ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ. Методические указания к практическим занятиям для студентов специальностей. 151000, 190600.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.















ТЕХНОЛОГИЯ

МАШИНОСТРОЕНИЯ



Метод
ические указания к практическим занятиям








Санкт
-
Петербург

2011


2


Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образован
ия

САНКТ
-
ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ
АКАДЕМИЯ











ТЕХНОЛОГИЯ

МАШИНОСТРОЕНИЯ


Методические указания

к практическим занятиям

для студентов специальностей

151000, 190600














Санкт
-
Петербург

2011


3


Рассмотрены и рекомендованы к

изданию методической комиссией
лесомеханического факультета Санкт
-
Петербургской государственной
лесотехнической академии












Составители:

к.т.н., доц. А.В.

Трофимов; к.т.н., доц. В.А.

Марков




Отв. редактор

д.т.н., проф. В.В. Балихин













Представлены рекомендации к проведению практических занятий по
использованию статистических методов при оценке точности изготовления
деталей машин, разработке схем базирования и схем установки заготовок,
определению погрешности базирования.






4


ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ

№ 1


Оценка точности изготовления деталей статистическими
методами.


Цель работы



получение навыков применения статистических методов при
оценке параметров и анализе точности процесса механической обработки
заготовок.

Задание.

-

п
овто
рить основы методов статистической обработки данных пункт 1.1
;

-

в
ыполнить расчѐты по указанному преподавателем варианту
;

-

составить

заключение по результатам расчѐтов.


1.Общие положения.


Р
азмер обрабатываемой поверхности,

в результате действия п
ричин
различной природы, являе
тся величиной
случайной

и может
прини
мать
любое значение в границах определѐнного интервала. В качестве случайной
величины может быть представлен

непосредст
венно
размер поверхности,
допуск размера

или предельное от
клоне
ние
ра
змера
.

Ч
исловой ряд
контролируемого размера должен быть представлен в виде ограниченного
перечня параметров, удобных для анализа и управления точностью
обработки.


Распределение

случайной величины Х
 часто оценивают следующими
показателями.


1.1.
По
ле рассеивания





W = X
max


-

X
min

,




(1.1)


где


Х
max

, Х
min

-

максимальный и минимальный действительный размер




детали в выборке.

Величина
(
W
)

характеризует интервал изменения случайной
величины.


1.2.
Среднее арифметическое значение





,





(
1.
2)


где Х
i

-

размер
i

-
й детали;


n

-

число деталей в выборке.

Показатель
(
Х
ср
)


характеризует центр группирования случайной
велич
ины
(

Х
i

)

.




5


1.3.
Среднее квадратичное отклонение






,





(1.3)



Величина
(
σ
)

даѐт представление о характере рассеивания случайной
величины
(
Х
i
)

в пределах поля рассеивания
(
W
)
.



Компл
ексная оценка характера изменения
(
Х
)

может быть получена
с
помощью кривых распределения
.

Сущность метода заключается в
следующем.

В процессе обработки заготовок на настроенном станке проводится
измерен
ие контролируемого параметра Х для выборки 
n
, в объѐме не
менее 50 изделий.

Определяют поле рассеивания 
W
 и разделяют его на 7
-
15
интервалов предпочтительно нечѐтное число.

Рассчитывают

частоту
(
m
i
)

-

количество деталей попавших в

(
i
-
й
интервал и частость
(
Р
i
)
.






Р
i

=
m
i

/
n

,





(
1.
4)



По полученным данным строят столбчатую диаграмму
р
аспределе
ния
гистограмму
.

С
оединяют отрезками прямой середины верхних ступе
нек
столбцов.

Получают ломаную линию


полигон распределения или
эм
пирическую кривую распределения
.

Пример построения

показан на
рис.
1.
1.



Рис.1.1.Пример построения гистограммы распределения.


При бесконечно большом количестве деталей в выборке и

беско
нечно
малом размере интерва
л
ов полигон распределения превращается в плавную
кривую линию


теоретическую
кривую распределения, характеризуемую
функцией 
1.
5).

6




У 

f

Х
) ,






(
1.
5)

где: У


плотность вероятности появления размера Х .

Практическое применен
ие в машиностроении нашли следующие виды
функций распределения

-

функ
ция нормального распределения 
закон Гаусса;

-

функция Симпсона 
закон равнобедренного треугольника ;

-

функция Релея 
закон эксцентриситета
);

-

композиции


вышеперечисленных функций.



Кривая распределения является основной характеристик
ой
технологического процесса ТП
 в отношении точности  по

ана
ло
гии
с
индикаторной диаграммой ДВС .

Кривые распределения будут
совпадать,

если обработать две партии деталей при
н
еизмен
ных
услови
ях. При наличии
между ТП существенных расхождений, влияющих на точность обработки,
соответствующие кривые распределения будут отличаться либо
формой,

либо положением, либо тем и другим.



Сопоставив кривые распределения, можно в производственных
усло
виях наглядно представить

как отражается изменение того или иного
фактора на точность обработки.

Изменение параметров кривой
распределения может служить объективным критерием для оценки влияния
того или иного фактора на точность обработки.

Кривые распред
еления могут получиться самых различных форм, в т.ч.
многовершинные

см.

рис.
1.
2

а
. Сме
щение вершин может быть вызвано
:

-

повторной настройкой;

-

применением разного режущего или измерительного инструмента
(
штампа
 и др.

Некоторые варианты формы кривой р
аспределения показаны на
рис.
1.
2.


Рис.1.2.Варианты кривой распределения параметров точности.




На рис.
1.
2
б

показана кривая распределения, характерная для
параметров точности партии издел
ий предварительно
проконтролированных,

причѐм часть изделий, выходящая за пределы допуска, отбракована.

7




Недостатком метода является
отсутствие аналитического описания
протекающих процессов.

Применение перечисленных частных и комплексных характеристи
к
даѐт возможность решать ряд практических задач.

Например:

-

определение вероятного процента бракованных изделий в партии;

-

получение данных для расчѐта размерных цепей вероятностным методом;

-

получение данных для настройки станков на размер;

-

контроль

за точностью параметров обработки и др.


2.Порядок выполнения работы


2.1.Ознакомиться с основными параметрами статистической оценки
точности процессов механической обработки

(
пункт 1.


2.2.По указанию преподавателя собрать и систематизировать данные о
р
езультатах измерения параметра 
D
 по выборке из партии обработанных
заготовок.


Вариант 1.

В таблице 1
.1

представлены результаты измерений наружного диаметра
шейки ступенчатого вала.

Выборка в количестве 60 штук.

Для обработки
выбрать один из числовых ря
дов.


Вариант 2.

Провести замеры наружного диаметра втулки 
D
 с помощью
штангенциркуля. Количество

втулок в выборке


50 штук.

Измерения
выполняют в сечениях 1
-
1 и 2
-
2 см.

рис.
1.
3).





Рис.
1.
3.Эскиз втулки.





8


Та
блица

1
.1

Задания по статистической оценке точности обработки

Номер
измеренных
деталей

Номер варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Номинальные размеры и допуски измеряемого размера, мм

50r6

25d11

65s
7

52g7

162h11

28h
11

42h
12

48d
11

65h
8

120s
7

Действительные размеры деталей, мм

1

50,019

24,72

65,008

52,020

162,05

28,05

42,05

48,09

65,065

120,120

2

50,012

24,79

65,012

52,013

162,00

28,07

42,14

48,05

65,010

120,116

3

50,014

24,77

65,00
5

52,0
20

161,
95

28,11

42,
14

48,0
7

65,0
10

120,
114

4

50,019

24,81

65,00
5

52,0
16

161,
98

28,
11

42,
12

48,0
7

65,0
10

120,
110

5

50,010

24,81

65,00
5

52,0
20

161,
93

28,
12

42,
20

48,0
7

65,0
05

120,
108

6

50,004

24,77

65,00
8

52,0
22

161,
90

28,
06

42,
16

48,0
9

65,0
13

120,
110

7

50,014

24,83

65,00
8

52,0
16

161,
98

28,
13

42,
05

48,
11

65,0
07

120,
112

8

50,012

24,79

65,0
10

52,0
20

161,
95

28,
13

42,
26

48,0
5

65,0
13

120,
106

9

50,008

24,85

65,0
14

52,0
16

161,
98

28,
07

42,
23

48,0
5

65,0
07

120,
094

10

50,010

24,72

65,00
8

52,0
22

161,
90

28,
11

42,
20

48,0
7

65,0
14

120,
110

11

50,012

24,83

65,00
5

52,0
20

161,
86

28,
12

42,
08

48,0
7

65,0
06

120,
112

12

50,012

24,77

65,00
3

52,0
16

161,
95

28,
13

42,
25

48,0
3

65,0
17

120,
108

13

50,014

24,75

65,00
5

52,0
20

161,
93

28,
07

42,
23

48,0
3

65,0
16

120,
108

14

50,012

24,85

65,00
1

52,0
25

161,
93

28,
08

42,
00

48,0
3

65,0
11

120,
112

15

50,016

24,81

65,00
5

52,0
20

161,
90

28,
11

42,
21

48,0
5

65,0
11

120,
118

16

50,018

24,75

65,00
8

52,0
32

161,
90

28,
12

42,
16

48,0
5

65,0
16

120,
098

17

50,008

24,77

65,00
8

52,0
20

161,
91

28,
13

42,
08

48,0
3

65,0
17

120,
112

18

50,010

24,81

65,0
10

52,0
28

161,
86

28,
15

42,
20

48,0
1

65,0
19

120,
104

19

50,0
12

24,
79

65,0
10

52,0
20

161,
87

28,
11

42,
22

48,0
5

65,0
20

120,
120

20

50,0
12

24,
79

65,00
2

52,0
25

161,
85

28,
07

42,
17

48,0
3

65,0
13

120,
117

21

50,0
14

24,
83

65,00
2

52,0
13

161,
83

28,
11

42,
16

48,0
1

65,0
22

120,
107

22

50,0
12

24,
85

65,00
5

52,0
24

161,
94

28,
09

42,
16

48,0
5

65,0
13

120,
108

23

50,0
10

24,
79

65,00
5

52,0
21

161,
93

28,
08

42,
15

48,
11

65,0
14

120,
096

24

50,0
12

24,
79

65,00
8

52,0
29

161,
95

28,
09

42,
12

48,0
1

65,0
10

120,
113

25

50,0
06

24,
70

65,00
2

52,0
23

161,
96

28,
09

42,
16

48,0
5

65,0
24

120,
108

26

50,0
16

24,
79

65,00
2

52,0
26

161,
92

28,
10

42,
17

48,0
9

65,0
12

120,
088

27

50,0
10

24,
83

65,00
4

52,0
10

161,
93

28,
13

42,
11

48,0
9

65,0
14

120,
114

28

50,0
08

24,
75

65,00
0

52,0
15

161,
93

2
13
8,

42,
16

48,0
1

65,0
16

120,
112

29

50,0
16

24,
81

65,00
5

52,0
22

161,
91

28,
15

42,
28

48,0
7

65,0
18

120,
108

30

50,0
16

24,
79

65,00
8

52,0
12

161,
90

28,
13

42,
12

48,0
7

65,0
19

120,
104




9


Продолжение табл.1.1


№ дет.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

31

50,0
10

24,
77

65,00
8

52,0
24

161,
86

28,
09

42,
16

48,0
1

65,0
00

120,
117

32

50,0
18

24,
90

65,0
14

52,0
16

161,
87

28,
09

42,
20

48,0
9

65,0
28

120,
108

33

50,0
10

24,
79

65,0
11

52,0
27

161,
83

28,
11

42,
25

4
7
,
98

65,0
02

120,
092

34

50,0
18

24,
90

65,0
10

52,0
11

161,
90

28,
17

42,
21

48,0
9

65,0
16

120,
112

35

50,0
10

24,
79

65,0
01

52,0
17

161,
93

28,
11

42,
19

48,0
7

65,0
18

120,
103

36

50,0
10

24,
75

65,0
10

52,0
23

161,
92

28,
15

42,
24

48,0
7

65,0
12

120,
107

37

50,0
08

24,
83

65,0
02

52,0
30

161,
92

28,
14

42,
12

48,0
7

65,0
50

120,
112

38

50,0
19

24,
77

65,00
8

52,0
11

161,
93

28,
15

42,
14

4
7
,
97

65,0
08

120,
124

39

50,0
10

24,
81

65,00
8

52,0
09

161,
86

28,
17

42,
22

48,0
3

65,0
07

120,
110

40

50,0
16

24,
81

65,00
2

52,0
21

161,
85

28,
18

42,
24

48,0
5

65,0
16

120,
124

41

50,0
12

24,
77

65,00
8

52,0
15

161,
83

28,
11

42,
28

48,0
1

65,0
24

120,
108

42

50,0
18

24,
83

65,00
5

52,0
22

161,
84

28,
17

42,
14

48,0
3

65,0
20

120,
116

43

50,0
04

24,
79

65,00
2

52,0
20

161,
80

28,
09

42,
05

48,0
5

65,0
05

120,
12

44

50,0
12

24,
81

65,00
7

52,0
07

161,
95

28,
20

42,
12

48,0
1

65,0
28

120,
096

45

50,0
06

24,
79

65,00
2

52,0
16

161,
94

28,
18

42,
20

48,0
3

65,0
16

120,
108

46

50,0
10

24,
81

65,0
10

52,0
10

161,
96

28,
13

42,
14

48,0
5

65,0
19

120,
112

47

50,0
08

24,
75

65,00
3

52,0
22

161,
90

28,
12

42,
15

48,0
3

65,0
13

120,
102

48

50,0
14

24,
81

65,00
2

52,0
24

161,
90

28,
11

42,
21

48,0
3

65,0
17

120,
119

49

50,0
10

24,
77

65,00
5

52,0
15

161,
93

28,
10

42,
17

48,0
5

65,0
48

120,
109

50

50,0
06

24,
79

65,00
5

52,0
19

161,
92

28,
09

42,
22

48,0
0

65,0
34

120,
115

51

50,0
10

24,
79

65,00
7

52,0
05

161,
79

28,
09

42,
12

4
7
,
96

65,0
44

120,
111

52

50,0
02

24,
92

65,00
6

52,0
30

161,
75

28,
19

4
1
,
98

48,0
3

65,0
31

120,
090

53

50,0
14

24,
77

65,00
7

52,0
20

161,
93

28,
07

42,
16

48,0
2

65,0
16

120,
109

54

50,0
12

24,
81

65,00
9

52,0
18

161,
00

28,
13

42,
18

48,0
0

65,0
20

120,
100

55

50,0
20

24,
79

65,00
9

52,0
16

161,
95

28,
15

42,
19

48,0
6

65,0
28

120,
110

56

50,0
10

24,
83

65,00
6

52,0
14

161,
94

28,
13

42,
23

4
7
,
98

65,0
03

120,
118

57

50,0
12

24,
79

65,00
7

52,0
20

161,
91

28,
14

42,
25

48,0
7

65,0
10

120,
114

58

50,0
16

24,
79

65,00
4

52,0
17

161,
90

28,
16

42,
18

48,0
5

65,0
37

120,
098

59

50,0
10

24,
75

65,00
4

52,0
12

161,
86

28,
11

42,
19

48,0
5

65,0
00

120,
109

60

50,0
12

24,
87

65,00
6

52,0
18

161,
02

28,
11

42,
13

48,0
3

6
4
,
97

120,
085


2.3.В соответствии с вариантом исходных данных пункт 2.2 провести
р
асчѐт статистических параметров выборки:

-

диапазон рассеивания размера 
формула 1
.1
),
(
W
)
;

-

среднее арифметическое значение размера формула

1.
2),
(
X
ср
)
;

-

среднее квадратичное отклонение размера формула

1.
3),




Рекомендуемая форма для поэтапн
ого

расчѐта представлена табл.1.2

10


Таблица 1.2

Форма для расчѐта статистических показателей


W
,мм

,

мм

X
ср
,

мм


σ
,

мм










Построить гистограмму и полигон распределения

ко
нтролируемо
го
размера:

-

разделить диапазон рассеивания размера

(
D
)

на 7
-
15 интервалов;

-

определить количество деталей, попавших п
о размерам в каждый интервал
(
m
 и частость их попадания формула

1.
4
);

-

занести результаты в табл.
1.
3
;

-

построить на одном графике сначала гистограмму, а затем полигон
распределения размера

(
D
)

(
по образцу ри
с.
1
.1
).

Таблица

1.
3

Расчѐт параметров о
пытного распределения

Номер
интервала

Диапазон размеров
интервала
,
мм

Частота,
m

Частость, р

1




2




3




4




5




6




7




8




9




10




11




12




13




14




15





3.Заключение


3.1.Выполнить анализ формы опытной кривой

ра
спреде
ления.

Сделать
заключение о характере первичных факторов,

фо
рмирую
щих
суммарную
погрешность обработки.

Рекомендовать предполагаемую форму
теоретической кривой распределения.

11


3.2.Оценить возможность исправления брака при

необходи
мости.

Очевидно,

что брак
имеет место
,

когда размер детали либо боль
ше верхнего
предела допуска Т
в
, либо меньше нижнего Т
н
)
.


Контрольные вопросы.

1.Назовите основные статистические параметры поля рассеивания случайной
величины.

2.Назовите основные условия применимости закона ра
спределения Гаусса.

3.Как перейти от эмпирической кривой распределения к теоре
тической
?
























12


ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2

БАЗИРОВАНИЕ ЗАГОТОВОК


ПРИ

МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
НА СТАНКАХ

Цель работы



получение практических навыков выбора и раз
работки схем
базирования и закрепления заготовок изделий при установке на
металлообрабатывающих

станках.


Задание
-


выбрать и разработать схемы баз
ирования и закрепления
за
готовок, обеспечивающие получение размеров с требуемой точностью по
чертежу ука
занному преподавателем.


Исходные материалы



чертежи эскизы деталей с указанием
технологических требований.


1.Основные положения теории базирования

Базирование


это придание заготовке или изделию требуемого
поло
жения
относительно выбранной системы ко
ординат ГОСТ 21495
-
76).

База


это поверхность или сочетание поверхностей,

ось или точка,
принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования.

Известно, что всякое твердое тело имеет в пространстве 6 степеней
свободы относительно выбранно
й системы координат: поступательные
движения вдоль координатных осей и вращательные движения вокруг
каждой из них. Обеспечение неподвижности заготовки в выбранной системе
координат достигается наложением 6 двусторонних геометрических связей.
Для создания с
вязей нужен
комплект баз


совокупность трѐх баз,
образующих систему координат заготовки или изделия.

Если заготовка
должна иметь определенное количество степеней свободы, то
соответствующее число связей снимается. Например, при обточке вала на
станке его
необходимо закрепить и в то же время обеспечивать вращение.
При базировании вал будет лишен только 5 степеней свободы, а шестая
степень свободы


вращение вокруг собственной оси


остается.

Связь заготовки с системой координат двустороннюю связь
символ
изирует
опорная точка.

Точность размещения заготовки зависит от
выбранной
схемы базирования
, т.е. схемы расположения опорных точек на
базах заготовки. Опорные точки на схеме базирования изображают
условными знаками и нумеруют порядковыми номерами, начиная
с базы, на
которой располагается наибольшее количество опорных точек.

Технологические базы

(
ТБ
, о которых идет речь в работе,
используются для определения положения за
готовки в процессе
изготовления
. По количеству лишаемых степеней свободы выделяют
уста
новочную, направляющую, двойную направляющую, опорную, двойную
опорную базы.

13


При базировании возможны
явные

и
скрытые

базы. Явные базы


это
реальные поверхности, разметочные риски, точки пересечения рисок у
заготовок. Скрытые базы


воображаемые плоскост
и, оси, точки у заготовок.

Выбор баз при механической обработке заготовки следует проводить с
учетом трех основных принципов базирования:
совмещение
конструкторской, технологической и измерительной баз;
постоянство
технологических баз;
надѐжность

баз.


На
первом установе за технологическую базу принимается
необработанная поверхность заготовки, так называемая
черновая база,

которая должна использоваться только один раз. На последующих стадиях за
базу принимают обработанные поверхности заготовки.

На схемах ус
тановки заготовок, применяемых в операционных эскизах,
для упрощения изображения используют обозначения
опор

и
зажимов

согласно ГОСТ 3.1107
-
81.


2.Порядок выполнения работы

2.1. Повторить основные положения теории базирования пункт 1.

2.2. Ознакомитьс
я с вариантом станочного приспособления, указанным
преподавателем из табл.2.1 столбец 2.



На отдельном листе формат А4 изобразить эскиз заготовки в
пропорциях выбранного варианта столбец 3 табл.2.1.Определить
положение и привести характеристик
у баз. Сделать необходимые пояснения
и обозначения на эскизе и свободном поле листа. Разместить опорные точки
и выделить их цветом.


2.3. На отдельном листе разработать схему установки заготовки в станке
приспособлении, используя эскиз варианта по пункт
у 2.2. При выполнении
задания использовать графические обозначения опор, зажимов и
установочных устройств по ГОСТ 3.1107
-
81.Указать точки приложения и
направления сил закрепления.

2.4. Изучить вариант задачи, указанный преподавателем по табл. 2.2.
Разраб
отать схему базирования заготовки на отдельном листе. Назначить
комплект баз, определить количество и обозначить геометрические связи
через опорные точки.

Выполнить на отдельном эскизе схему установки
заготовки в станке приспособлении. Оз
накомиться с к
онструктивным
вариа
нтом реализации схемы

столбец 4.Предложить варианты иных
технических решений с разработкой эскиза.


2.5.Провести анализ разработанных схем базирования согласно
классификации. Указать на эскизах наименование баз по назначению, по
колич
еству лишаемых степеней свободы, по характеру проявления. Оценить
соблюдение принципов базирования:

совмещения,

постоянства и надѐжности
баз.

Сделать необходимые записи на эскизах.





14


3.Заключение

Результаты должны быть представлены графически в виде схем

базирования
заготовок, установочных эскизов, эскизов технических решений с
необходимыми пояснениями.

Формат изображений
-

(
А4
).


Пример:

Выбрать и разработать схему базирования детали, показанной на рис.2.1.


Рис.
2.
1. Чертеж детали

При растачивании отверстия 
d)

необходимо выдержать:

-

размер 
a);

-

параллельность оси отверстия плоскости 
A)
;

-

перпендикулярность оси отверстия 
d
)

к плоскости 
Б;

-

симметричность отверстия о
тносительно наружного контура 
В
).

Для того чтобы выдержать размер 
а

и параллельность оси отверстия
плоскости 
А
, необходимо зафиксировать положение поверхности 
А

относительно инструмента, т.е. принять ее в качестве
установочной
базы.

Требование пер
пендикулярности оси отверстия к плоскости 
Б,

обеспечивается в том случае, если плоскость 
Б

принять в качестве
направляющей базы.

Для выполнения требования симметричности отверстия относительно
наружного контура следует принять плоскость симметрии заго
товки в
качестве скрытой опорной базы, что легко реализовать, используя в
приспособлении вертикальный зажим в виде призмы.

Поставленная задача решается при использовании комплекта из трех
баз: явной установочной I; явной направляющ
ей II и скрытой опорн
ой
(III
. На рис.2.2 изображена предлагаемая схема базирования к расчѐтному
случаю рис.2.1.



15



Рис.2.2. Схема базирования

При выполнении схемы базирования на карте эскизов необходимо
собл
юдать следующие требования ГОСТ 3.1105
-
84:

-

изобразить контуры поверхностей обрабатываемой заготовки с минимально
необходимым количеством проекций;

-

нанести символы условных обозначений опорных точек на технологические
базы;

-

поверхности, обрабатываемые

на принятом установе, изобразить
утолщѐнной линией или цветом и обозначить ар
абскими цифрами в
окружности диаметром 68мм
, соединѐнной прямой линией с
поверхностью;

-

на обрабатываемых поверхностях необходимо указать размеры с
предельными отклонениями

и условными обозначениями шероховатости
для разрабатываемой операции;

-

на одном бланке операционного эскиза разрешается изображать схемы для
нескольких установов одной технологической операции.



На рис.

2.3 показан пример оформления операционного эски
за
заготовки с элементами базирования при растачивании отверстия.


Рис.2.3.Пример оформления эскиза установки заготовки

16



Контрольные вопросы

1.Что такое базирование, базы, комплект баз, опо
рная точка,
закрепление, установ?

2.Что такое погрешность базирования, погрешность установки?

3.Как практически осуществляется наложение связей на заготовку при еѐ
установке на станке?

4.По каким признакам классифицируются базы?

5.Чем о
тличается схема базирования от схемы установки?

6.Что такое определѐнность базирования?


Таблица 2.1.

Распространѐнные схемы установки заготовки


п/п

Варианты конструк
ции
приспособления с закреплѐнной
заготовкой


Эскиз заготовки


1


2


3


1.

Установка заготовки по плоскости
основания и двум боковым сторонам







2.

Установка заготовки по плоскости на
магнитной плите





17


Продолжение таблицы 2.1.

3.

Установка заготовки по плоскости и
двум отверстиям






4.

Установка вала в трѐхкулачковом
самоцентрирующем
ся

патроне






5.

Установка диска в трѐхкулачковом
самоцентрирующем
ся

патроне





6.

Установка вала в центрах







18


Продолжение таблицы 2.1.


7.

Установка вала в призме






8.


Установка втулки на цилиндрической
оправке с зазором






9.


Установка втулки на разжимной
оправке без зазора












19


Таблица 2.2

Разработка схем базирования

Возможная реализация схемы

4
















Эскиз заготовки

3
















Задача

2

При фрезеровании паза шириной
h

выдержать размеры
a

и
b
,
параллельность оси паза
относительно оси Б, а дна паза


относительно основания А.





1


1


20


Продолжение табл.2.2


Возможная реализация схемы

4







Эскиз заготовки

3








Задача

2

При обработке отверстия
d

в диске
выдержать размеры
а

и
b

и
обеспечить перпендикулярность
оси отверстия
d

относительно
поверхности А.




1


2



21


Продолжени
е
таблицы 2.2


Возможная реализация схемы

4








Эскиз заготовки


3








Задача


2


При обработке поверхностей
диаметром
d
1

и
d
2

обеспечить их
соосность и выдержать размер
а
.





1


3


22



Продолжение


таблицы 2.2.



Возможная реализация схемы

4






Эскиз заготовки


3













Задача


2


При расточке отверстия
d

выдержать размер
а
,
параллельность оси
отверстия к
плоскости А, перпендикулярность
оси отверстия к плоскости Б в
сечении
I
-
I
, симметричность
отверстия о
тносительно
наружного контура.






1


4


23


Продолжение таблицы 2.2.


Возможная реализация схемы

4












Эскиз заготовки

3











Задача


2


Обработать с применением
кондуктора отверстия
d
1

и
d
2

во
втулках рычага, обеспечив
выполнение следующих
требований: перпендикулярность
осей отверстий к плоскости А и
симметрично
сть отверстий
относительно общей плоскости
симметрии втулок рычага.





1


5



24



Продолжение таблицы 2.2


Возможная реализация схемы

4














Эскиз заготовки


3













Задача


2

Обработать с применением
кондуктора отверстия
d
1

и
d
2

во
втулках рычага, обеспечив
выполнение следующих
требований: перпендикулярность
осей отверстий к плоскости А и
симметрично
сть отверстий
относительно плоскостей
симметрий втулок
X

и
Y
.




1


6


25




Продолжение таблицы 2.2


Возможная реализация схемы

4















Эскиз заготовки


3














Задача


2


Обработать с применением
кондуктора отверстия
d
1

и
d
2

во
втулках рычага, обеспечив
выполнение следующих
требований: перпендикулярность
осей отверстий к плоскости А,
симметричнос
ть отверстий
относительно плоскости
симметрии втулок Х и соосность
отверстия
d
1

относительно
наружной поверхности втулки
D
1
.




1


7


26



Продолжение таблицы 2.2


Возможная реализация схем
ы

4














Эскиз заготовки


3













Задача


2

Обработать с применением
кондуктора отверстия
d
1

и
d
2

во
втулках рычага, обеспечив
выполнение следующих
требований: перпендикулярность
осей отверстий к плоскости А,
симметричнос
ть отверстий
относительно плоскости
симметрии втулок Х и
постоянство толщины
s

стенки
левой втулки.




1


8


27


ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3


ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ БАЗИРОВАНИЯ
ЗАГОТОВОК ПРИ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ


Цель работы



получение студентами практических навыков определения
погрешности базирования при типовых схемах установки заготовок.

Задание
:




изучить методику определения погрешности базирования;


-

выполнить расчѐты погрешности д
ля схем и
параметров,

указанных
преподавателем.



1.Общие положения.




Погрешность базирования

ε
б
)

возникает при

изменени
и

положения
измерительной базы

относительно
технологической
вследствие
невозможности совмещения основных конструкторских и техно
логических
баз, технологических трудностей и других причин
.

На рис.3.1 показаны
варианты размещения измерительной базы 
ИБ
 при различной схеме
задания
конструктором контроли
руемого размера и постоянном положении
технологической базы

(
ТБ
).



Рис.
3.
1.Фрезерование лыск
и

на вале
:
1
-
заготовка;2
-
фреза
.




Величина

ε
б
)

равна сумме погрешности размеров,
соединя
ющих
измерительную и технологическую базу

©базисные разме
ры

в
нап
равлении выдерживаемого размера. Погрешность базирования имеет
место только при работе на настроенных станках, т.е. когда

партия заготовок
обрабатывается при неизменном заранее установленном относительном
положении инструмента и заготовки.



Основны
е формулы

для определения ε
б
)
приве
дены в справочной
литературе / 1/
. Правильное

использование
этих зависимостей в реальных
схемах требует понимания методики расчѐта.


Поверхности, по которым базируют заготовку,

несмотря на многообразие
конструкций,

имеют как правило
плоскую, цилиндрическую
или

28


коническую

форму.

Встречаются также комбинированные варианты.

Рассмотрим основные схемы.


2.Методика расчѐта.

2.1.
Установка на плоскости
.



На рис.3.2а показана схема обработки призматической заготовки

пут
ѐм фрезерования поверхности 
М
)
с обеспечением размера 
а
) .



Рис.3.2.Фрезерование плоскости
:

1
-
заготовка, 2
-
фреза.




В качестве технологической и измерительной базы использована
поверхнос
ть 
N
),

установленная на неподвижной опоре.

Так как
измерительная и технологическая база совмещены д
ействительная
пог
решность базирования

ε
б
)
= 0.



Возможна ситуация, когда основ
ная конструкторская база не сов
падает
с технологической базой и констру
ктор вынужден задать

параметр контроля
положения поверхности

(
М
)

через размер
в

схема рис.3.2.б.

В этом случае
измерительная база поверхность

К
 смещена относительно технологической
базы поверхность
N
)

в направлении выдерживаемого размера 
в
 на
расс
тояние
С
.

Значение размера 
С
)
имеет свой допуск 
Т
с
).



Величина Т
с
 и составит д
ействительное значение

ε
б
),

так

как
размер
С

параллелен направлению выдерживаемого размера 
в
).


Пример расчѐта рис.3.2.


Схема рис.3.2.а.

Исходные данные:

-

к
онтролируемый размер а  30
-
0,15

мм.;

-

предусматривается предварительное фрезерование по 10 квалитету
точности


ε
б
)
= 0.




Представ
ляет интерес сравнение ε
б
)

с допустимым значением
погрешности базирования
[
ε
б
]
, которое может быть
определено в первом
приближении по формуле 3.1.

29






[
ε
б
]

 Т
-



,

(3.1)


где Т
-

поле допуска выдерживаемого размера по чертежу;




-

средняя э
кономическая точность обработки.

Для рассматриваемого случая


[
ε
б
]

= 0,15


0,10  0,05 мм.


Так как ε
б
 точность размера 
а
 при обработке обеспечивается.


Схема
рис.3.2.
в.

Исходные данные:

-

при тех же условиях обработки выдержать размер 
в
) = 20
-
0,20

мм.

Положение измерительной базы поверхность
К
 определяется
размером

(
С
)

= 50
-
0,20

мм.

Погрешность базирования составит формула 3.2





ε
б

=
Т
с
 0,2мм

[
ε
б
]

= 0,20


0,10 = 0,10

мм


(3.2)


Условие обеспечения точности размера 
в
 не выполняется.

Для изменения ситуации, из равенс
тва 3.1, можно рекомендовать
следующие мероприятия:

-

увеличить

допуск на размер
в;

-

уменьшить допуск на размер 
С
)
;

-

и
зменить схему базирования например
,

схема рис.3.3 или другие варианты
по усмотрению студента.


Рис.
3.
3.
Схема станочного приспособления
:
1
-
клин,

2
-
неподвижный у
п
ор
.



2.2.Установка
на

призм
е.

30


Рассмотрим случай установки заготовки на призме по наружной
цилиндрической поверхности для изготовления паза. Способ обработки

-

фрезерование. Схема установки показана на рис.3.4.


Рис.
3.
4.Установка заготовки на призме
:

1
-
заготовка, 2
-
призма.


По конструктивным соображениям может потребоваться

соблюде
ние
любого из размеров

(
h
,
m
)

или

(
n
).
Измерительная база при этом

будет также
менять положение точки
С,

А

и
В
).



Схема базирования ц
илиндров и дисков с помощью призмы

является основной. Расчѐтные случаи для других способов установки
являются
частными.


2.2.1.Требуется выдержать размер


(
h
)
.

Измерительная база


ось заготовки, проходящая через точку С.
Технологическая база


линия, параллельная оси заготовки, проходящая
через точку О.В соот
ветствии с п.1 необходимо опре
делить погрешность
проекции размера соединяющего точкиО и С

на направление
выдерживаемого размера 
h

-

отрезок МС
.

Получим

МС  ОС

cos
γ



Из треугольн
ика ОСК находим отрезок ОС.


ОС

=
СК

/
sin

α
/
2)

=
D

/ 2
sin
α
/
2)
,

где α

-

угол призмы, град;


D

-

диаметр заготовки,

мм.

Следовательно



МС

=
D



cos
γ

/ 2
sin
α
/
2)
,




(
3.3
)



31


Примем допущение о
том, что параметр установки γ
 и
приспо
собления α
 я
вляются постоянными величинами
,

что логически
объяснимо
.

В этом случае погрешность размера МС действите
льная
погрешность базирования ε
б
 зависит от одной пере
менной 
D
)
.

Полный
дифференциал функции 3.3 позволяет получить итоговую зависимость
(3.4).








(3.4)


где
Т
D


-

допуск на размер
D
.


За
дание.

1.Определите погрешность базирования:

-
при γ

= 0
°
;

-
при γ

= 45
° и

α
= 90
°
;

-
при γ

= 90
°
.

2.Установка за
готовки в самоцентрируещем приспособлении
самоцентрирующий патрон, самоцентрирующие тиски и т.д. является
частным случаем схемы рис.3.4.

Приведите значение

ε
б
 для схемы

рис.3.5
.

размер
h
).


2.2.2.Требуется выдержать размер



(
m
)
.




Положение изме
рительной базы точка А относительно
технологической точка О определяется вектором ОА. Проекцией вектора
на направление выдерживаемого размера

(
m
)

является отрезок МА.



МА  СМ


СА.


Из треугольника ОСМ получим



,






СА 
D
/2
.

Следовательно


.


При допущениях п.2.2.1.

32









(3.5)


Задание.

1.

При каких значениях

α
)

и
γ
)

погрешность базирования равна нулю?

2.

Определите погрешность базирования при выдерживании размера

(
m
 для
схемы рис.3.5.



Рис.
3.
5.

Схема базирования на призме.


2.2.3.Требуется выдержать размер



(
n
).



Положение измерительной базы точка В относительно
технологической точка О определяется вектором ОВ. Проекция ОВ на
направление вы
держиваемого размера равна отрезку МВ.


При допущениях п.2.2.1.








(3.6)


Задание.

1
.
Определите
погрешность базирования при γ
0
° и α
180
° 
по размеру
n
)
.

33


2.

Требуется просверлить отверстие в шайбе и выд
ержать размер
m

рис.4.6а.

При помощи зависимостей 3.4,

(3.5),

3.6 сравните две схемы
кондукторов, изображѐнных на рис.3.6.б и 3.6
.
в.


Рис.
3.
6.Варианты конструкции кондуктора.


2.3.Ус
тановка по коническому отверстию.



Расчѐтная схема показана на рис.3.7.Требуется проточить
цилиндрическую поверхность 1 и торцевую поверхность

2 выдержав
размер
а.


Рис.
3.7
.Схем
а базирования по конусу:15
-
поверхности заготовки;


4
-

элемент токарного приспособления.


Вектор ОА, соединяющий измерительную поверхность 3 и
технологическую базу точка О расположен параллельно

выдерживаемому
размеру 
а
)
и определяется следующим соот
ношением




,

где



После подстановки

получим

3
4




,


где
k



конусность.

При допущениях п.2.2.1.







(3.7)


Задание.

1.

Определите действительную погрешность базирования для схемы

рис.3.8.




Р
ис.
3.8
.Схема базирования заготовки с центрированием

по плавающему центру.


2.Получите зависимость для определ
ения действительной погрешности
базирования по схеме рис.3.7 с выдерживанием размера 
в
).

3.Определите дейст
вительную погрешность

базирования для схем установки
приведѐнных на рис.3.9 а,

б,

в.








35



а базирование в центрах



б базирование на оправку: без зазора

ε
б
L

= ?





с зазором
(

з
)


ε
б
L

=
?



в базирование н
а плоской поверхности


Рис.3.9. Схемы базирования заготовок


36


Библиографический список


1.Справочник технолога машиностроителя. В 2т. / Под ред.

А.Г.

Косиловой и
Р.К.Мещерякова. М.: Машиностроение,

1985. Т.1.656с.; Т.2.496с.

2.ГОСТ 3.1107
-
81.Опоры, зажимы и

установочные устройства.

3.ГОСТ 21495
-
76. Базирование и базы в машиностроении.








ОГЛАВЛЕНИЕ


Практическое занятие №1

Оценка точности изготовления деталей
статистическими методами

...
.............
4

Практическое занятие №2

Базирование з
аготовок при механической
обработке на станках .


..
12

Практическое занятие №3

Определение погрешности базирования
заготовок при механической обработке.

.
27

Библиографический список


.
36



Приложенные файлы

  • pdf 4415621
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий