Технология машиностроения. Сборник задач и упражнений
Покупка
Тематика:
Технология машиностроения
Год издания: 2013
Кол-во страниц: 319
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-7038-3572-2
Артикул: 449237.02.99
Доступ онлайн
В корзину
Рассмотрены прикладные задачи, изучаемые в учебных дисциплинах по технологии машиностроения в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Изложены методические рекомендации по разработке различных технологических процессов, приведены типовые задачи и примеры их решения, а также данные, необходимые для расчета.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям 151000 "Технологические машины и оборудование" и 150700 "Машиностроение", а также по специальности 151701 "Проектирование технологических машин и комплексов" и другим технологическим специальностям.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 15.03.01: Машиностроение
- ВО - Специалитет
- 15.05.01: Проектирование технологических машин и комплексов
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
А.С. Васильев, Е.Ф. Никадимов, В.Л. Киселев ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ Сборник задач и упражнений Под редакцией А.С. Васильева Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям 151000 «Технологические машины и оборудование» и 150700 « Машиностроение», специальности 151701 «Проектирование технологических машин и комплексов», а также для других технологических специальностей Москва 2013
УДК 621.7 (075.8) ББК 34.5я7 В19 Р е ц е н з е н т ы: кафедра «Технология машиностроения и конструкторско- технологическая информатика» Технического института Орловского государственного технического университета (зав. кафедрой канд. техн. наук, доц. С.И. Брусов); зав. кафедрой технологии машиностроения ТулГУ д-р техн. наук, проф., заслуженный деятель науки и техники РФ А.С. Ямников Васильев А. С. В19 Технология машиностроения. Сборник задач и упраж- нений : учеб. пособие для вузов / А. С. Васильев, Е. Ф. Ни- кадимов, В. Л. Киселев ; под ред. А. С. Васильева. — М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2013. — 317, [3] с. : ил. ISBN 978-5-7038-3572-2 Рассмотрены прикладные задачи, изучаемые в учебных дисци- плинах по технологии машиностроения в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Изложены методические рекомендации по разработке различных технологических процессов, приведены типовые задачи и примеры их решения, а также данные, необходимые для расчета. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям 151000 «Технологические машины и оборудование» и 150700 «Машиностроение», а также по специальности 151701 «Проектирование технологических машин и комплексов» и другим технологическим специальностям. УДК 621.7 (075.8) ББК 34.5я7 © Васильев А.С., Никадимов Е.Ф., Киселев В.Л., 2013 © Оформление. Издательство ISBN 978-5-7038-3572-2 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013
ПРЕДИСЛОВИЕ Подготовка высококвалифицированных инженеров-технологов в области машиностроения основывается на знаниях, полученных студентами при изучении профилирующих дисциплин, и овладе- нии существующими методами оценки качества изделий (как ста- тистических, так и расчетно-аналитических), выбора рациональ- ных схем базирования заготовок при обработке и контроле гото- вых деталей, разработки технологических процессов механической обработки, расчета припусков, расчета и проектирования техноло- гической оснастки. Будущие специалисты должны иметь практи- ческие навыки выполнения технологических расчетов и обоснова- ния принятых технологических решений. В последние годы написано много учебников и учебных посо- бий, содержащих лекционные курсы по дисциплинам направлений подготовки выпускников вузов по технологическим специально- стям. Значительно меньше издано учебных пособий по проведению практических занятий, семинаров и решению прикладных задач. Следует отметить, что первый «Сборник задач и упражнений» по технологии машиностроения (М.: Машгиз, 1947 г.) был создан профессором В.М. Кованом, основателем научной школы в этой области МВТУ им. Н.Э. Баумана, совместно с профессором B.C. Корсаковым. Научная школа Брянского государственного технического университета внесла большой вклад, выпустив два издания учеб- ного пособия по решению прикладных задач по технологии маши- ностроения (М.: Машиностроение, 1988 и 2006 г.). Известна рабо- та белорусских технологов под редакцией И.П. Филонова «Сбор- ник практических работ по технологии машиностроения» (Минск: БМГУ, 2003 г.). Закрепление знаний, получаемых на лекциях, проходит на се- минарских занятиях, при выполнении домашних заданий и курсо- вых проектов. Авторы данного учебного пособия попытались из- ложить свое видение решения проблем, возникающих в практиче- ской деятельности как студентов, так и инженеров-технологов. В данном издании внимание уделено обоснованию принимае- мых технологических решений при оценке точности обработки
заготовок статистическими методами; определении погрешно- стей, которые возникают при влиянии отдельных факторов на точность механической обработки; оценке суммарной погрешно- сти механической обработки заготовок; прогнозировании точно- сти обработки на агрегатных станках и автоматических линиях; выборе схем установки заготовок для обработки и схем контроля готовых деталей; расчетах технологических размеров; конструи- ровании технологической оснастки для механической обработки заготовок; оценке точности контрольных приспособлений; разра- ботке технологических процессов механической обработки заготовок, определении припусков на обработку и размеров заготовки. Данное пособие не претендует на всесторонний охват всех этапов, связанных с проектированием технологических процессов механической обработки и сборки. В последующих изданиях предполагается рассмотреть такие этапы, как выбор метода получения заготовок, построение операций обработки на станках с ЧПУ, разработка групповых технологических процессов и др. Каждая глава учебного пособия включает краткое описание теории принятия технологических решений, примеры решения типовых задач, задания и необходимые справочные данные. Такая структура пособия позволяет рекомендовать его не только для семинарских занятий, но и для самостоятельного выполнения домашних заданий, курсовых научно-исследовательских работ, курсовых и дипломных проектов студентами технологических направлений подготовки. Продолжая традиции основоположников научной технологической школы В.М. Кована и В.С. Корсакова, авторы включили в данный сборник задачи, разработанные и прошедшие более чем 25-летнее апробирование на кафедре «Технология машинострое- ния» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Материал пособия рассчитан на студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям 151000 «Технологиче- ские машины и оборудование» и 150700 «Машиностроение», а также по специальности 151701 «Проектирование технологиче- ских машин и комплексов» в целях приобретения практических навыков в своей будущей трудовой деятельности. В то же время данное пособие может быть полезно при обучении другим маши- ностроительным специальностям в высших учебных заведениях.
1. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА И ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ 1.1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ Для оценки качества поверхностей и точности обработки мето- дами математической статистики все виды погрешностей условно подразделяют на случайные и систематические [2]. Характеристи- кой случайной величины является закон ее распределения. По- скольку число опытов конечно, то можно получить лишь прибли- женные значения оценки вероятностных характеристик случай- ной величины. При этом используются следующие характеристики: R — размах варьирования величины (или интервал рассеяния размеров), R = xmax – xmin, где xmax и xmin — соответственно максимальное и минимальное значения случайной величины; Xcp — центр группирования значений случайной величины (например, размеров деталей данной партии), гр. гр 1 cp гр 1 , n i i m i x m X m = = = ∑ ∑ (1.1) где xгр.i — средний размер деталей в группе (интервале); mгр — число деталей данного интервала размеров; гр 1 m i m =∑ — общее число контролируемых деталей;
σ — среднее квадратичное отклонение значений исследуемого па- раметра, ( ) 2 гр. гр ср 1 гр 1 1 σ . m i m i i x m x m = = = − ∑ ∑ (1.2) В зависимости от размера выборки погрешность расчета σрасч = σр учитывается с помощью поправочного коэффициента p при разном числе m измеренных деталей: m ...................... 25 50 75 100 200 p ....................... 1,4 1,3 1,25 1,2 1,15 Среднее квадратичное отклонение может служить мерой точ- ности обработки. Тогда для основных законов распределения слу- чайных величин может быть найдена точность обработки Δ: для закона Гаусса (нормального распределения) Δ = 6 σрасч; для закона равной вероятности Δ = 3,46 σрасч; для закона Рэлея (закона эксцентриситета) Δ = 5,252 σрасч. Для композиции законов Гаусса и равной вероятности пользу- ются временной функцией распределения a(t), разработанной Н.А. Бородачевым. В этом случае 2 1 σ σ 1 , λ 3 a a = + (1.3) где λa — параметр, определяющий отношение величины смещения среднего значения размера к среднему квадратичному отклонению σ мгновенного гауссова распределения. Тогда фактическое поле рассеяния размеров Δ зависит от величины параметра λа [1—4]: λа ........................ 3 6 10 24 Δ ......................... 4,74σа 4,14σа 3,76σа 3,56σа При одновременном действии систематических и случайных погрешностей, подчиняющихся закону Гаусса, точность можно оценить в общем виде: сист 6σ . Δ = + Δ (1.4)
В случае обработки одной партии деталей с одной настройкой оборудования погрешность изготовления определяют по формуле ( ) 2 2 расч н ф 6σ ε , k Δ = + + + Δ Δ (1.5) где ε — погрешность установки заготовки в приспособление; Δн — погрешность настройки станка на размер; Δф — погрешность фор- мы обрабатываемой поверхности; k = 1,1…1,2 — коэффициент, характеризующий возможное отклонение действительных кривых распределения от закона Гаусса. Если обработке подвергают несколько партий деталей при разных настройках и наличии ε, то погрешность изготовления составит: ( ) 2 2 2 2 расч н ф 6σ ε . k Δ = + + + Δ Δ (1.6) Надежность обеспечения требуемой точности обработки ха- рактеризуется коэффициентом запаса точности зад факт ψ , Δ = Δ (1.7) где Δзад и Δфакт — соответственно заданная и фактическая погреш- ности обработки. При значениях ψ > 1,0 обработку можно осу- ществлять без брака; при ψ > 1,12 процесс считается надежным, а при ψ < 1,0 брак является неизбежным. Коэффициент точности настройки kн характеризует относи- тельное смещение вершины кривой рассеяния Δx от середины поля допуска размера [5]: н зад x k Δ = Δ ; max min ср , 2 x x x X + Δ = − (1.8) где xmax и xmin — предельные размеры деталей по чертежу. Настройка считается точной, если kн < kдоп, где доп ψ 1 2ψ k − = — допустимое значение коэффициента точности настройки. Когда поле рассеяния размеров больше, чем поле допуска, т. е. Δфакт ≥ Δзад, и условие работы без брака не выполняется, то вероят- ность появления брака устанавливают посредством вычисления
площади, ограниченной кривой распределения и осью абсцисс на длине, величина которой численно соответствует допуску: зад доп max доп min. x x Δ = − При симметричном расположении поля рассеяния относитель- но поля допуска (рис. 1.1) находят удвоенное значение функции Лапласа Ф(z), определяющее половину площади, ограниченной кривой Гаусса и абсциссой, т. е. ( ) 2 2 0 1 2Ф 2 2π z z F z e dz − = = ∫ , (1.9) где z — соотношение половины допуска Δзад к величине среднего квадратичного (фактического) значения, зад факт 0,5 . σ z Δ = (1.10) Используя приложение 1.1, по величине z находят значение Ф(z), соответствующее количеству годных деталей в процентах, по одну сторону от xср. Общий процент годных деталей составляет 2Ф( ). F z = Рис. 1.1. Симметричное расположе- ние поля рассеяния относительно по- ля допуска размера При несимметричном расположении поля рассеяния относи- тельно поля допуска размера (рис. 1.2) значение Ф(z) находят при смещении xзад на величину погрешности настройки Δн. В этом слу-
чае определяют соответственно процент брака для обеих частей зоны расположения зад зад1 зад2 Δ = Δ + Δ , а именно: зад 1 н; 2 x Δ = + Δ зад 2 н, 2 x Δ = − Δ тогда 1 1 расч ; x z = σ 2 2 расч . x z = σ Зная площади 1 1 Ф( ) F z = и 2 2 Ф( ), F z = которые находят по при- ложению 1.1, можно рассчитать общее число годных деталей, шт.: ( ) ( ) годн 1 2 2 Ф Ф 100 %. n z z = ⎡ + ⎤ ⋅ ⎣ ⎦ При композиционном законе распределения (рис. 1.3), отличаю- щемся от закона Гаусса, для определения процента бракованных деталей также вычисляют площадь участков, находящихся в зоне Δзад. Для симметричного расположения Δзад относительно ср x зад 0 2 x Δ = ; ( ) ср доп max доп min 1 , 2 x x x = − тогда ( ) ср 0 факт факт . σ σ a a а x x x z − = = Рис. 1.2. Расположение поля рассея- ния несимметрично относительно поля допуска
Рис. 1.3. Композиционное распределение поля допуска Затем по величине za и значениям ( ) Ф ; , a a z λ приведенным в приложении 1.2, находят число, соответствующее половине обще- го количества бракованных деталей в процентах. Окончательно получают, шт.: ( ) брак 1 2Ф ; 100 %. a a n z = ⎡ − λ ⎤ ⋅ ⎣ ⎦ Для несимметричного расположения Δзад относительно ср. доп x (рис. 1.4) определяют долю бракованных деталей, %, которая чис- ленно равна площади участка, расположенного с одной стороны за пределами поля допуска 0 зад факт 2, x = Δ − Δ 0 факт σ . a a z x = То- гда число бракованных деталей, шт., рассчитывают по фор- муле nбрак = [0,5 – Φ(za; λa)]·100 %. Рис. 1.4. Несимметричное расположение поля допуска
Доступ онлайн
В корзину