие поступления на обработку на следующий станок хранятся или у станков или на специальных площадках.

Эта форма организации присуща среднесерийному и крупносерийному производствам.

3. Поточно-серийная (переменно-поточная).

- оборудование размещается в последовательности технологических операций для одной или нескольких деталей, требующих одинаковый порядок обработки;

- обработка деталей производится партиями;

- детали каждой партии могут различаться размерами и т.д., но допускают обработку на одном и том же оборудовании;

- партии деталей перемещаются от станка к станку без промежуточного хранения на специальных площадках;

- время операций на различных станках согласовано между собой.

Эта форма организации присуща среднесерийному и крупносерийному производствам.

4. Прямоточная

- оборудование размещается в последовательности технологических операций для одной или нескольких деталей, требующих одинаковый порядок обработки;

- детали со станка на станок передаются поштучно;

- время выполнения операций на отдельных станках согласовано (синхронизировано) с другими станками не всегда (поэтому нельзя применить конвейер). У станков с создаются заделы деталей.

Эта форма организации присуща массовому производству.

5. Непрерывным потоком. Эта форма организации аналогична прямоточной, только здесь - полная синхронизация (или кратность по такту) времени на всех операциях: .

Ориентировочно тип производства можно определить по годовой программе выпуска:

1.4. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

На характер технологических процессов существенно влияет технологичность конструкции изделия и составляющих его деталей.

Технологичность конструкции изделия (ГОСТ 18831-73) - совокупность свойств конструкций, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, материалов и времени при изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций того же назначения.

Виды технологичности конструкций:

Производственная технологичность конструкции - технологичность конструкции изделия применительно к его изготовлению.

Эксплуатационная технологичность конструкции - технологичность конструкции изделия, определяемая применительно к выполнению технического обслуживания и ремонта.

Технологичность конструкции заготовки - совокупность свойств конструкции заготовки, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, материала и времени при ее изготовлении в принятых условиях производства, а также обеспечении технологичности изготовления из нее детали.

Технологичность конструкции детали - совокупность свойств конструкции детали, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, материала и времени при ее изготовлении, эксплуатации и ремонте, а также обеспечении технологичности сборочной единицы, в состав которой она входит.

Технологичность конструкции сборочной единицы - совокупность свойств конструкции сборочной единицы, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, материала и времени при ее изготовлении, эксплуатации и ремонте, а также обеспечении технологичности изделия, в состав которого она входит.

1.4.1. ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ

Основные показатели технологичности:

Трудоёмкость изготовления изделия - суммарная трудоёмкость технологических процессов изготовления изделия без учёта покупных изделий (Т=[час]).

Технологическая себестоимость изделия - себестоимость изделия, определяемая суммой затрат на осуществление технологических процессов изготовления изделия без учёта покупных изделий

, руб.

Уровень технологичности конструкции по себестоимости изготовления - отношение достигнутой технологической себестоимости изготовления изделия к базовому показателю технологической себестоимости.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ

Коэффициент унификации изделия - отношение числа унифицированных сборочных единиц изделия и его унифицированных деталей, не вошедших в состав сборочных единиц, к общему количеству составных частей изделия (без учёта стандартных крепёжных деталей):

где - общее количество составных частей изделия,

Коэффициент унификации сборочных единиц - отношение количества унифицированных сборочных единиц изделия к общему количеству его сборочных единиц:

Коэффициент унификации деталей - отношение количества унифицированных деталей изделия к общему количеству его деталей без учета стандартных крепежных деталей:

Коэффициент стандартизации изделия - отношение количества стандартных сборочных единиц изделия и его стандартных деталей, не вошедших в состав сборочных единиц, к общему количеству соответственных составных частей изделия без учета крепежных деталей:

Коэффициент стандартизации сборочных единиц - отношение количества стандартных сборочных единиц изделия к общему количеству его сборочных единиц:

Коэффициент стандартизации деталей - отношение количества стандартных деталей изделия к общему количеству его деталей без учета крепежных деталей:

1.4.2. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛЕЙ (ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН)

Технологичность конструкции детали должна предусматривать:

а) создание деталей наиболее рациональной формы с легкодоступными для обработки поверхностями;

б) создание деталей достаточной жесткости с целью уменьшения трудоёмкости, а следовательно, и себестоимости их изготовления (необходимая жесткость деталей позволяет обрабатывать их на станках с наиболее производительными режимами резания: глубиной, подачей);

в) наличие на деталях удобных базирующих поверхностей или возможность создания вспомогательных (технологических) баз в виде бобышек, поясков и т.п.;

г) наиболее рациональный способ получения заготовки деталей (отливок, штамповок из проката) с размерами и формами, возможно близкими к готовой детали, т.е. обеспечивающими наиболее высокий коэффициент использования материала и наименьшую трудоёмкость механической обработки.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ

Литые заготовки из чугуна и стали в этом отношении должны удовлетворять следующим основным требованиям:

а) толщина стенок отливки должна быть по возможности одинаковой без резких переходов тонкостенных частей в толстостенные. Внутренние стенки отливки должны быть на 20% тоньше наружных стенок. В одной отливке рекомендуется предусматривать переходные радиусы одного размера. Это особенно важно в отливках из нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов.

б) форма любой заготовки должна предусматривать простой, без затруднений разъём модели.

в) поверхности отливки, расположенные перпендикулярно плоскости разъёма модели, должны иметь конструктивные литейные уклоны, для того чтобы изготовление литейных форм и стержней и удаление моделей из форм происходило без затруднений.

Величины литейных уклонов в зависимости от высоты (длины) заготовки принимаются: 1:5 при мм, 1:10 и 1:20 при h в пределах 25-500 мм, 1:50 при мм (см. ГОСТ 3212-57).

Кованые заготовки должны удовлетворять следующим требованиям:

а) заготовки должны иметь простую симметричную форму. Следует избегать пересечений цилиндрических элементов между собой и цилиндрических элементов с призматическими;

б) у заготовок должны отсутствовать резкие переходы в поперечных сечениях. Переходы от одного сечения к другому должны быть выполнены плавными, по дугам относительно больших радиусов.

У заготовок, полученных методом штамповки необходимо предусмотреть:

а) заготовка должна иметь простую форму, причём форма заготовки должна обеспечить возможность её свободного извлечения из штампа. Боковые поверхности заготовки должны иметь штамповочные уклоны: для наружных поверхностей 5-15, для внутренних - 7-15;

б) переходы от одной поверхности к другой должны осуществляться с закруглениями. Радиусы закруглений внутренних углов должны быть больше радиусов закруглений наружных углов. Радиусы закруглений принимают: для наружных углов 1,5-12,5 мм, для внутренних - 4-45мм.

в) конструкция заготовки должна, как правило, допускать разъём штампов по горизонтальной плоскости. Нежелателен разъём по ломаной и особенно по криволинейной поверхности.

г) заготовка должна быть, по возможности, симметричной относительно плоскости разъёма и иметь симметричные уклоны.

1.4.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СБОРОЧНЫМ ЕДИНИЦАМ И МАШИНАМ (АППАРАТАМ)

Требования к конструкции машин. При конструировании машины необходимо предусматривать следующее:

- разделение машины на сборочные единицы, обеспечивающие их независимую параллельную сборку;

- минимальная трудоёмкость операций в процессе общей сборки машины (сборке машины из сборочных единиц);

- удобство выполнения операций сборки.

Разделениемашины на технологические сборочные единицы проводится исходя из следующих соображений:

- количество сборочных единиц, на которое делится машина, должно быть небольшим. Вместе с тем сборочная единица должна быть по возможности простой и не состоять из большого количества сборочных элементов;

- сборочные единицы, требующие каких-либо испытаний или обкатки, должны непременно выделяться в законченную сборку;

- сборочные единицы не должны требовать даже частичной разборки при установке на машину.

Требования к конструкции сборочных единиц.

Технологическая конструкция сборочной единицы должна предусматривать:

* максимально широкое использование стандартизированных и унифицированных деталей;

* максимальное сокращение объёма пригоночных работ при сборке;

* обеспечение удобного доступа при проведении процессов сборки, контроля, регулировки и технического обслуживания;

* максимально возможное число постоянных соединений вместо разъёмных и др.

1.5. ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ПОСЛЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

1.5.1. ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

Под точностью изготовления детали понимается степень соответствия её всем требованиям рабочего чертежа, технических условий и стандартов. Чем больше это соответствие, тем выше точность изготовления. Абсолютно точно изготовить деталь невозможно, т.к. при её обработке возникают погрешности, называемые погрешностями изготовления.

Точность деталей характеризуется:

- отклонениями действительных размеров детали от номинальных;

- отклонениями от геометрической формы (овальность, нецилиндричность, неплоскостность и др.), отклонениями поверхностей от осей детали, от их точного взаимного расположения или расположения относительно базы (отклонения межцентрового расстояния двух отверстий, непараллельность плоскостей, несоосность и др.)

Чтобы производить обработку деталей одного и того же размера с различной степенью точности (в зависимости от характера и назначения этих деталей), ЕСКД СЭВ установлено 19 квалитетов точности (01,0,1,2,3,...,17). Номер квалитета точности возрастает по мере убывания степени точности.

1.5.2. ВЗАИМОСВЯЗЬ ТОЧНОСТИ И СЕБЕСТОИМОСТИ ОБРАБОТКИ

Точность обработки тесно связана с себестоимостью обработки и трудоёмкостью обработки. Чем выше точность обработки, тем выше трудоёмкость и себестоимость обработки (рис.1).

В производственных условиях обработку обычно ведут не с максимальной технологически достижимой точностью, а с так называемой средней экономической точностью данного метода обработки.

Рис. 1

Средняя экономическая точность метода обработки - это точность, получаемая в нормальных производственных условиях с меньшими затратами времени и средств, чем при других сопоставимых методах обработки.

Под достижимой точностью понимают такую точность, которую можно достичь при обработке в особых, наиболее благоприятных условиях, необычных для данного производства, высококвалифицированными рабочими, при значительном увеличении затрат времени, не считаясь с себестоимостью обработки.

Средняя экономическая точность для каждого метода обычно ниже достижимой точности. Выбор метода обработки (точение, шлифование, и т.п.) зависит от требуемого квалитета точности и должен удовлетворять условию наименьшей себестоимости обработки (рис.2).

Рис. 2

1.5.3. МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАННОЙ ТОЧНОСТИ

Необходимая точность обработки может быть достигнута следующими методами:

Метод пробных рабочих ходов. Этот метод заключается в индивидуальной выверке устанавливаемой на станок заготовки, последовательном снятии стружки путем пробных рабочих ходов, и измерении получаемых размеров. Скорректировав по результатам замеров положение режущего инструмента, производят окончательную обработку заданной поверхности.

Метод пробных ходов трудоемкий, так как требует много времени на выверку заготовки и корректировку положения режущего инструмента. Метод применяется в единичном и мелкосерийном производстве.

2. Метод автоматического получения заданного размера. Сущность метода заключается в том, что партию заготовок обрабатывают на предварительно настроенном станке с установкой заготовок в приспособлении без выверки на определенный размер, называемый настроечным. Получение заданного размера достигают за один рабочий ход, т.е. при однократной обработке. Этот метод более производителен, чем предыдущий, но требует специальных приспособлений и более стабильных по размерам исходных заготовок.

Обработку методом автоматического получения заданного размера широко применяют в серийном и массовом производствах.

В обоих рассматриваемых методах на точность обработки оказывает влияние квалификация рабочего, т.е. субъективный фактор: при первом методе это влияние сказывается на точности установки, выверки заготовки и на точности установки режущего инструмента; при втором методе - на точности установки инструмента и приспособления в процессе наладки станка перед обработкой партии заготовок.

1.5.4. ПОГРЕШНОСТИ ОБРАБОТКИ. ВИДЫ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОБРАБОТКИ

При обработке детали резанием на технологическую систему СПИД (станок – приспособление – инструмент - деталь) действует большое количество различных факторов, зависящих как от конструкции и состояния технологической системы, так и от условия резания металлов. В процессе работы все эти факторы непрерывно изменяются и оказывают существенное влияние на достижение требуемой точности обработки.

Основные причины, обуславливающие возникновение погрешностей обработки:

- неточность станков, в результате чего возникают геометрические погрешности системы СПИД;

- неточность установки и базирования заготовки на станке или в приспособлении, в результате чего возникают погрешности установки и базирования;

- деформация деталей станка, приспособлений, инструмента и обрабатываемой детали под влиянием сил, действующих на систему СПИД при обработке;

- деформация детали, возникающая при её закреплении для обработки;

- эксплуатационный нагрев системы СПИД, в результате чего возникают погрешности обработки из-за эксплуатационного нагрева;

- неправильные размерные цепи - в результате возникают погрешности размерных цепей;

- ошибки исполнителя работы и т.п.

ВИДЫ ПОГРЕШНОСТЕЙ

Все первичные (элементарные) погрешности обработки можно разделить на систематические постоянные, систематические переменные и случайные.

Систематическими постоянными погрешностями называются такие, которые при обработке партии заготовок постоянны по значению и знаку.

Систематическая постоянная погрешность появляется, например, вследствие погрешности режущего инструмента (зенкера, развёртки и др.) или в результате неточности профиля фасонного резца, протяжки и др.

Систематическими переменными погрешностями называются такие, которые в процессе обработки закономерно изменяются по времени, т.е. в зависимости от числа изготовленных изделий. К этой группе относится погрешность, вызываемая износом режущего инструмента, и погрешность, обусловленная тепловыми деформациями элементов технологической системы в период работы станка.

Случайными погрешностями называются такие, которые для заготовок данной партии имеют различные значения, причём появление таких погрешностей и точное их значение заранее предсказать невозможно. К случайным погрешностям относятся: погрешность установки заготовки, погрешность установки режущего инструмента при наладке станка, погрешность, обусловленная упругими отжатиями элементов технологической системы. Например, изменения значений упругих отжатий элементов зависят от неравномерной твёрдости заготовок, от колебаний припуска на обработку, которые носят случайный характер.

Важное значение в технологии машиностроения имеет расчёт точности механической обработки, для чего необходимо знать суммарную погрешность обработки.

1.5.5. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТОЧНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Известны три метода расчёта точности механической обработки: расчётно-аналитический, вероятностно-статистический и расчётно-статистический.

Расчётно-аналитический метод заключается в оценке точности по аналитическим или эмпирическим формулам для строго определённых условий выполнения технологического процесса. Достоинством метода является учёт физических явлений в рассматриваемом процессе с выявлением причин образования погрешностей. Однако отсутствие необходимых расчётных формул для разнообразных конкретных процессов обработки ограничивает в настоящее время практическое применение данного метода. Более подробно этот метод будет рассмотрен на лабораторных занятиях.

Вероятностно-статистический метод применим при условии значительного числа заготовок (50 и более) как метод пробных рабочих ходов, так и метод автоматического получения размеров. В результате экспериментов производят замер интересующего параметра шкальным инструментом и на основе методов математической статистики выявляют точность обработки исследуемого процесса.

Этот метод универсален и позволяет достоверно оценить и исследовать точность обработки, сборки, контрольных и других операций. Однако он требует проведения трудоёмких экспериментов, поэтому экономически целесообразен в крупносерийном и массовом производстве.

Вероятностно-статистический метод расчёта точности механической обработки более подробно будет рассмотрен на лабораторных занятиях.

Расчётно-статистический метод основан на использовании достоинств вероятностно-статистического и расчётно-аналитического методов.

Этот метод, будучи весьма гибким, позволяет определить погрешность путём оценки её отдельных составляющих расчётным или статистическим путём. При недостатке расчётных данных этот метод в большей мере будет носить вероятностно-статистический характер. Вместе с тем отдельные составляющие погрешности могут быть рассчитаны аналитически.

1.5.6. Определение суммарной погрешности механической обработки (расчётно-статистический метод)

Определение суммарной погрешности обработки с участием всех факторов, влияющих на точность, имеет важное значение в технологии машиностроения.

При суммировании погрешностей следует рассматривать два случая:

- обработка методом пробных ходов (обработка единичных деталей и малых серий деталей);

- обработка методом автоматического получения заданного размера на настроенном станке (в серийном и массовом производствах).

При обработке методом пробных ходов учитываются только систематические погрешности. Систематические погрешности суммируются алгебраически, т.е. некоторые погрешности могут перекрываться и взаимно компенсироваться.

При обработке методом автоматического получения заданного размера на настроенном станке (обработка больших партий деталей) необходимо учитывать кроме систематических ещё и случайные погрешности.

Случайные погрешности возникают в результате неодинаковой твёрдости обрабатываемого материала заготовок, неточности измерений, от переменного припуска на обработку и т.п.

Случайные погрешности суммируются по правилу квадратного корня из суммы квадратов отдельных погрешностей:

1.5.7. Общая суммарная погрешность при массовой обработке деталей

Суммарная погрешность для каждого вида механической обработки по выполняемому размеру подсчитывается отдельно:

Поиск по сайту: