Файл: Шпаргалки к Госам 2008.doc

33. Технологичность изделий и деталей.

Технологичность конструкции изделия – достижение качественного выполнения изделием его функционального назначения и эксплутационных требований при рациональном и экономичном изготовлении применительно к заданной программе и условиям производства. Основные критерии оценки технологичности: 1. трудоемкость 2. себестоимость 3. материалоемкость. Технологичность должна предусматривать: 1. максимально широкое использование унифицированных сборочных единиц, стандартизированных и нормализованных деталей и элементов деталей; 2. возможно меньшее количество деталей оригинальной и сложной конструкции, различных наименований; возможно большую повторяемость однотипных деталей; 3. создание деталей наиболее рациональной формы с легко доступными для обработки поверхностями и достаточной жесткости для уменьшения трудоемкости и себестоимости мех. обработки; 4. наличие на детали удобных базирующих поверхностей или возможность создания вспомогательных технологических баз 5. наиболее рациональный способ получения заготовок для деталей с размерами и формами возможно более близкими к готовой детали, т.е. обеспечивающими высокий коэффициент использования материала и минимальную трудоемкость мех. обработки; 6. полное устранение или возможно минимальное использование слесарно – пригоночных работ при сборке путем изготовления взаимозаменяемых деталей, применением деталей компенсаторов и сборочных роботов; 7. упрощение сборки и возможность проведения сборочных работ параллельно в пространстве и во времени. Технологичность конструкции изделий понятие комплексное, т.е. нельзя рассматривать технологичность изолированно без учета условий заготовительных процессов, мех. обработки, сборки и контроля. Технологичность конструкции заготовок детали должна учитывать рациональность мех. обработки и упрощение процессов изготовления самих заготовок. Требования к литым заготовкам: 1. толщина стенок отливок должна быть одинаковой, без резких переходов для уменьшения внутренних напряжений и получения однородной структуры; 2. форма заготовки должна предусматривать простой разъем модели; 3. поверхности отливки перпендикулярные плоскости разъема модели должны иметь литейные уклоны, чтобы облегчить изготовление и удаление форм и стержней. Требования к заготовкам полученным ковкой и штамповкой: 1. отсутствие резких переходов в поперечных сечениях; 2. выполнение переходов от одного сечения к другому по дугам относительно большого радиуса; 3. наличие закруглений острых ребер у штамповок. Требования по мех. обработки: 1. сокращение объема мех. обработки, уменьшение обрабатываемых поверхностей и назначение допусков только на размеры поверхностей сопряжения; 2. повышение точности заготовок, назначение материала обладающего лучшей обрабатываемостью; 3. обеспечивать возможность удобного и надежного закрепления заготовки на станке; 4. обеспечивать возможность удобного подвода высокопроизводительного инструмента к обрабатываемой поверхности; 5. обеспечивать удобные и надежные базирующие поверхности для установки заготовок в процессе обработки, соблюдение принципа постоянства и единства баз. Требования к технологичности при сборке: 1. создание возможности независимой сборки сборочных единиц, а также независимого друг от друга и одновременного монтажа их на базовую деталь; 2. обеспечивать возможность сборки без пригоночных работ и без совместной мех. обработки собираемых деталей; 3. стремление к уменьшению количества наименований деталей и уменьшению их общего количества; 4. обеспечивать высокий уровень взаимозаменяемости, стандартизации, унификации и нормализации сборочных единиц; 5. наличие удобных сборочных баз, совмещение сборочной, установочной и измерительной баз, что позволяет повысить точность сборки; 6. обеспечивать сборку без применения сложных приспособлений предпочтительно с одной стороны путем простых движений; 7. исключение необходимости разборки при регулировании; 8. обеспечивать возможность удобного подвода высокопроизводительного сборочного инструмента; 9. предусматривать применение несложных приспособлений и простых инструментов.

34. Требования к технологичности деталей при обработке на станках с ЧПУ.

Общие требования к технологичности деталей при обработки на станках с ЧПУ: 1. сопряжение наружных и внутренних стенок обрабатываемых контуров производится по дуге с одинаковым для данного контура радиусом из соотношения, обеспечивающего жесткость режущего инструмента R > ( 1/5 – 1/6 ) H, где Н – высота стенок 2. сопряжение стенки с полкой производится по дуге с одинаковым для данного контура радиусом 3. конструкция детали должна обеспечивать обработку с наименьшим количеством повторных установок на станке 4. в конструкции детали желательно использовать однотипные геометрические элементы 5. симметричные детали не должны отличаться размерами, что позволяет изготавливать их по одной программе изменяя знак по одной из координат 6. для обеспечивания принципа постоянства баз требуется строгая ориентация деталей относительно координат станка и привязки к исходной точки траектории движения инструмента.

Требования к технологичности при обработки корпусных деталей: 1. по числу сторон обработки:

а ) наиболее технологична конструкция, у которой все обрабатываемые поверхности расположены на одной стороне детали; б ) обрабатываемые поверхности должны быть расположены на тех сторонах детали, которые могут быть обращены к шпинделю станка при повороте детали вокруг одной из ее осей; в ) геометрическая форма корпусной детали должна соответствовать правильной геометрической фигуре, чтобы обработка поверхности была возможна при повороте детали максимум вокруг двух осей. 2. по устойчивости и удобству закрепления: а ) конструктивная форма детали должна предусматривать полную мех. обработку за одну установку и от одной технологической базы, при этом базовыми поверхностями должны быть не обработанные поверхности; б ) опорные поверхности детали должны иметь достаточные размеры, обеспечивающие устойчивость детали; в ) в конструкции детали должны быть предусмотрены поверхности, облегчающие ее крепление к столу станка, которые не должны мешать обработки детали, подводу и выходу инструмента, обрабатываемые поверхности не должны прерываться крепежными устройствами; г ) конструкция детали должна обеспечивать высокую прочность и жесткость для избежания деформации от сил закрепления и резания. 3. по удобству работы на станке: поверхности должны обрабатываться без соединения с другими деталями. 4. по удобству обработки плоскостей: а ) форма обрабатываемой поверхности должна разрешать сквозной проход режущего инструмента в одном направлении или обработку вдоль контура при последовательном перемещении стола или шпиндельной головки; б ) при наличии внутренних не сквозных плоскостей образующих сложный контур их обработка должна быть выполнена при перемещении исполнительных органов не более чем по трем координатам. 5. по удобству обработки основных отверстий: а ) конструкция должна предусматривать наличие основных точных отверстий только во внешних стенках детали, в промежуточных их наличие не желательно; б ) основные точные отверстия, расположенные в одной стенке должны обрабатываться на проход; наличие ступенчатых отверстий, кольцевых канавок, выточек повышает трудоемкость и увеличивает емкость инструментального магазина; в ) при наличии ступенчатых отверстий их возрастающие диаметры должны быть направлены к внешней поверхности детали, противоположное направление не допустимо; г ) точные и основные отверстия, расположенные на одной оси в противоположных и промежуточных стенках должны быть одного диаметра, отверстия одного диаметра расположенные соосно растачиваются последовательно проходами одного инструмента за один цикл обработки; д ) диаметр соосных отверстий в промежуточных стенках не должен быть больше диаметра отверстий во внешних стенках; е ) конструкция корпусных деталей не должна иметь внутренних выступов, окон, разрезов. 6. по удобству обработки крепежных отверстий: а ) крепежные отверстия должны быть максимально нормализованы, стандартной формы; они должны быть однообразными и одинаковыми во всех стенках детали; б ) торцевые поверхности отверстий должны быть перпендикулярны их осям, что позволяет обрабатывать их фрезой; в ) при сверлении наклонных и косых отверстий их оси должны располагаться в плоскостях доступных для обработки при повороте на поворотном столе; г ) параметры резьб должны предусматривать возможность их обработки метчиками, на резание резьбы резцами не желательно.

35. Типизация техпроцессов, её сущность, преимущество и недостатки. Роль классификации деталей.

Типизация тех. процессов – направление в изучении и построении технологии, которое заключается в классификации тех. процессов изготовления деталей и в комплексном решении задач возникающих при осуществлении тех. процессов изготовления деталей каждой квалификационной группы. Направления типизации тех. процессов: 1. типизация тех. процессов обработки по отдельным поверхностям 2. типизация тех. процессов обработки по отдельным типовым сочетаниям поверхностей 3. типизация тех. процессов обработки деталей. Основная задача классификации: приведение множества деталей, поверхностей и их сочетаний к минимальному количеству типов для которых можно разработать типовые тех. процессы, чтобы для любого конкретного случая обработки можно было выбрать наиболее рациональный типовой тех. процесс для данных условий производства. Признаки классификации деталей по отдельным поверхностям: 1. форма поверхности 2. требуемая точность и качество поверхности 3. размеры 4. материал обрабатываемой детали. Признаки классификации деталей по типовому сочетанию поверхностей ( сочетание поверхностей, встречающееся на различных деталях при котором все элементарные поверхности могут быть обработаны при неизменной технологической базе на одних станках при одинаковом содержании и последовательности операций, установок и переходов ): 1. конфигурация отдельных поверхностей 2. взаиморасположение поверхностей 3. точность и качество обработки отдельных поверхностей, точность взаиморасположения 4. размеры поверхностей 5. соотношение размеров между отдельными поверхностями 6. материал обрабатываемой детали. Признаки для классификации деталей:

1. конструкция детали 2. размеры детали 3. материал детали 4. точность и качество обрабатываемых поверхностей детали. На построение тех. процесса оказывают влияние условия, в которых он осуществляется: 1. объем производственной программы и размеры партии обрабатываемых деталей 2. наличие оборудование, его расположение, инструмент. Основой построения технологической классификации являются классы, которые подразделяются на под классы, группы, типы. Класс – совокупность деталей, характеризующаяся общностью технологических задач решаемых в условиях определенной конфигурации этих деталей. Типы – совокупность деталей одного класса имеющих в условиях данной производственной обстановки общий план операций осуществляемый одинаковыми методами. Разработка типовой технологии должна проводится по двум вариантам: 1. оперативный – составленный исходя из наличия оборудования и условий предприятия 2. перспективный – тех. процесс, учитывающий все возможности современных методов обработки деталей. Достоинства: 1. сокращается цикл и трудоемкость технологической подготовки производства 2. сокращается количество документации 3. создаются условия для систематизации и обобщения производственного опыта предприятия 4. создаются условия для широкого применения в серийном производстве передовых и современных тех. процессов 5. при больших объемах выпуска типовых деталей создаются условия для применения высокопроизводительного переналаживаемого оборудования, технологической оснастки, т.е. повышение производительности труда 6. появляются условия для кооперирования производства и специализации отдельных цехов при изготовлении типовых деталей 7. создаются условия для улучшения технологического нормирования производства.

Недостатки: не учитывается загрузка оборудования; в мелко серийном производстве и приборостроении типизация тех. процессов не реальна, так как нельзя применить высоко производительное оборудование.

36. Случайные погрешности обработки и их учёт при анализе и управлении точностью обработки.

Случайные погрешности обработки – погрешность, которая для разных заготовок рассматриваемой партии имеет различные значения, ее появление не подчиняется ни какой видимой закономерности. В результате случайных погрешностей происходит рассеивание размеров деталей обработанных при одних и тех же условиях. Рассеиванием размеров называют совокупность многих причин случайного характера не поддающихся точному предварительному определению и проявляющих свое действие независимо друг от друга. Причины случайных погрешностей обработки: 1. колебание твердости обрабатываемого материала; 2. колебание величины припуска; 3. колебание положения исходной заготовки, приспособления связанные с погрешностью базирования и закрепления, неточностью самого приспособления; 4. неточность установки инструмента по лимбам и упорам; 5. колебание температурного режима обработки; 6. затупление инструмента; 7. колебание упругих отжатий элементов технологической системы под влиянием нестабильных сил резания. Рассеивание размеров деталей – совокупность значений истинных размеров деталей обработанных при неизменных условиях расположенных в возрастающем порядке с указанием частости этих размеров. Частость – отношение числа заготовок размеры, которых попали в данный интервал к общему числу измеренных заготовок партии. Для анализа закономерностей рассеивания размеров применяют математические законы: закон Гаусса, закон Симпсона, закон равной вероятности. По происхождению факторы случайных погрешностей обьеденяют в группы вызывающие свою долю общего рассеивания размеров деталей: 1. Рассеивание размеров связанное с видом обработки, характеризуется полем рассеивания свойственным каждому виду обработки, осуществляемому на определенном оборудовании 2. Рассеивание размеров связанное с погрешностью установки, зависит от положения измерительной базы относительно режущего инструмента и складывается из погрешности базирования и закрепления в приспособлении. Погрешность базирования возникает из-за не совпадения измерительной и технологической баз или вызывается погрешностью формы приспособления. Погрешность закрепления возникает в связи с перемещением заготовки при ее закреплении, измеряется экспериментальным путем. Погрешность закрепления зависит от конструкции приспособления, состояния зажимного устройства, направления сил закрепления ( минимальная погрешность закрепления достигается при направлении сил закрепления перпендикулярно технологической базе ). Погрешность закрепления зависит от точности опорных поверхностей и наличия контактных деформаций поверхности стыка. Погрешность приспособления возникает из-за погрешности изготовления, сборки, износа, неточности установки на станке. Погрешность приспособления может быть скомпенсирована при настройке станка. 3. Рассеивание размеров связанное с погрешностью настройки: погрешность настройки возникает в результате погрешности регулирования инструмента под влиянием погрешности измерения пробных заготовок, по которым производится настройка станка. Погрешность положения инструмента определяется точностью используемого при настройке регулировочного средства и принимается равной цене деления регулировочного средства. Погрешность измерения пробных заготовок принимается равной предельной погрешности измерительного инструмента.

37. Методы расчета точности и анализа технологических процессов:

1. теоретический (расчетный ) 2. экспериментальный. Расчетно – аналитический метод предполагает полную определенность тех. процесса. Решая систему уравнений описывающих закономерности переноса погрешностей при выполнении тех. процесса определяют требуемую точность. Реальный тех. процесс не может быть полностью отображен детерминированными моделями, поэтому степень их применения зависит от изученности тех. процесса. Математическое описание тех. процессов заключается в последовательном определении исходных погрешностей заготовок и установлении в аналитическом виде их влияния на окончательную точность готовой детали. Недостатки: 1. невозможность учесть все факторы, влияющие на точность тех. процесса 2. сложность решения системы с большим числом уравнений 3. по точности изготовления одного изделия нельзя судить о точности тех. процесса в целом. Расчетно – аналитический метод анализа точности применяют для оценки влияния отдельных факторов в определенных условиях; он не позволяет произвести комплексную оценку всех факторов вызывающих погрешность обработки деталей ( применяют для расчета погрешности единичной детали ). Вероятностный метод используют для анализа точности тех. процесса в целом или партии деталей, т.е. он охватывает все возможные комбинации условий протекания производства. Вероятностная модель содержит законы распределения, характер систематического изменения размеров, характеристику рассеивания размеров, как для отдельных партий деталей, так и тех. процесса в целом. Для построения статистической модели необходимо располагать экспериментальными данными о точности отдельных операций тех. процесса, которые можно получить в результате выполнения тех. процесса механической обработки детали.

Методы управления точностью технологических процессов:

1. Управление точностью процесса обработки по выходным параметрам – процесс восстановления первоначальной точности взаиморасположения инструмента и обрабатываемой детали нарушенного в процессе обработки. В результате под настройки поле рассеивания размеров детали возвращается в первоначальное положение. Для предотвращения появления брака необходимо установить момент требуемой под настройки и продолжительность обработки между под настройками. Этот момент определяют при помощи систематического измерения размеров. При сокращении времени работы между под настройками суммарное рассеивание размеров партии деталей уменьшается, т.е. повышается точность, но при этом увеличиваются простои оборудования. Устранить противоречие можно за счет повышения размерной стойкости инструмента или за счет автоматизации контрольных измерений. Момент необходимой под настройки определяется путем отсчета машинного времени, пути резания, путем регулярных измерений истинных размеров детали контактными и без контактными измерительными приборами. Общий недостаток необходимость осуществления малых перемещений режущего инструмента. 2. Управление точностью процесса обработки по входным параметрам, решает проблему уменьшения поля рассеивания размеров деталей обусловленных случайными погрешностями обработки. Наибольшее влияние на поле рассеивания размеров оказывает колебание твердости обрабатываемого материала и размеров припуска, которые вызывают изменение усилия резания и величину упругих отжатий. Уменьшить поле рассеивания размеров можно путем измерения размеров и твердости заготовок, сортировкой их на группы с последующим внесением поправок на размер учитывающих различие упругих отжатий. Недостаток: трудоемкость и организационная сложность. 3. Метод адаптивного управления точностью обработки – основан на принципе компенсации упругих отжатий в технологической системе вызванных колебанием припуска и твердости обрабатываемых деталей, упругими перемещениями элементов системы в противоположном направлении. Погрешность обработки зависит от колебания силы резания. Обеспечить высокую точность обработки можно, обеспечив постоянство составляющей силы резания P y и упругих отжатий технологической системы при неизменных режимах резания, это можно сделать только за счет изменения продольной подачи. Преимущество: возможность создания чувствительного механизма управления упругими перемещениями технологической системы, не имеющей скачков, так как поправка вносится за счет упругих перемещений технологической системы при этом не требуется перемещение узлов станка, а размер статической настройки сохраняется неизменным между двумя под настройками. Управление упругими перемещениями элементов технологической системы позволяет устранить переменно – систематические погрешности обработки, которые вызывают погрешность формы детали.