Вопрос 1: Динамические погрешности обр-ки и их влияние на точность детали

Динамические пуск погрешности ТС и пути их уменьшения (ε_д.н.)

Доминир.факторами выявл.погрешности явл.размерный износ инструмента, силовые.

При этом осн. прич. явл. след.:

1.упругие перемещения или деформации (∆у) ТС. В результате влияния внешних нагрузок, в основном силы резания. Упр.деф.вызывают рассеяние пар-ров точ-ти пар-ров детали. В-на завис. от жесткости ТС, под кот. понимается способность ТС оказ-ть сопротивление действующим на нее нагрузкам. J=P/y (Н/мм); где Р-сила резания, действующая в направлении деформации; у- вел. деф. ТС

Эквивалентная сила-сила, направленная влдоль распространения деформации (в сторону получаемого размера) и выз-ую такую деформ., кот. соответ. результир. силе резания

Одна и та же сила, при разных жесткостях тех.сист.вызыв.различ.деформацию

Чем выше жесткость ТС, тем меньше деформаций, а →погрешность размера тоже меньше.

Влияние упругих деформаций в процессе мех. обработки можно рассматривать на примере обтачивания цилиндр-заготовки на токарном станке с установкой её в центрах.

Из анализа полученного выражения следует, что величину у_тс можно уменьшить за 4 направления:

1. за счет ↓ α (перед. отн)i 2. за счет ↓ n-кол-ва звеньев

3. за счет ↑ j (жестк. каж. эл)i 4, 4. за счет ↓ Р (силы рез)э

2. колебания силы резания (∆_ф). Обусловлено неравномерным припуском заготовки, а также твердости

3.размерный износ инструмента (∆_изн)

I-зона начального износа или приработки ин-та (зона интенсивного износа)

II-зона нормального или прогнозированного износа. Он опр-ет стойкость ин-та

III-зона критического износа (предельного)

В зоне норм. износа ;U₀-удельный износ ин-та мкм/м

За счет чего можно уменьшить влияние размерного износа:

1. повышение качества ин-та

2. примен. Более стойких мат-лов

3. оптимизация режимов резания

4. стабилизация силы резания снижение вибраций ТС

5. применением СОЖ

6. своевремен. Переточкой или заменой ин-та

4.тепловые деформации (∆_т). В основном влияют на точность окончат. и отделоч. об-ки.За счет чего можно уменьшить влияние тепловых деформаций:

1. применением искусст.охлажд.

2. увел.отвода тепла в стружку

3. предварительным прогревом ТС

4. примен. временных перер. м/у черн. и чист. об-ке

5. применением искусст.охлажд.

6. увел.отвода тепла в стружку предварительным прогревом ТС

7. примен. Временных перерывов м/у черновой и чистовой об-ке

8. сокращ.перерывов при неприрывной об-ке

9. сокр.влияния окр.среды

10. примен.спец.систем стабил-и теплового режима ст-ка

11. примен. не жестких центр. центров

5.деформации от перераспределения внутренних напрежений (∆_в..н.).Возникают после удаления припуска практически у всех заготовок, но особенно у заготовок не прошедших старение

Пог-ти, вызван. деф. заг. от перераспр. внутр. напряжений можно уменьшить за счет:

1. правильной конструкции дет-ли и заг-ки

2. примен. естеств.(3мес-25 лет) и искусственного старения (1-2 дня при t=600⁰С)

3. отделение чистовых операций от п/чмстовых и черновых

6.деформации, вызванные вибрациями ТС (∆_в). Источником колебаний явл. дефор.от силы резания, напряжение упало или поднялось (затухающие колебания)

В основном процесс об-ки сопровождается вынужд.колебаниями (автоколебания)-незатухающие колебания неконсервативной системы, установившаяся амплитуда и частота кот.опред.св-вами самой системы

Пог-ти, обуслов. Вибрацией ТС можно уменьшить за счет:

1. исключения источников автоколеб.(сделать сложно) 2. подбором режимов резания 3. устранением явления резонанса (смещением частот собственных кол.ин-та относит.частот автокол.)

4. повышением жесткости ТС 5. применением гасителей колебания (демфиров, амортизаторов)

Суммарная погрешность дин.настройки будет равна:

-считается методом конечных элементов

Вопрос 2: Пути повышения производительности станков.

Производительность станка определяет его способность обеспечивать обработку определённого числа деталей в единицу времени.

1) увеличение технологической производительности. а) повышением скорости обработки (переход на новые инструментальные материалы: например, при замене режущего инструмента из быстрорежущей стали и твёрдого сплава инструментом из порошкового твёрдого сплава и алмазным инструментом),(применение эффективных смазочно-охлаждающих жидкостей) б) увеличением суммарной длины режущих кромок инструмента, участвующих в процессе формообразования (это приводит к усложнению и удорожанию режущего инструмента, что оправдывает себя, как правило, при соответствующем увеличении масштаба производства).

2) совмещение во времени различных операций (как основных, так и вспомогательных) всегда целесообразно, если это не связано с излишним усложнением и удорожанием станка. Осуществляется на многопозиционных станках и автоматических линиях. Применение непрерывных методов обработки (бесцентрового шлифования, накатки резьбы непрерывным способом, непрерывного протягивания и др.) даёт возможность полностью совместить все вспомогательные операции с рабочими.

3) сокращение времени на вспомогательные движения (холостые ходы) - путём увеличения их скорости и совершенствования привода и системы управления. НО: Ограничения на скорость вспомогательных движений связаны с возникающими при этом инерционными нагрузками и их отрицательным влиянием по различным критериям работоспособности деталей и механизмов станка.

4) сокращение всех видов внецикловых потерь - при комплексной автоматизации и совершенствовании системы управления как отдельным станком, так и всем автоматизированным производством на базе вычислительной техники. (Напр. сокращение потерь времени на замену инструмента - автоматизацией смены инструмента и совмещением операций смены инструмента на станке с рабочими операциями). Повышение надёжности станков и автоматических систем снижает число отказов и общие затраты на устранение этих отказов.

5) рационального и удобного расположения органов управления

6) применения преселективного управления - позволяет сократить время на перестройку режимов обработки путем предварительного, в процессе рабочего хода на предыдущей операции, набора нужного сочетания блочных колес коробок скоростей и подач, требуемых на следующей операции.

7) применение спецприспособлений.

Автоматизация управления металлорежущим станком является основным направлением развития современного станкостроения.

Вопрос3: Проектир. резьбообразующих инстр., работающих методом пласт. деф. (на прим. резьбонакатных роликов).

Резьбонакатные ролики (осевой, радиальной, тангенц. подачей)используют для накатывания наружных резьб. Преим-ва: выс. произ.; выс. кач-во резьбы; простота налаж. и обсл. станков; возм-ть пол-я резьбы без сбегов; простота конс-и инстр. Этот процесс является более совершенным по сравне­нию с накатываниями плоскими плашками, хотя и значительно уступает ему по производительности (60...80 шт./мин).

Ролики обеспечивают более точную резьбу, так как работают с ма­лыми давлениями и, кроме того, резьба на роликах вышлифовывается с высокой точностью и малой шероховатостью поверхности.

Установка и регулирование роликов на размер проще и точнее, чем у плашек. Благодаря постепенной радиальной подаче роликов нагрузка на витки распределя­ется более равномерно, поэтому можно производить накатку резьбы даже на полых заготовках, а также на заготовках из малопластичных материа­лов. Ролики позволяют производить накатку резьб на заготовках диамет­ром от 2 до 60 мм, что значительно выше, чем у плашками.

Нак. с рад. подачей: комплект из 2 рол. Один из роликов (ведущий) получает вращение от привода станка и радиальную подачу по направлению к заготовке и другому ролику. В результате этого каждый ролик участвует витками своей резьбы в фор­мировании резьбы заготовки. Заготовка устанавливается на опорную линейку с напаянной твердосплавной пластиной, обеспечивающей линейке высокую износо­стойкость. Для того чтобы заготовку не выталкивало из контакта с роли­ками, ее ось располагают ниже линии центров роликов на величину 0,1...0,6 мм. По окончании формирования резьбы подача прекращается, и при дальнейшем вращении роликов происходит калибрование резьбы.Направление резьбы на роликах обратное накатываемой. По оси ро­лики смещены на полшага относительно друг друга так, что выступы витков одного ролика входят во впадины витков другого ролика. При вращении роликов осевое перемещение заготовки отсутствует. Поэтому можно накатывать резьбу на заготовках с буртиками и на конических поверхностях. Наличие осевого перемещения свидетельствует о погреш­ностях шага резьбы роликов, а попытки установить для заготовки упоры приводят к порче резьбы. Основным условием получения правильной резьбы является равен­ство углов подъема резьбы роликов τ_и и заготовки τ. Кроме того, с уве­личением диаметра роликов из-за снижения удельного давления на заго­товку улучшается качество накатываемой резьбы и повышается их жест­кость и прочность. Из этого следует, что на роликах должна быть нанесе­на многозаходная резьба. При этом угол подъема резьбы на инструменте и заготовке можно найти из выражений:

tg τ_u=Pu/πDu ; tg τ_p=Pp/πDp → tg τ_u= tg τ_p i= Pp/Pu - число заходов резьбы (целое).

Расчит.: диам. нового инстр. D_2p^H=D_2p^ТЕОР + 0,0175 D_2p^ТЕОР ; D_2p^ТЕОР= D_2и· i;

диам. изн-го инст.: D_2p^ИЗН= D_2p^ТЕОР - 0,0175 D_2p^ТЕОР

запас на перет.: Т=2· 0,0175 D_2p^ТЕОР

ширина рол.: В=lр+(2…3)Р

Высота ножки резьбы ролика h_2min Должна быть больше высоты го­ловки накатываемой резьбы, чтобы можно было гарантиро­вать зазор ∆ = 0,1...0,2 мм между впадиной резьбы ролика и наружной поверхностью заготовки. Отсутствие такого зазора приводит к бочкообразности и овальности накатанной резьбы.

На практике ролики изготавливают диаметром D_и = 90...250 мм,

шириной В = 45...250 мм. Их используют на станках-автоматах с меж­центровыми расстояниями между роликами L = 90...435 мм. Изготавли­ваются ролики из тех же сталей, что и плашки.

Кроме рассмотренной схемы накатки резьбы и конструкции роликов существует также много других схем, например накатка тремя роликами, планетарная накатка роликом и сегментной плашкой, накатка роликами с тангенциальной и осевой подачами и др.

Билет 16

Вопрос 1: Проектирование ТП как основа ТПП. Факторы, влияющие на построение ТП. Исходные данные для проектирования ТП.

ТПП вкл-т след-е виды проектно-производственных работ:

1) отработка изделия на технологичность

2) разр-ка структуры и опр-е последовательности выполнения ТО

3) выбор и приобретение тех.оборуд-я

4) проектирование и изг-е тех. оснастки, РИ, мерительных инст-в

5) расчеты припусков и промежуточных размеров обр-мых пов-й, режимов рез-я, техн.норм времени, норм расходов всех производственных ресурсов

6) разработка мероприятий по реализации и упр-ю ТПП

Основная доля этих работ приходится на разраб-ку ТП. Т.е. ТП явл-ся основой ТПП.

Факторы ,влияющие на построение техпроцесса:

1) констр-я дет: чем сложнее дет, тем больше опер-й, сложных, трудновыполнимых, с большой затратой времени

2) размер дет. Влияет на выбор оборуд-я и структуру ТО. Дет больших размеров: крупные, уникальные ст-ки, min ст-в, min переустановов, max концентрация опер-й. Мелкие дет: малогабаритные, высокоточные, высокопроизводительные ст-ки.

3) объем выпуска изд-я: по нему опр-ют тип произ-ва, коэф закрепления опер-й, такт ритм изг-ия. Объем также влияет на организационные формы произ-го пр-са, структуру ТО, вид обор-я, оснастки, РИ, степень автоматизации раб мест

4) материал дет: влияет на вид и метод получения заг-ки, последовательность выполнения опер-й, методы и режимы обр-ки.

5) точность и качество пов-ти: влияет на кол-во опер-й , методы окончательной обр-ки, возможность совмещения чистовой и черновой обр-ки.

6) условия проектирования: проект-е для производства существующего (учитывается имеющийся парк станочного обор-я, оснастка) или вновь созданного (оснастка и обор-е наиб-е эффективная для ТП).

7) возможность кооперирования со смежным предприятием: уменьшается номенклатура выпускаемых изд-й

8) наличие кадров требуемой квалификации

9) сроки проектирования влияют на степень детализации, глубину проработки и уровень оснащенности ТП.

Пор-к проектиров-ия техпроцесса:

1. Исходные данные: -служебное назначение детали, узла, машины, -тех. треб-ия данной детали; - объем выпуска изделий; -условия производства; -типовые и рабочие тех процессы; -плановые сроки подготовки производства; - стандарты, нормали ,справочники.

2. Изучение служебного назначения детали и технологический контроль рабочих чертежей. –не представляет ли конструкция детали технологических трудностей и нельзя ли ее упростить; -возможно ли применение высокопроизводительных методов обработки; - возможно ли непосредственное измерение заданных размеров; -достаточно ли обоснованы допуски на размеры.

3. Выбор заготовки. Целесообразно применять такие методы получения заготовки которые максимально приближали ее форму и размеры к готовой детали.

4. Выбор способа получения размеров при обработке (2 способа автоматический и индивидуальный)

5. Наметка общего плана получения размеров обработки и базирующих поверхностей. Если деталь точная то лучше разграничить черн. и чист. операции по различным станкам. Общий план обработки детали (подготовка основных технологических баз, черновая обработка, чистовая обр., обработка второстепенных пов-тей, отделочная обработка).

6. Расчет припусков и промежуточных размеров.

7. Выбор оборудования и технологической оснастки.

8. Расчет режимов резания и норм времени на каждую операцию и на технологический процесс в целом.

9. Разработка указанным путем нескольких возможных вариантов тех процесса и выбор наиболее экономичного из них.

Для разработки технологического процесса обработки детали требуется предварительно изучить ее конструкцию и функции, выпол­няемые в узле, механизме, машине, проанали­зировать технологичность конструкции и про­контролировать чертеж. Рабочий чертеж дета­ли должен иметь все данные, необходимые для исчерпывающего и однозначного понима­ния при изготовлении и контроле детали, и со­ответствовать действующим стандартам.

1. сборочный и рабочий чертеж изд-я, технические условия

2. описание служебного назначения изд-я

3. хар-ка особенностей констр-ции изд-я

4. хар-ка технологичности изд-я

5. объем выпуска и сроки освоения изд-я 6.типовые и рабочие ТП на подобные изд-я

7. условия проектирования (обор-е, оснастка, РИ, получение заг-ки, возможность автоматизации, возможность расширения произв-ых площадей)

8. справочная литература, базы данных