Лекции по организации технологии производства

Изделия и виды изделий 1. Виды изделий в соответствии с ГОСТ 2.101-68 2. Производственный процесс 3. Технологический прочес, его понятие, определение в соответствии с ГОСТ 3.1109-82 4. Технологические операции
5. Элементы технологической операции 6. Типы производства в машиностроении и их характеристика ① Изделием называют любой предмет или набор предметов производства, которые подлежат изготовлению на предприятии. Изделием являются различные машины, механизмы, агрегаты или отдельные детали. Изделия, изготовляемые для поставки или реализации, относят к изделиям основного производства. К изделиям основного производства относят те, которые поставляются и используются самим предприятием. Изделия, которые изготовляются предприятием, но не реализуются, а используются только внутри предприятия, называют изделиями вспомогательного производства. В зависимости от наличия или отсутствия в изделиях составных частей они подразделяются на неспецифицированные и специфицированные (сборочные единицы, комплексы и комплекты, т.е. изделия, которые состоят из двух и более частей). В соответствии с ГОСТ 2.101-68 установлено 4 вида изделий: 1. Детали – изделия, которые изготовлены из однородных по наименованию и марке материалов без применения сборочных операций. 2. Сборочные единицы – изделия, составные части которых подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе путем сборочных операций (свинчивание, сварка, склейка и т.д.) 3. Комплексы – изделия, два и более, которые не соединяются между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначены для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. 4. Комплекты – два и более изделий, которые не соединены на предприятии-изготовителе сборочными операциями, представляют набор изделий, которые являются общими по эксплуатационному назначению вспомогательного характера. ② Производственный процесс – совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта продукции (ГОСТ 14.004-83). Производственные процесс осуществляется на предприятии, которое характеризуется преимущественным применением методов технологии производства при выпуске изделий. Состав цехов и служб предприятия с указанием связей между ними определяет структуру производства. Элементарной единицей структурного подразделения на предприятии является рабочее место. На рабочем месте размещаются исполнители, технологическое оборудование, оснастка и предметы труда. Производственный участок представляет собой группы рабочих мест, которые организованы или по предметному, или по технологическому, или по предметно-технологическому принципу. Совокупность производственных участков образует цех. ③ Технологический процесс – часть производственного процесса, который содержит целенаправленные действия по изменению и определению состояния предмета труда. К предметам труда относят заготовки и изделия. Технологический процесс может быть отнесен к изделию, или к его составной части, или к методам обработки, формы образования и сборки (ГОСТ 3.1109-82). Технологический процесс представляет совокупность различных операций, в результате выполнения которых изменяются размеры, форма, свойства предметов труда или выполняется соединение деталей в сборочные единицы изделия и выполняется контроль требований чертежа и технических условий. ④ Технологическая операция – законченная часть технологического процесса, которая выполняется на одном рабочем месте. Операция является основным элементом производственного планирования и учета. На выполнение операций устанавливают нормы времени и расценки; по ним определяют трудоемкость и себестоимость процесса, необходимое количество производственных рабочих и средств технологического оснащения. ⑤ Операция включает следующие элементы: Технологический переход – законченная часть технологической операции, которая выполняется одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке. Переходы могут выполняться путем удаления одного или нескольких слоев материалов за один или за несколько рабочих ходов. В отличие от рабочего хода мы имеем вспомогательный ход. Рабочий ход – однократное перемещение инструмента относительно заготовки, которое сопровождается изменением его размеров, форм и свойств. Однократное перемещение инструмента относительно заготовки, которое необходимо для подготовки рабочего хода, называют вспомогательным ходом (холостым ходом). Все действия рабочего, совершаемые при выполнении технологического перехода, разделяют на отдельные приемы. Приемом называется законченная совокупность действий человека, применяемая при выполнении перехода или его части и объединенная одним целевым назначением. В операцию входят закрепление заготовок, смена инструментов и другие части процесса. Они не сопровождаются изменением размеров или состояния предметов труда, но необходимы для выполнения операций, и их называют вспомогательными переходами. ⑥ Производство товарной продукции, выпускаемые предприятием, называется основным производством. Для выпуска продукции – это число изделий определенных наименований типа размеров и исполнений, изготовляемых и ремонтируемых предприятием или его подразделением. Программа выпуска – это установленный для данного предприятия перечень изготавливаемых или ремонтируемых изделий с указанием объема выпуска по каждому наименованию на планируемый период. Производственная партия – это предметы труда одного наименования и типа размера, которые запускаются в обработку в течение определенного интервала времени при одной и той же подготовке на операцию. Интервал времени от начала до окончания производственного процесса изготовления изделия, называется производственным циклом. Серия изделий – это изделия, которые изготавливаются по конструкторской или технологической документации без изменений ее обозначений. В зависимости от номенклатуры регулярности, стабильности и объема выпуска продукции различают 3 типа производства: - единичное - серийное - массовое Характеристика их определена ГОСТ14.004-82. Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций Кз.о. Кз.о.= О/Р = число всех различных технологических операций, выполняемых в течение определенного периода / число рабочих мест. Если Кз.о. > 40 – единичное производство Если 40 ≤ Кз.о.≤1 – серийное производство Если Кз.о.=1 – массовое производство Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий и как правило одинаковых изделий и как правило повторное их изготовление не предусматривается (индивидуальный заказ). На рабочих местах в единичном производстве выполняются самые разнообразные операции. Оборудование универсальное, технологические приспособления стандартные, унифицированные, однако, если выполнять операцию на универсальном приспособлении невозможно, то могут быть использованы специальные. Рабочие имеют высокую квалификацию.
Серийное производство характеризуется изготовлением изделий периодически повторяющихся партиями и в зависимости от значения коэффициента закрепления операции различают - мелкосерийное - среднесерийное - крупносерийное производство Согласно ГОСТ 3.1121-84 принято
20 10 1В мелкосерийном производстве изделия изготавливают сериями, заготовки обрабатывают партиями. Процесс построен по принципу дифференциации операций. Оборудование в серийном производстве может быть универсальным, специальным, специализированным, автоматизированным, а также могут использоваться агрегатные станки. Оборудование может быть установлено либо по групповому либо по поточному признаку. Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, которые изготавливается непрерывно в течение продолжительного времени и как правило на одном м том же рабочем месте выполняется одна операция. Используется высокопроизводительное оборудование. Есть только специальное, специализированное оборудование, многошпиндельные автоматизированные и полуавтоматизированные, автоматические линии и автоматизированные производственные системы, управляемые от ЭВМ. При этом используют поточную организацию производства. Поточная организация производства характеризуется расположением средств технологического оснащения в последовательности выполнения операций с определенным интервалом выпуска изделий. Основной элемент поточного производства – это поточная линия. Для передачи предмета труда с одного рабочего места на другое применяются специальные транспортные средства. При проектировании технологических производств для поточного производства определяют такт выпуска – интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий или заготовок определенных наименований. Т=60* Fg*η / N, где Т – такт выпуска, Fg – действительный фонд времени на планируемый период; η – коэффициент, учитывающий потери по организационно техническим причинам или от переналадки оборудования; N – программа выпуска изделий на этот период. Величина, обратная такту, называется ритмом выпуска, то есть число изделий в единицу времени. Существует две формы организации поточного производства: 1. непрерывно-поточное 2. прерывно-поточное или прямоточное В первом рабочие места располагают в порядке выполнения технологического процесса, образуя поточную линию. Каждая операция закреплена за определенным рабочим местом. Предмет труда перемещается непрерывно с одного рабочего места на другое не задерживаясь. Нормы времени на выполнение операций должны быть равны или кратны такту (ритму). Во второй форме производства рабочие места также расположены в порядке выполнения технологического процесса, однако длительность выполнения операций может быть не равна такту (не кратна), поэтому движение предметов при выполнении некоторых операций будет происходить с перерывом. Могут быть пролеживания или простои рабочих мест. Также случаи возможны когда не удается произвести синхронизацию операции. Согласно ГОСТ 14.312-74 в зависимости от номенклатуры одновременно изготавливаемых изделий поточные линии подразделяются на однономенклатурные и многономенклатурные. Дальнейшее совершенствование поточного производства приводит к созданию автоматических линий, на которых все операции выполняют с установленным тактом на рабочих местах. Оснащены автоматизированным и автоматическим оборудованием. Транспортирование предметов труда осуществляется автоматически в специальных приспособлениях-спутниках. Высшей формой организации является развитие автоматизированного производства в виде гибких производственных систем. Качество продукции 1. Основные понятия и определения качества продукции 2. Показатели для оценки качества продукции 3. Методы определения показателей качества продукции 4. Оценка качества продукции в соответствии с ГОСТ 15467-79 ① В соответствии с ГОСТ 15.467-79 под продукцией понимается материализованный результат процесса трудовой деятельности, обладающий полезными свойствами, полученный в определенном месте за определенный интервал времени и предназначенный для использования потребителями в целях удовлетворения их потребностей как общественного, так и личного характера. Изделие является частным случаем единицы промышленной продукции. Продукция имеет множество различных свойств, которые проявляются при создании, эксплуатации или потреблении или при разработке, производстве, испытании, хранении, транспортировании, техническом обслуживании, ремонте и использовании. Все свойства продукции условно разделяются на простые и сложные. Сложные свойства состоят из совокупности простых. Качество продукции – это совокупность свойств продукции, которые обуславливают ее пригодность удовлетворять определенным потребностям в соответствии с ее назначением. ② Показателем качества продукции называют количественную характеристику одного или нескольких свойств продукции, составляющих ее качество, которое рассматривается применительно к определенным условиям ее создания и эксплуатации или потребления. Номенклатура показателей качества зависит от назначения продукции. Единичный показатель качества продукции – показатель, характеризующий одно из ее свойств. Комплексный показатель характеризует несколько ее свойств. Примером комплексного показателя качества продукции служит коэффициент готовности Кг, который для определенного вида изделий определяется по формуле: где Т – наработка изделия на отказ Тв – среднее время восстановления Интегральный показатель качества продукции U позволяет с экономических позиций определить совокупность свойств изделия. Он определяется отношением суммарного полезного эффекта эксплуатации или потребления продукции (Э) к суммарным затратам на создание (Зс) и эксплуатацию продукции (Зэ): Величина, обратная интегральному показателю качества продукции, называется удельными затратами на единицу эффекта. Показатели Единичные Комплексные относительные базовые определяющие групповые интегральные Определяющим называют показатель, по которому принимают решение оценивать качество продукции. Он может быть единичным и комплексным. Комплексный определяющий показатель называют обобщенным показателем качества продукции. Комплексный показатель, отнесенный только к одной группе свойств продукции, называют групповым. Метод оценки качества продукции, при котором значение показателей определяют с использованием законов математической статистики, называют статистическим (или статическим).
К качественным характеристикам продукции относят формы изделия, способы крепления и соединения деталей, наличия определенных покрытий и т.д. Количественным признаком продукции является параметр, характеризующий любые свойства продукции количественно. Базовые значения показателей качества продукции принимают за основу при сравнительной оценке качества. За базовые показатели могут приниматься значения показателей качества лучших отечественных и зарубежных образцов, по которым имеются достоверные данные об их качестве и планируемые значения показателей перспективных образцов. Относительные значения показателей качества продукции определяются отношением значения показателя качества оцениваемой продукции к базовому значению этого показателя.
По ГОСТ 15467-79 даны определения предельного оптимального и допустимого отклонений по показателям качества продукции. Оптимальный показатель качества продукции – это такой, при котором достигается либо наибольший эффект от эксплуатации или потребления продукции при заданных затратах на ее создание и эксплуатацию, либо заданный эффект при наименьших затратах, либо наименьшее отношение эффекта к затратам. Уровень качества продукции определяется относительной характеристикой качества, основанной на сравнении значений показателей качества оцениваемой продукции к базовым значениям соответствующих показателей. Технический уровень продукции определяется относительной характеристикой, основанной на сопоставлении значений показателей, характеризующих техническое совершенство оцениваемой продукции с соответствующими базовыми показателями. Для оценки уровня качества продукции определена группа номенклатур (ГОСТ 22851-77). Эта группа включает следующие показатели: 1) назначение 2) надежность 3) эргономические показатели 4) эстетические показатели 5) технологичность 6) транспортабельность 7) стандартизация и унификация 8) патентно-правовые показатели 9) безопасность Надежность – один из основных показателей качества продукции. Это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Надежность включает безопасность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Основным понятием, которое используется в определении надежности является отказ – событие, которое заключается в нарушении работоспособности объекта или это такое состояние, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует требованиям нормативно-технической документации. Безотказность – это свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки, которые определяются продолжительностью или объемом работы объекта. Экономические показатели представляют собой группу показателей, которые характеризуют затраты на разработку, изготовление или эксплуатацию продукции. ③ Установлено 6 методов определения показателей качества продукции: 1. Измерительный. Осуществляется с помощью технических средств измерения. Этим методом определяют значение массы изделия, скорости движения и т.д. 2. Регистрационный. Базируется на информации, получаемой путем регистрации и подсчета числа определенных событий, предметов или затрат. 3. Расчетный. Основан на использовании теоретических и эмпирических зависимостей показателей качества продукции от ее параметров. Применяется при проектировании продукции, когда она еще не является объектом эксплуатации, а следовательно, и исследования. 4. Органолептический. Основан на использовании информации, получаемой в результате анализа восприятий органов чувств человека. 5. Экспертный. Этим методом определяются значения показателей качества группой специалистов-экспертов. 6. Социологический. При этом методе значения показателей качества продукции определяются на основе сбора и анализа информации, представленной фактическими или возможными потребителями. Сбор информации производится или путем устных опросов, или с помощью распространения специальных анкет, или путем организации конференций, выставок и т.п. ④ Оценку уровней качества продукции производят сравнением показателей качества продукции с соответствующими показателями качества продукции базового образца. На стадии разработки базовыми образцами могут быть перспективные образцы продукции, показатели качества, которые заложены в техническом задании или в техническом и рабочем проекте. На стадии изготовления базовым образцом могут быть показатели качества продукции, в момент оценки которых они отвечают самому высокому уровню. Оценка уровня – совокупность операций, которая включает выбор номенклатуры показателей качества оцениваемой продукции, определение значения этих показателей и сопоставление с базовыми. Используют три метода оценки уровня качества продукции: - дифференциальный - комплексный - смешанный Дифференциальный метод оценки основан на использовании единичных показателей качества. При этом методе производится сравнение показателей качества оцениваемого вида продукции с соответствующими относительными базовыми показателями. gi = pi/pi баз ⑴ g’i = pi баз /pi ⑵ где pi – значение i-того показателя качества оцениваемой продукции; pi баз – значение i-того базового показателя. i=1, 2, 3, … , n; где n – число показателей качества продукции. Относительный показатель качества по производительности, мощности и точности, срока службы вычитают по формуле (1). Для материалоемкости, трудоемкости, себестоимости используют формулу (2). При использовании дифференциального метода оценки уровня качества продукции принимают следующие решения: 1) если все значения относительных показателей больше или равны 1, уровень качества оцениваемой продукции выше или равен уровню базового образца. 2) если все значения относительных показателей меньше 1, уровень качества оцениваемой продукции ниже уровня базового образца. 3) если часть значений относительных показателей больше 1 или равна, а другая часть меньше 1, то следует принимать комплексный или смешанный методы оценки уровня качества. Комплексный метод оценки основан на использовании комплексных или обобщенных показателей качества продукции. где Qоц – комплексный или обобщенный показатель оцениваемой продукции; Qбаз – комплексный или обобщенный показатель базового образца. Сложная продукция имеет широкую номенклатуру показателей. В этом случае с помощью дифференциального метода невозможно дать конкретную оценку. Комплексный метод не сможет учесть все значения и свойства оцениваемой продукции. В этом случае используют смешанный метод .который основан на одновременном использовании единичных и комплексных показателей качества. Часть единичных показателей объединяют в группы и для каждой группы определяют соответствующий комплексный или групповой показатель. Наиболее значимые единичные показатели в группы не объединяют, а рассматривают их отдельно как единичные при дальнейшем анализе. Затем на основе полученной совокупности комплексных или единичных показателей оценивают уровень качества продукции дифференциальными методами.
Управлением качества продукции называют действия, которые осуществляются при создании, эксплуатации или потреблении продукции с целью установления, обеспечения и поддержания необходимого уровня качества. При управлении качеством продукции объектами управления являются процессы, от которых зависит качество на всех этапах разработки, проектирования, изготовления и эксплуатации.
Система управления качеством продукции – это есть совокупность управляющих органов и объектов управления, которые взаимодействуют с помощью материально-технических и информационных средств, при этом система должна предусматривать совокупность взаимоувязанных организационных, технических, экономических и социальных мероприятий по реализации целей управления качеством продукции. Управление качеством продукции осуществляется на основе единой системы государственного управления качеством продукции (ЕСГУКП). Главной целью этой системы является планомерное обеспечение использования научно-технических производственных и социально-экономических возможностей для достижения постоянных высоких темпов улучшения качества всех видов продукции в интересах повышения эффективности общественного производства и полного удовлетворения потребителей во всех сферах деятельности. Точность обработки 1. Понятие точности обработки 2. Факторы, определяющие точность обработки 3. Отклонение от формы взаимного расположения плоских и цилиндрических поверхностей 4. Понятие допуска 5. Единая система допусков и посадок ① Важнейшие показатели качества машин в значительной мере зависят и определяются точностью их изготовления, поэтому точность является одной из определяющих характеристик любого производства. Под точностью обработки понимают соответствие формы, размеров и положения обработанной поверхности требованиям чертежа и технических условий. В большинстве случаев конфигурация деталей определяется комбинацией геометрических тел, ограниченных поверхностями простейшей формы – плоскими, цилиндрическими, коническими и т.д. Можно установить следующие основные признаки соответствия изготовленной детали заданным требованиям: 1) точность формы – степень соответствия отдельных участков или поверхностей детали тем геометрическим телам, с которыми они отождествляются. 2) точность размеров участков или поверхностей деталей. 3) точность взаимного расположения тех же участков деталей. 4) степень шероховатости поверхности или соответствия реальной шероховатой поверхности геометрической поверхности, которая представляется идеально гладкой. По многим причинам при любых методах обработки получение заданных параметров идеально невозможно. Полученные значения параметра отличаются от заданных. Разность этих значений называется погрешностью обработки. Δα – погрешность размера Δp – погрешность расположения поверхностей Δф – погрешность формы Δв – волнистость Δш – шероховатость поверхности. Оптимальная точность изготовления деталей обеспечивается ограничением указанных погрешностей их предельными значениями или соответствующие ограничения. Заданные чертежом допуски, ограничивающие отклонения геометрических параметров поверхностей деталей, должны обеспечить служебное назначение машины. Эти допуски устанавливаются стандартами ЕСДП (единой системы допусков и посадок), которая предусматривает различные допуски на различные виды сопряжений как гладких поверхностей, так и не гладких. По ЕСДП установлено 19 паритетов: 01, 0, 1, 2, … , 17 (01 – самый точный; 17 самый наименее точный). Различают размеры: 1) Координирующие – такие, которые определяют необходимое для правильной работы механизма взаимное положение ответственных поверхностей и осей или положения их относительно определенных линий, точек или поверхностей, которые называются конструктивными базами. 2) Сборочные и монтажные размеры – которые характеризуют положение узлов и комплектующих изделий по присоединительным поверхностям, а также положение основного изделия на месте монтажа. 3) Технологические размеры – необходимы для непосредственного изготовления и контроля деталей. 4) Номинальный размер – это размер, относительно которого определяют предельные размеры и который служит началом подсчета отклонений. Для соединяемых деталей номинальный размер является общим. 5) Действительный размер 6) Предельный размер Эти размеры находят расчетом на прочность, жесткость или исходя из усовершенствования геометрических форм и обеспечений технологичности конструкции изделия. Ряды предпочтительных чисел: Rа5; Rа10; Rа20; Rа40; (Rа80) – ряд предпочтительности чисел Rа5 – =1,6; 1*1,6=1,6; 1,6*1,6=…; 1,6*…=… Rа10 – =1,25 Для сокращения числа типа размеров материалов, заготовок и деталей, режущего и мерительного инструмента, приспособлений, а также для облегчения типизации технологических процессов размеры после расчетов округляются и должны соответствовать значениям стандарта СТСЭВ 514-77, согласно которому номинальные размеры построены на базе рядов предпочтительности. Предпочтение следует отдавать ряду с более крупной градацией (Rа5, Rа10). Действительный размер устанавливается измерением с допустимой погрешностью. Предельные размеры – это наибольший и наименьший размер, которые будут определять точность выполненного размера. Dmax, Dmin – отверстие dmax, dmin – вал ES – верхнее отклонение EI – нижнее отклонение es – верхнее отклонение вала ei – нижнее отклонение вала Допуск – это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами (Т=max-min). Две или несколько деталей, подвижно или неподвижно соединяемых, называются сопрягаемыми (охватывающий или охватываемый размер, охватывающая и охватываемая поверхность). Охватывающий размер – отверстие; охватываемый размер – вал. Основной вал: es=0 Основное отверстие: EI=0 Соединение двух деталей называют посадкой. Посадка – это характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся зазоров или натягов. Зазор обозначается Smax, Smin. Это есть положительная разность: Smax= Dmax- dmin Smin= Dmin- dmax Натяг: Nmax= dmax - Dmin Nmin= dmin - Dmax Система допусков и посадок – это совокупность рядов, допусков и посадок, закономерно построенных на основании опыта, теоретических и экспериментальных исследований и оформленных в виде стандартов.
Отклонения от формы и взаимного расположения плоских и цилиндрических поверхностей. Эти отклонения подразделяются на: - отклонения от правильной цилиндрической формы в поперечном сечении (овальность и огранка) - отклонения от плоской поверхности (непрямолинейность, неплоскостность, выпуклость и вогнутость).
- отклонения от правильного взаимного расположения поверхностей (несоосность, радиальное биение, торцевое биение, непараллельность осей, неперпендикулярность и непараллельность плоскостей и неправильное расположение пересекающихся осей). - отклонения от правильной цилиндрической формы в продольном направлении (бочкообразность, седлообразность, изогнутость или конусообразность). Под отклонением формы понимают отклонение формы реальной поверхности от формы номинальной поверхности. Реальная, или действительная поверхность – поверхность, которая ограничивает тело и отделяет его от окружающей среды. Номинальная поверхность – это идеальная, не имеющая отклонений форм и не имеющая отклонений размеров поверхность. База – это поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, или ось, или точка, которые принадлежат заготовке или изделию и используются для базирования. Профиль поверхности – это линия пересечения поверхности с плоскостью или заданной поверхностью. Реальные поверхности и профили отличаются от номинальных. Шероховатость поверхности в отклонение формы не включается, а волнистость включается. Однако в обоснованных случаях допускается нормировать отклонение формы, включая шероховатость поверхности. В этом случае волнистость нормируется отдельно. В основу нормирования и количественной оценки отклонений форм и взаимного расположения поверхностей положен принцип прилегающих прямых, поверхностей и профилей. Прилегающая прямая – это прямая, соприкасающаяся с реальным профилем и расположенная вне материала детали таким образом, что отклонение от наиболее удаленной точки реального профиля в пределах нормируемого участка имела минимальное значение. Прилегающая окружность – окружность минимального диаметра, описанная вокруг реального профиля наружной поверхности вращения, или максимального диаметра, вписанная в реальный профиль внутренней поверхности вращения. Δ3 > Δ1 > Δ2 Прилегающая плоскость – это плоскость, которая соприкасается с реальной поверхностью и располагается вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки реальной поверхности имела минимальное значение. Прилегающий цилиндр – цилиндр минимального диаметра, описанный вокруг реальной наружной поверхности, или цилиндр максимального диаметра, вписанный в реальную внутреннюю поверхность. прилегающие поверхности и профили соответствуют условиям сопряжения деталей при посадках с нулевым зазором. Отклонение формы цилиндрической поверхности В поперечном направлении отклонения могут быть: Отклонение от круглости Δ1 Δ2 ð Δ Это наибольшее расстояние Δ от точек реального профиля до прилегающей окружности. Частными случаями отклонений от круглости могут быть овальность и огранка. Овальность – отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой овалообразную фигуру, наибольший и наименьший диаметры которой находятся во взаимоперпендикулярных направлениях. Огран – отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет многогранную фигуру. В продольном сечении цилиндра различают отклонения от цилиндричности в виде конусообразности, бочкообразности, седлообразности и отклонения от прямолинейности оси. Конусообразность + отклонение от прямолинейности оси: Бочкообразность: Седлообразность: Отклонения от плоскостности: Отклонение расположения поверхностей бывает: 1) Отклонение от параллельности плоскостей 2) Отклонение от перпендикулярности плоскостей 3) Отклонение от параллельности осеей 4) Перекос осей 5) Отклонение от соосности относительно общей оси 6) Отклонение от пересечения осей 7) Радиальное биение и торцевое отклонение Стандартом предусмотрено 16 степеней точности формы и расположения На 1 указывается знак отклонения. На 2 указывается величина, максимально допустимая в числовом выражении. 3 – указывается база, от которой проставляется это отклонение. – - обозначается допуск прямолинейности - допуск плоскостности - допуск круглости - допуск цилиндричности = - допуск профиля продольного сечения // - допуск параллельности - допуск перпендикулярности - допуск наклона - допуск соосности - допуск симметричности x - допуск пересечения осей & - допуск радиального и торцевого биения - полный допуск радиального и торцевого биения - допуск формы заданного профиля - допуск формы заданной поверхности Качество поверхностей деталей машин 1. Определение качества деталей машин 2. Термины и определения шероховатости поверхности по ГОСТ 25142-82 3. Параметры шероховатости поверхности по ГОСТ 2789-73 4. Параметры физико-механических свойств поверхностного слоя 5. Факторы, влияющие на качество обработанной поверхности 6. Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства деталей машин 7. Пути улучшения качества обработанной поверхности деталей машин
①Качество поверхности деталей машин определяется физико-механическими свойствами поверхностного слоя и геометрическими характеристиками реальной поверхности. Геометрические характеристики качества обработанной поверхности определяются отклонениями реальной поверхности от номинальной. Эти отклонения имеют три вида:
1) шероховатость 2) волнистость 3) отклонение от правильной геометрической формы Шероховатостью поверхности называется совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помощью базовой длины. Базовая длина – это есть длина базовой линии, которая используется для определения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности, а также для количественного определения параметров шероховатости. Базовая линия имеет заданную геометрическую форму и определенное положение относительно профиля поверхности. Числовые значения шероховатости поверхности определяют от единой базы, за которую принята средняя линия профиля или базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии минимально. Система отсчета шероховатости от средней линии профиля зазывается системой М. При длине участка поверхности, равной длине базовой длины, которые выбраны при измерении шероховатости, другие неровности (волнистость и т.д.) исключаются. Длина базового участка выбирается из ряда 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 205; 8,0; (25) мм. По системе М шероховатость поверхности можно оценивать одним или несколькими параметрами: 1) среднее арифметическое отклонение Ra 2) высота профиля по 10 точкам Rz 3) наибольшая высота неровности Rmax 4) средний шаг неровности по средней линии Sm 5) средний шаг по вершинам S 6) относительная опорная длина профиля tp Параметр Ra является предпочтительным и характеризует среднюю высоту всех неровностей профиля. Параметр Rz характеризует среднюю высоту наибольших неровностей. Rmax характеризует наибольшую высоту профиля. Шаговые параметры Sm и S характеризуют различную форму и взаимное расположение различных точек профиля. , , где l – базовая длина, n – число замеров высот Si – расстояние между выступающими точками Относительная опорная длина профиля tp – это отношение ηр опорной длины профиля к базовой длине, умноженной на 100%. Опорная длина профиля η – это сумма длин отрезков в пределах базовой длины, которые отсекаются на заданном уровне выступов линии эквидистанты или параллельны средней линии m. На уровне сечения профиля p, который представляет собой расстояние между линией выступа и линией, пересекающей профиль параллельно средней линии. Значение параметра p отсчитываются от линии выступов, проходящих через высшую точку профиля параллельно средней линии и величина уровня определяется по ряду p=5%, 10%, 15%, 20%, 30%, … , 90% (ηp=Σbi) Согласно ГОСТ 2789-73 требования к шероховатости устанавливаются одним из следующих способов: 1) наиболее допустимым значением параметров 2) диапазоном значений параметров 3) номинальным значением одного или нескольких параметров, при этом может быть указана величина базовой длины, на которой определяется параметр шероховатости. 1 – параметры шероховатости 2 – вид обработки поверхности V – шероховатость может быть получена любым видом обработки (ковка, литье, штамповка…) - шероховатость должна быть получена удалением слоя материала или обработкой резания. - шероховатость должна быть получена без снятия слоя материала. 3 – указывается базовая длина 4 – условные обозначения направления неровности (шероховатости) Направления неровности могут быть: Значение параметра Ra указывают без символа, для других параметров – после соответствующего символа. Под волнистостью поверхности понимают совокупность периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояние между смежными возвышенностями или впадинами превышает базовую длину l. - волнистость - шероховатость - отклонение формы Средний шаг WZ=0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,0; 3,2; 6,3; 12,5; 25; 50; 100; 200 мкм В процессе изготовления деталей сила резания и температура оказывают влияние на формирование поверхностного слоя, поэтому физико-механические свойства поверхностного слоя отличаются от исходного материала. Материал поверхностного слоя испытывает наклеп, разупрочнение, изменяется его структура, микротвердость, образуются остаточные напряжения. Наклеп поверхностного слоя оценивается по глубине hн и степени Ин с помощью градиента наклепа Игр. Нmax – максимальное значение твердости по глубине Нисх – исходная твердость материала Градиент наклепа определяется: Микротвердость поверхностного слоя определяется методом вдавливания алмазного наконечника с ромбиническим основанием на приборах ПМТ-3 и ПМТ-5. Структуру металла оценивают металлографическим анализом с помощью металлографических микроскопов, и остаточное напряжение определяют расчетным или экспериментальным методами. В процессе обработки заготовок возникают силы резания температуры, которые ок-ют влияние на формирование поверхностного слоя. Поэтому пов-й слой имеет физико-мехинч св-ва, отличные от св-в исходного материала. Рис. Материал пов-го слоя испытывает наклеп, разупрочнение, изм-ся стр-ра, микротвердость обр-ся остаточные напряжения.
Куча рисунков. Наклеп – Нмакс-Нисх\Нисх*100% Градиент наклепа Нгр=Нмакс-Нисх\дельта N
Базирование и базы При проектировании машин опред-ся точность изгот-я деталей, узлов, заданная точность долж быть обеспечена при проектировании тех процесса.
В процессе обработки заготовка должна занимать вполне определенное положение отн-но узлов станка, приспособлений и инструментов. Это положение выбирается на основе теории базирования. Базирование – предание заготовки или изделия требуемого положения отн-но выбранной системы координат, пов-ей. Поверхность или точка, принадлежащие заготовке или изделию и используемые для базирования – связи.
Погрешности обработки Поргешности обработки склад-ся из: 1) порг-ей работы станков: неточность кинематич схемы станка и отд узлов 2) неточность режущего инстр-та, его износ 3) деформация системы, в которой ведется обработка Отношение силы, действующей на к-л объект к перемещению вызываемого действия этой силы – жесткость. 4) погрешности от температурных деформаций 5) неточность настройки Погрешности: Систематические – остаются постоянными или изменяются закономерно при переходе от кажд детали к следующей Случайные – имеют разл значения, колебания которых не подчиняется никаким закономерностям. Законы теории вероятности могут быть использованы с целью уменьшения появления случ погрешностей Пути уменьшения порг-ей: - повышение жесткости технологич системы - сокращение погр-ть установки - повышение прочности настройки - повышение износостойкости режущих инструментов - ум влияния температуры при резании - применение ср-ва активного контроля и автоматич подналадки - прим-е системы адаптивного упр-я станком
Основы тех нормирования Норма времени Методы разработки норм затрат труда Методы определений технически обоснованных норм времени Опред-е штучного и штучно-калькуляционного времени Опред-е нормы времени при многоинструментальной обработке и при обработке на станках с ЧПУ Опред-е квалификации работ Тех нормирование устанавливает технически обоснованные нормы расхода в произв ресурсах: раб вр, энергии. Норма времени - регламентированное время выполнения некот объема работ в опред-х произ усл-ях одним или неск исполнителями соотв-ей квалификации. Операция – единица объема работ Норма выработки – регламентированный объем работы, который долж быть выполнен в ед вр в опред-х орг-но-тех условиях одним или несколькими исполнителями соотв-ей квалификации. В зав-ти от методов разработки нормы затрат труда подразделяют: Технически обоснованные Опытно-статистические Опытно-статистические нормы затрат труда устанавливаются на операции не в рез-те расчета и анализа ее отд эл-ов и характеристик, а на основе опыта нормировщика и стат данных о фак затратах времени на аналог работы, выполненные раннее Опытно-статистические нормы применяют в усл-ях единич и мелко-серийного пр-ва и они ориентированы на уже сложившеися орг-но-тех усл-я со всеми недостатками, а именно они не способствуют совершенствованию тех процесса, улучшеню орг-и труда и росту производит-ти… фотография дня, хронометраж дня Обработанные и обобщенные данные используют для опред-я продолжит-ти машинно-ручных и ручных элементов осн и вспом времени, подготовительно-заключительного вр, вр на обслуживание раб места. Время на отдых устан-ют на основе спец исслед-й или опред-ют по нормативам. Машинное вр опред-ют путем расчетов в зав-ти от работы оборудования и необходимой длины обрабатываемой поверхности Аналитич расчетный метод нормирования труда менее трудоемок, чем аналитическо-исследовательский, но точность его ниже, т.к. нормативы времени не могут полностью учитывать орг-тех условия и все особ-ти выполнения конкр операции. Поэтому в усл-ях крупно серийного и массового пр-ва в начале освоения тех процессов нормы времени устанавливают на основе аналитически-расчетного метода, а затем, при необходимости, уточняют и корректируют нормы на основе аналитически-исследовательского метода. Аналитически укрупненный метод нормирования позволяет сократить объемы работы по нормированию. Наиб распр-е получили разновидности этого метода: 1) нормирование, основанное на разделении операций на укрупненные части, на которые разрабатывают укр нормативы вр по комплексам приемов 2) нормирование по нормативам времени на выполнение отд-х технологич переходов, на обработку пов-ей или комплексы пов-ей 3) нормирование по типовым нормам вр. При этом разр-ся типовые тех процессы, общие для группы сходных по конструкции деталей На операции типовых тех процессов аналитически расчетным методом устан-ют типовые нормы времени. При изучении затрат раб вр исп-ют фотографию раб вр, хронометраж, фотохронометраж Гл внимание уделяется выявлению потерь раб вр, изуч-ю подготовительно-закл… 4.Стр-ра технич обоснованного нормы вр Тшт=То+Тв+Тобс+Тотд То – осн вр Тв – вспомогат Т обс – вр на обслуживание раб места Тотд – вр отдыха Сумма осн + всп вр = оперативное вр