Контрольная работа по "Технологии"

Контрольная работа № 1

 

Вариант №7

 

Вопросы

7. Выявление возможных методов достижения точности исходного звена размерной цепи (показателя точности машины) при проектировании технологических процессов сборки решением обратной задачи…………….3
19. Динамическая настройка технологической системы. Размер и погрешность динамической настройки. Основные причины появления погрешности динамической настройки……………………………………...………... 11
51. Принцип совмещения баз заключается в … …………………….18

Список литературы……………………………………………………….19

 

7. Выявление возможных методов достижения точности исходного звена размерной цепи (показателя точности машины) при проектировании технологических процессов сборки решением обратной задачи.

 

Ответ: Анализ рассмотренных методов достижения точности замыкающего звена размерной цепи показывает, что технологу при проектировании технологических процессов сборки необходимо решить две главных задачи:

1. Выявить метод достижения  точности, который использовал конструктор  при назначении требуемой точности  составляющих звеньев размерной  цепи (размеров деталей и их  соединений).

2. Включить в состав  технологического процесса сборки  соответствующие выявленному методу  достижения точности технологические  операции и (или) переходы, необходимые  для обеспечения требуемой точности  машины. Состав этих операций  или переходов рассмотрен выше  при изложении каждого метода  достижения точности и их выбор  не представляет сложности при  условии, что первая задача решена  правильно.

К сожалению, в конструкторской документации, как правило не указывается использованный метод достижения точности и технологу приходится его выявлять. Для правильного решения этой задачи необходимо построить ту самую размерную цепь, с которой имел дело конструктор при расчете и (или) назначение допусков размеров составляющих звеньев. Особенности конструкции могут служить подсказкой в использованном конструкторском методе.

Для окончательного вывода об использованном конструктором методе нужно учесть тип производства, где будет изготавливаться машина.

Для окончательного решения об использованном конструктором методе достижения точности необходимо в построенной размерной цепи решить обратную задачу.

В общем случае для выявления использованного конструктором методе достижения точности можно воспользоваться алгоритмом этой работы, приведенной на рисунке 1.

Ускорению выполнения работы и повышения точности результата может способствовать схема рациональных областей применения различных методов в зависимости от числа составляющих звеньев в размерной цепи и типа производства, приведенная на рисунке 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 1.  Алгоритм выявления при проектировании технологического процесса сборки метода достижения точности замыкающего звена размерной цепи, использованного конструктором

 

Рис. 2. Области рационального применения различных методов достижения

                              точности замыкающего звена размерной  цепи

 

 

 

19. Динамическая настройка технологической системы. Размер и погрешность динамической настройки. Основные причины появления погрешности динамической настройки.

 

Ответ: Динамическая настройка – это собственно обработка, т. е. непосредственное взаимодействие режущих кромок инструмента с материалом заготовки. В результате этапа создается на детали новая поверхность, заданная конструктором. Взаимодействие режущих кромок инструмента с материалом заготовки сопровождается всей совокупностью явлений, при сущих процессу резания: возникают силы резания, действующие на инструмент и заготовку, выделяется тепло пластической деформации стружки и трения инструмента об обрабатываемую поверхность, инструмент изнашивается и затупляется и т. д. В результате всех этих процессов изменяется взаимное положение заготовки и инструмента, достигнуто в статистическом состоянии технологической системы на первых двух этапах. В примере на рис.3 под действием составляющей силы резания инструмент перемещается в результате упругих деформаций вверх, а заготовка – вниз, в результате чего размер получает приращение. Размер получает приращение также по мере износа режущей кромки инструмента, тепловых деформаций заготовки и т.д.

 

Рис. 3. Схема формирования технологического размера

Все эти изменения взаимного положения заготовки и инструмента можно придать инструменту, сохранив мысленно положение заготовки и других частей технологической системы, которые они имели в статике. Тогда результат этих изменений можно описать размерами и , которые определяют положение режущей кромки инструмента в статике. Эти мысленно сконструированные размеры называют размерами динамической настройки, они позволяют достаточно удобно провести анализ причин, вызывающих изменения взаимного положения заготовки и инструмента и их роль в формировании технологического размера на детали.

Ясно, что размеры и не сохраняют свою величину даже при обработке одной заготовки, тем более в партии заготовок. Из теории резания известно, что, например, сила пропорциональна припуску и твердости материала, а эти величины ни на одной заготовке, ни впартии заготовок не являются константами. При затуплении инструмента сила существенно возрастает (до 30% от первоначальной величины). Ясно, что переменная величина силы вызовет в технологической системе различные по величине упругие перемещения инструмента и заготовки. Распределения потоков тепла в технологической системе не сохраняется во времени и в пространстве, что также приводит к колебаниям размеров и . Поля рассеяния и размеров и . Называют погрешностями динамической настройки .

Во время обработки в зоне резания и во всех частях технологической системы протекают процессы различной физической, химической, физико-химической и др. природы, в результате которых взаимное положение заготовки и инструмента изменяется. К числу таких процессов относится: динамика резания, пластическая и упругая деформации материала заготовки и отделяемого слоя; тепловыделения в зоне резания, в приводах и подвижных соединениях технологической системы; трение и износ в зоне резания и подвижных соединениях; вынужденные и собственные колебания (вибрации) технологической системы; химическое и электрохимимческое взаимодействие инструмента, СОЖ и обрабатываемого материала; теплопередача внутри технологической системы от более нагретых к менее нагретым частям; теплообмен технологической системы с окружающей средой и т. д.

Рассмотрим роль различных процессов, протекающих в технологической системе, на величину этих погрешностей.

1. Жесткость технологической системы.

Любая технологическая система представляет собой систему реальных тел и, следовательно, обладает некоторой конечной по величине жесткостью. В результате этого под действием силы резания в ней обязательно возникнут упругие деформации всех нагруженных этой силой частей, которые проссуммируются в виде упругого относительного перемещения режущей кромки инструмента и заготовки.

Влияние этого упругого перемещения на получаемый размер, который всегда измеряют по нормали к обрабатываемой поверхности, количественной мерой жесткости в технологии машиностроения принято отношение

 

, Н/м

 

Где - радиальная составляющая силы резания; – упругая деформация в технологической системе, измеренная по нормали к обрабатываемой поверхности

В технологии машиностроения для характеристики состояния технологической системы наряду с жесткостью иногда используют обратную ей величину податливость:

 

, м/Н

 

Податливость оценивать способность технологической системы упруго деформироваться под действием силы и количественно представляет собой упругое перемещение, приходящееся на единицу действующей силы.

Сила при обработке партии деталей колеблется в пределах

 

 

Где t – глубина резания; S – подача в мм/об; НБ -твердость обрабатываемого материала; - коэффициент учитывающий прирост силы при затуплении инструмента.

Естественно, что эти колебания силы порождают в технологической системе соответствующие колебания величины упругих деформаций при обработке партии заготовок, разность величин которых и представляет собой часть погрешности динамической настройки :

 

 

 

2. Колебательные упругие перемещения в технологической системе (вибрации)

В технологической системе возникают упругие перемещения, изменению которых во времени присуща определенная периодичность. Такие изменения называют колебаниями или вибрациями. С точки зрения проблемы обеспечения точности технологического размера нас интересуют колебания упругих перемещений в технологической системе по направлению нормали к обработанной поверхности, так как эти перемещения обуславливают изменение размера динамической настройки и, следовательно, являются частью погрешности динамической настройки. В пределах одной обработанной поверхности за счет многократного изменения взаимного положения изменения и заготовки вследствие колебаний образуются различные погрешности формы: огранка цилиндрической поверхности при точении, волнистость плоскости при строгании и фрезеровании и т. п.

Колебания могут быть вызваны как внешними воздействиями (толчки, сотрясения, вибрации рядом работающих машин и т.д.), так и внутренними для работающей технологической системы факторами: прерывистость процесса резания, дисбаланс вращающихся частей, особенности стружкообразования и т. д. Технологическая системе по разному может реагировать на эти воздействия: импульс силы и вызванные им колебательные упругие перемещения в течение некоторого промежутка времени уменьшаются до нуля («затухают»), либо колебания упругих перемещений сохраняют амплитуду неопределенно долгое время (такие колебания называют автоколебания), либо колебания в системе нарастают во времени, приводя в конце концов к поломке инструмента или заготовки. Реакция технологической системы на динамическое воздействие (как внешнее, так и внутреннее) зависит от упругих свойств самой системы (ее жесткости), так и от условий протекающих в ней рабочих процессов: режима резания, способа смазки и охлаждения инструмента, свойств смазывающе-охлаждающей жидкости, геометрии инструмента и т. д.

3. Тепловые деформации технологической системы.

Во всякой работающей технологической системе действуют рад источников тепла:

• Рабочий процесс (резание, пластическое деформирование, трение и т. д.);
• Механическая работа по преодолению сил трения в подвижных соединениях деталей;
• Электрические системы (двигатели, пусковая и управляющая аппаратура и т. д.);
• Гидравлические системы (в тепло преобразуется механическая работа на преодоление внутреннего и внешнего трения рабочей жидкости).

Кроме того, на технологическую систему могут оказывать влияние внешние для нее источники тепла: окружающая среда, близкорасположенные нагревательные устройства, другое оборудование и т. д.

Под влиянием тепловых источников нагревается вся технологическая система (например, резец и деталь теплом резания). Естественно следствием этих процессов является тепловая деформация отдельных частей технологической системы;

• Нагрев деталей станка приводит к упругим деформациям в трех координатных направлениях.
• Нагрев заготовки. В зависимости от способа и режимов обработки доля теплоты, которая отводится в заготовку, может быть различной: при точение составляет до 10%, при сверлении доходит до 55%.

4. Размерный износ инструмента.

При обработке резанием происходит износ рабочего инструмента, т. е. постепенно истирается и уносится в стружку или обрабатываемой поверхностью часть инструментального материала. Явление износа может иметь различные последствия для инструмента, технологической системы и получаемого технологического размера. Результатом износа может быть затупление, что изменяет геометрию резания, приводит к увеличению силы резания и, следовательно, к дополнительным упругим деформациям технологической системы, которые и обуславливают часть погрешности динамической настройки. Для оценки затупления в этом случае применяют размер площадки износа на задней грани или радиус, округление режущей кромки. Однако износ сказываеся на результате обработки не только через динамику процесса резания и упругие свойства (жесткость технологической системы). При износе независимо от того, сопровождается он затуплением инструмента или нет, изменяется положение вершины резца относительно ее положения в первоначальный момент резания на величину и. Как видно из рисунка 4 величиной и оценивается износ, измеренный в направлении нормали N к обрабатываемой поверхности. Такой износ принято называть равномерным.