19. Установить в трехкулачковый патрон токарно-винторезного станка эталонную деталь заданного размера.
20. Поместить между эталонной деталью и вершиной резца щуп (пластинку заданной толщины или концевую меру длины).
21. Поднести резец и коснуться его вершиной щупа, прижатого к поверхности эталона. Вынуть щуп из зазора между резцом и эталоном и измерить время настройки tн i.
22. Повторить п.п.19, 20 четыре раза, записывая время настройки tн i. Рассчитать среднее арифметическое значение времени настройки tн и записать в [10, табл. 21].
23. Открепить и снять эталон из патрона 1 и установить оправку с индикатором 2 [10, (рис. 17)].
24. В резцедержатель станка установить планку 7 и резец 5.
25. Подвести суппорт до касания планкой 7 наконечника индикатора 6, а между резцом 5 и пинолью 3 задней бабки (моделью эталонной детали) поместить щуп 4 таким образом, чтобы его можно было вынуть без особого труда. Снять показание индикатора lu i и занести в [10, табл. 21].
26. Повторить п.25 четыре раза, рассчитать среднее арифметическое значение показание индикатора lu, среднее квадратичное значение бu, погрешность ∆l по формулам, аналогичным формулам [10, (24), (23), (22)] и занести в [10, табл. 21].
27. Сделать выводы по причинам возникновения погрешностей при каждом методе.
28. Сделать выводы по выбору метода установки режущего инструмента на размер по точности и производительности.
в) Содержание отчета
1. Наименование и цель работы.
2. Наименование и модель станка, приспособления, вспомогательного, режущего и измерительного инструмента.
3. Эскиз заготовки валика.
4. Режимы обработки.
5. Схема измерения погрешности установки резца по лимбу станка [10, (рис. 16)].
6. Схема измерения погрешности установки резца по эталону и щупу [10, (рис. 17)].
7. Результаты измерения диаметров, показаний индикатора и времени и расчета погрешности и трудоемкости [10, (табл. 21)] с примерами расчета.
8. Выводы по причинам возникновения погрешностей при каждом методе.
9. Выводы по выбору метода установки режущего инструмента на размер по точности и производительности
Лабораторная работа № 8
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ УПРАВЛЕНИЯ И ТОЧНОСТИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ОРГАНОВ СТАНКА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ
1.Цель работы: выбор варианта системы управления металлорежущим станком на основе экспериментальных исследований трудоемкости управления и точности позиционирования подвижных органов станка.
2.Основные понятия и определения
Система управления металлорежущим станком, трудоемкость управления, точность позиционирования приведены в литературных источниках [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12].
3. Методика выполнения работы
а) Технологическое оснащение, исходные материалы и данные
Оборудование: Токарно-винторезный станок с ручным управлением; токарно-револьверный станок с автоматическим управлением с помощью упоров и кулачков; токарный станок с контурной системой ЧПУ.
Измерительные приборы: индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм и 0,001 мм, приспособления для установки индикаторов на рабочих частях оборудования; часы с секундной стрелкой или секундомер.
Задание: На основе экспериментальных исследований определить:
1. Время на приемы управления станком: изменение скорости, подачи и смену инструмента.
2. Погрешность позиционирования при движениях поперечной и продольной подачи.
Литература: по устройству применяемых станков, измерительных приборов и о системах управления станками смотри рекомендуемую литературу [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12].
б) Порядок проведения работы
1. Для токарно-винторезного и токарно-револьверногостанковпровести хронометраж для 10 значений:
а) времени на измерение частоты вращения шпинделяtвv;
б) времени на изменение продольной подачи tвs;
в) времени на смену позиции инструмента поворотом резцедержателя или револьверной головки tвсu;
2. Определить среднее арифметическое значение измерительного времени по п.1,а, б, в и суммарное время на три приема управления станком tву.
3. Определить погрешность позиционирования суппорта при продольной подаче.
а) на каждом из рассматриваемых станков установить приспособление 3 для закрепления индикатора 2 на направляющей 1 станины и упереть наконечник индикатора в поверхность суппорта 4 [10, рис. 14,а]. На токарно-винторезном и токарно-револьверном станках установить индикатор с ценой деления 0.01мм, а на токарном с ЧПУ – 0,001мм.
б) включить продольную подачу, переместить суппорт на заданное расстояние при заданных частоте вращения шпинделя и подаче и снять показание индикатора. Повторить опыт 10 раз.
У токарно-винторезного станка останавливать перемещение при достижении заданного значения лимба продольной подачи; у токарно-револьверного – при достижении упора; у токарного с ЧПУ – по программе.
4. Определить среднее арифметическое значение показателей индикатора 1пр, среднее квадратическое бпр и погрешность размера Δ1пр по формулам, аналогичным формулам [10, (24), (23), (22)].
5. Определить погрешность позиционирования суппорта при поперечной подаче.
а) на каждом из рассматриваемых станков установить приспособление 3 для закрепления индикатора 2 c ценой деления такой же как и в п.2,а на неподвижные направляющие поперечных салазок и суппорта и упереть наконечник индикатора в подвижную часть суппорта 1 [10, рис. 14,б].
б) включить поперечную подачу и переместить суппорт на заданное расстояние при заданных частоте вращения шпинделя и подаче и снять показания индикатора. Повторить опыт 10 раз.
У токарно-винторезного станка остановить перемещение при достижении заданного значения лимба поперечной подачи; у токарно-револьверного – при достижении упора; у токарного с ЧПУ – по программе.
6. Определить среднее арифметическое значение показаний индикатора 1поп, среднее квадратичное бпоп и погрешность размера Δ1поп по формулам аналогичным формулам [10, (24), (23), (22)].
7. Сделать выводы по выбору варианта СУ станка по трудоемкости и точности позиционирования рабочего органа.
в) Содержание отчета
1. Наименование и цель работы.
2. Наименования, модели станков, измерительных приспособлений и инструментов.
3. Результаты измерения и расчета времени: на измерение частоты вращения шпинделя tву; на изменение продольной подачи tвs; на смену позиции инструмента tвсu; суммарного времени tву [10, табл. 16] с примером расчета.
4. Схемы измерения погрешности позиционирования при продольной Sпр [10, риc. 14,а] и поперечной Sпоп [10, рис. 14,б] подачах.
5. Результаты измерения и расчета точности позиционирования суппортов станков [10, табл. 17] с примером расчета.
6. Выводы по выбору варианта СУ станка по трудоемкости и точности позиционирования рабочего органа.
Лабораторная работа № 9
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЖЕСТКОСТИ СТАНКА НА ТОЧНОСТЬ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
1. Цель работы:выбор варианта металлорежущего станка по точности и производительности механической обработки на основе экспериментальных исследований жестокости станков производственным методом.
2. Основные понятия и определения
Система СПИД, жесткость, производственный метод определения жесткости, производительность технологической операции приведены в литературных источниках [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12].
3.Методика выполнения работы
а) Технологическое оснащение, исходные материалы и данные
Оборудование: два токарно-винторезных станка разных моделей.
Приспособления: трехкулачковый самоцентрирующийся патрон.
Вспомогательные инструменты: резцедержатель, державки для резца.
Режущие инструменты: токарные проходные резцы.
Измерительные инструменты: штангенциркуль, микрометр, рычажная скоба.
Заготовки: ступенчатые валики из стали.
Режимы резания: скорость V (м/мин), подача S (мм/об), глубина резания t (мм).
Задание: на основе экспериментальных исследований определить жесткости двух токарно-винторезных станков производственным методом при точении ступенчатого валика. Выбрать станок, обеспечивающий большую точность и производительность.
Литература: по устройству применяемых СТО и основных технологических положениях жесткости технологической системы смотри рекомендуемую литературу [1, 2, 3, 5-12].
б) Порядок выполнения работы
1. Установить заготовку ступенчатого валика из стали 45 с необходимым вылетом в трехкулачковый патрон первого токарно-винторезного станка, поджать задним центром и закрепить.
2. Измерить диаметры заготовки по середине каждой ступени в двух взаимноперпендикулярных направлениях I-I (dз I-I , Дз I-I) и II-II (dз II-II , Дз II-II), рассчитать средние арифметические значения [10, (24)] dз и Дз, записать в [10, табл. 18], рассчитать значение dо [10, (45)].
3. Рассчитать частоту вращения шпинделя n [10, (5)] по заданному значению скорости резания V и диаметру заготовки dз.
4. Включить станок, установить частоту вращения шпинделя n по станку, ближайшую к расчетной и подачу Sо.
5. Настроить резец из твердого сплава с j=45°, g=10° и l=–5° по лимбу на заданную глубину резания t1.
6. Проточить заготовку на длину обработки lз и отвести резец в исходное положение (настроенным на выполнение первого рабочего хода по длине и диаметру).
7. Измерить диаметры детали посередине каждой ступени в двух взаимноперпендикулярных направлениях (dз I-I , Дз I-I, dз II-II , Дз II-II), рассчитать средние арифметические значения dз и Дз и записать в [10, табл. 18].
8. Если dd >d0 и (или) Dd >d0, то проточить заготовку – осуществить рабочий ход выхаживания.
9. Повторить п.п. 7 и 8, считая число рабочих ходовi дотех пор, пока не будет выполняться условие dd =Dd =d0.
10. Повторить п.п. 1, 2 и 6-10 для второго токарно-винторезного станка.
11. Рассчитать погрешности обработки ∆1 [10, (48)] и ∆2 [10, (47)] после первого рабочего хода [10, (48)], [10, (47)] на каждом станке и записать в [10, табл. 18].
12. Рассчитать жесткость каждого станка и записать в [10, табл. 18].
13. Рассчитать основное время tо обработки валика на каждом станке с учетом ходов выхаживания и записать в [10, табл.18].
14. Сделать выводы по выбору станка по точности (значениям погрешностей ∆1 и ∆2) и производительности (значения tо).
в) Содержание отчета
1. Наименование и цель работы.
2. Наименования, модели станков, приспособлений, вспомогательных, режущих и измерительных инструментов.
3. Схема определения жесткости производственным методом [10, рис. 15] с численными значениями диаметров, длины, глубин резания и упругих отжатий инструмента.
4. Значения режимов резания (V, S, t).
5. Результаты измерения и расчета жесткости, точности и производительности станков [10, табл. 18] с примерами расчета ∆1, ∆2, j, tо.
6. Выводы по выбору станка по точности и производительности.
7. Выводы по выбору мероприятий по снижению погрешности обработки из-за упругих отжатий, вызванных нежесткостью технологической системы СПИД.
Лабораторная работа №10
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ И КАЧЕСТВА КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ РАЗЛИЧНЫМИ СРЕДСТВАМИ ИЗМЕРЕНИЙ
1. Цель работы: выбор средства измерения на основе экспериментальных исследований трудоемкости и качества контроля размеров деталей различными измерительными инструментами.
2. Основные понятия и определения
Контроль размера детали можно понимать как определение того, находится ли действительный размер детали dдмежду наибольшим dmax и наименьшим dmin предельными размерами.
Результаты контроля размеров деталей удобно представлять графически c использованием схем полей допусков. При графическом изображении (рисунок 17) поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему es и нижнему ei предельным отклонениям относительно нулевой линии, соответствующей номинальному размеру d. При этом ось изделия располагается под схемой. Номинальный размер указывается в мм, а отклонения в мкм.
Наибольший предельный размер – алгебраическая сумма номинального размера и верхнего предельного отклонения [10, (38)], а наименьший предельный – номинального размера и нижнего предельного отклонения [10, (39)].
Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами равна допуску Тd [10, (40)].
Действительным размером называется размер, полученный в результате измерения с допустимой погрешностью.
Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
Систематическая погрешность измерения – составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющейся при повторных измерениях одной и той же величины.
Случайная погрешность измерения – составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.
Точность измерений – качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.
а) б)
Рис. 17. Схема поля допуска: а) в общем виде; б) для размера Æ20n10
Точность измерений можно оценить числом измерений nи [10, (41)] в каждой точке при доверительной вероятности P=0,95.
nи , | (33) |
где ta – коэффициент Стьюдента, выбираемый из [10, табл. 5];
s – среднее квадратичное отклонение [10, (23)];
d – случайная составляющая допустимой погрешности измерения dи [10, табл. 15].
d = 0,6 × d | (34) |
Чем меньше число измерений nи, тем точнее измерительный инструмент.
Трудоемкость контроля tк рекомендуется оценивать по формуле [10, (43)].
3. Методика выполнения работы
а) Технологическое оснащение, исходные материалы и данные
Измерительные приборы: штангенциркуль, микрометр, рычажная скоба, предельные калибры-скобы, набор концевых мер длины, секундомер.
Объекты измерения: партия цилиндрических деталей, изготовленных с определенной точностью.
Задание: проконтролировать диаметры деталей измерительными инструментами, оценивая точность измерений штангенциркулем, микрометром и рычажной скобой, годность деталей и трудоемкость контроля. Выбрать приборы, обеспечивающие наибольшую точность и наименьшую трудоемкость измерений. Дать рекомендации по эффективному применению измерительных средств.
Литература: по устройству применяемых измерительных инструментов, их настройке и обработке результатов измерений смотри литературные источники [1-3, 4-12].
б)Порядок выполнения работы
1. Определить допустимую погрешность измерения dи [10, (табл. 15)] в зависимости от номинального размера для данного квалитета (ГОСТ 8.051-81).
2. Рассчитать случайную составляющую допустимой погрешности измерения [10, (42)].
3. Осуществить предварительную оценку годности рассматриваемых приборов, сравнив инструментальные (паспортные) погрешности приборов Dи (штангенциркуль Dи=0,05 мм; микрометр Dи=0,004 мм; рычажная скоба Dи=0,002 мм) с d. Неподходящие инструменты изъять.
4. Построить поле допуска измеряемых деталей [10, (рис. 13,б)], на основании чертежа. Рассчитать наибольший [10, (38)] и наименьший [10, (39)] предельные размеры.
5. Проконтролировать размеры партии деталей с помощью предельных калибров-скоб. Определить число деталей: годных, с исправимым и неисправимым браком. Измерить трудоемкость контроля детали секундомером.
6. Произвести настройку приборов с помощью концевых мер длины и измерить секундомером время настройки каждого прибора tн. Настройка штангенциркуля, микрометра заключается в определении поправки нульпункта. Рычажная скоба настраивается на средний размер (или другой размер, чтобы попасть в пределы измерения прибора) по чертежу с определением поправки нульпункта.
7. Произвести пробные измерения годных деталей штангенциркулем, микрометром и рычажной скобой. Определить число измерений (nи), необходимых для обеспечения заданной точности измерения [10, (41)]. Оценить точность измерения каждым прибором.
8. Рассчитать трудоемкость контроля штангенциркулем, микрометром и рычажной скобой [10, (43)].
9. Оценить трудоемкость контроля каждым прибором.
10. Сделать выводы по выбору варианта измерительного прибора по точности и трудоемкости измерений.
в) Содержание отчета
1. Наименование и цель работы.
2. Эскиз детали, число деталей в партии.
3. Данные о средствах измерения: наименование, цена деления, пределы измерения по шкале, пределы измерения прибора, паспортная погрешность.
4. Результаты предварительной оценки годности приборов для измерения данной детали.
5. Результаты контроля партии деталей предельными калибрами-скобами.
6. Результаты измерения трудоемкости настройки приборов.
7. Результаты расчета необходимого числа измерений деталей в каждой точке.
8. Выводы по точности и трудоемкости измерения деталей.
9. Рекомендации по выбору измерительных средств для разных типов производства.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Основная литература
1. Базров Б.М. Основы технологии машиностроения. Учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 2005.
2. Зуев А.Л. Технология машиностроения – 2-е изд. испр. и доп. – СПб.: Издательство «Лань», 2003.
3. Материаловедение и технология металлов. Учебник для студентов машиностр. спец. вузов. Г.П. Фетисов, М.Г. Кирпман, В.А. Митюнин и др. Под ред. Г.П. Фетисова – 3-е изд. испр. и доп. – М.: Высшая школа, 2003.
4. Основы отраслевых технологий и организации производства. Учебник/ Ю.М. Аносов, Л.Л. Бекренев, В.Д. Дурнев, Г.Н. Зайцев, В.А. Салтыков, В.К. Федюкин/ Под ред. В.К. Федюнина. – СПб.: Политехника, 2004.
5. Проектирование технологических процессов в машиностроении. Учебное пособие для вузов / И.П. Филонов, Г.А. Белов, Л.М. Кожуро и др. / Под ред. И.П. Филонова. – CД.-Мн.: УП «Технопринт», 2003.
6. Суслов А.Г. Технология машиностроения. Учебник для студентов машиностроительных спец. вузов. – М.: Машиностроение, 2004.
7. Технологические основы управления качеством машин./ А.С. Васильев, А.М. Дальский, С.А. Климский и др. – М.: Машиностроение, 2003.
8. Технология конструкционных материалов. Учебное пособие для вузов / Под ред. М.А. Шатерина. – СПб.: Политехника, 2003.
9. Технология машиностроения в 2 кн. Кн.1 Основы технологии машиностроения. Учебное пособие для вузов. / Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, С.Л. Мурашкин и др. / Под ред. С.Л. Мурашкина. – М.: Высшая школа, 2005.
10. Технология, машины и оборудование. Лабораторный практикум для студентов всех форм обучения института экономики и менеджмента в промышленности. Специальности 060801, 060816. Направление 521502 / Сост. Г.Н. Зайцев, В.Г. Семин. – СПб.: СПбГИЭА, 1996.
Дополнительная литература
11. Технология машиностроения. В 2-х т. Т.1. Основы технологии машиностроения. Учебник для вузов./В.М. Бурцев, А.С. Васильев, А.М. Дальский и др. / Под ред. А.М. Дальского. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999.
12. Технология машиностроения. Метод. указ. к лаб. работам по теме: «Методы достижения точности и качества поверхности детали» дисц. «Технология машиностроительного производства» для студентов всех отделений машиностроительного факультета. Спец.07.01, 07.13, 07.16 / Сост. В.П. Оленичев. – Л.: ЛИЭИ, 1986.
Приложение А
ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ТЕКСТА ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Текст отчета по лабораторной работе оформляется в соответствии ГОСТ Р 1.5-2002 и ГОСТ 7.32-2001. В соответствии с этими нормативными документами применительно к оформлению текста отчета лабораторной работы должны выполнятся:
- общие требования;
- требования к оформлению разделов (глав), подразделов (параграфов), пунктов, подпунктов;
- требования к оформлению иллюстраций;
- требования к оформлению таблиц;
- требования к оформлению формул и уравнений;
- требования к оформлению ссылок;
- требования к списку использованных источников;
- требования к оформлению приложений.
1. Общие требования к оформлению текста отчета по практическому занятию
Текст отчета по лаборатоной работе должна быть написана деловым стилем.
К основным стилевым чертам делового стиля относятся:
- нейтральный фон изложения;
- точность и ясность изложения;
- лаконичность и краткость текста.
Специфика делового стиля определяется назначением документа.
Однозначность понимания текста обеспечивает употребление терминов. В официальных документах используется отраслевая или корпоративная терминология, отражающая содержание той предметной области, которой посвящен документ и специальные слова и выражения, сложившиеся в сфере менеджмента качества. Текст не должен допускать различных толкований.
При изложении обязательных требований в тексте должны применяться слова «должен», «следует», «необходимо», «требуется, чтобы», «разрешается только», «не допускается», «запрещается», «не следует». При изложении других положений следует применять слова – «могут быть», «как правило», «при необходимости», «может быть», «в случае» и т.д.
Допускается использовать повествовательную форму изложения текста, например «применяют», «указывают» и т.п.
В тексте должны применяться научно-технические термины, обозначения и определения, установленные соответствующими стандартами, а при их отсутствии – общепринятые в научно-технической литературе.
Если в работе применяется специфическая терминология, то в конце ее (перед списком литературы) должен быть перечень принятых терминов с соответствующими разъяснениями. Перечень включают в содержание.
В тексте не допускается:
- применять обороты разговорной речи, техницизмы, профессионализмы;
- применять для одного и того же понятия различные научно-технические термины, близкие по смыслу (синонимы), а также иностранные слова и термины при наличии равнозначных слов и терминов в русском языке;
- применять произвольные словообразования;
- применять сокращения слов, кроме установленных правилами русской орфографии, соответствующими государственными стандартами, а также в данном документе;
- сокращать обозначения единиц физических величин, если они употребляются без цифр, за исключением единиц физических величин в головках и боковиках таблиц и в расшифровках буквенных обозначений, входящих в формулы и рисунки.
В тексте, за исключением формул, таблиц и рисунков, не допускается:
- применять математический знак минус (–) перед отрицательными значениями величин (следует писать слово «минус»);
- применять знак «Æ» для обозначения диаметра (следует писать слово «диаметр»). При указании размера или предельных отклонений диаметра на чертежах, помещенных в тексте документа, перед размерным числом следует писать знак «Æ»;
- применять без числовых значений математические знаки, например > (больше), < (меньше), = (равно), ³ (больше или равно), £ (меньше или равно), ¹ (не равно), а также знаки № (номер), % (процент);
- применять индексы стандартов, технических условий и других документов без регистрационного номера.
Условные буквенные обозначения, изображения или знаки должны соответствовать принятым в действующем законодательстве и государственных стандартах. В тексте перед обозначением параметра дают его пояснение, например «Временное сопротивление разрыву σв».
При необходимости применения условных обозначений, изображений или знаков, не установленных действующими стандартами, их следует пояснять в тексте или в перечне обозначений.
При изложении текста следует применять стандартизованные единицы физических величин.
Наряду с единицами СИ, при необходимости, в скобках указывают единицы ранее применявшихся систем, разрешенных к применению. Применение разных систем обозначения физических величин не допускается.
Числовые значения величин с обозначением единиц физических величин и единиц счета следует писать цифрами, а числа без обозначения единиц физических величин и единиц счета от единицы до девяти – словами.
Примеры: