ГТМ. Практикум для студентов специальностей 136 10 01 Горные машины и оборудование (по направлениям)
 Скачать 3.73 Mb.
|
|
1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Кафедра «Горные машины» Ю. И. Тарасов ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ И РЕМОНТА ГОРНЫХ МАШИН Лабораторный практикум для студентов специальностей 1-36 10 01 «Горные машины и оборудование (по направлениям)» Рекомендовано учебно-методическим объединением высших учебных заведений Республики Беларусь по образованию в области горнодобывающей промышленности Минск БНТУ 2020 2 УДК 622:658.274(076.5)(075.8) ББК 33.16я7 Т19 Р е ц е н з е н т ы: П. Ю. Бранцевич, А. Н. Орда Тарасов, Ю. И. Технология машиностроения и ремонта горных машин : лабора- торный практикум для студентов специальностей 1-36 10 01 «Горные машины и оборудование (по направлениям)» / Ю. И. Тарасов. – Минск: БНТУ, 2020. – 58 с. ISBN 978-985-550-998-2. В издании приведены описания лабораторных работ, теоретический материал, основные правила по технике безопасности, а также методика выполнения лабора- торных работ и обработки полученных экспериментальных данных. УДК 622:658.274(076.5)(075.8) ББК 33.16я7 ISBN 978-985-550-998-2 © Тарасов Ю. И., 2020 © Белорусский национальный технический университет, 2020 Т19 3 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................ 4 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ............. 4 ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РАБОТ ................................................................. 5 Лабораторная работа № 1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ....................................................................... 7 Лабораторная работа № 2. РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКУ .............................................. 12 Лабораторная работа № 3. ТЕХНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ ПРИ ОДНОИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ОБАБОТКЕ ........................................................................................... 24 Лабораторная работа № 4. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ ОПЕРАЦИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ......................................................................................... 28 Лабораторная работа № 5. РАСЧЕТ ТОЧНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ ...................................................... 38 Лабораторная работа № 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ ....... 41 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ............................................ 47 Приложение «Технологический процесс механической обработки детали» ................................................................................ 48 4 ВВЕДЕНИЕ Лабораторный практикум по курсу «Технология машинострое- ния» содержит шесть лабораторных работ и пример разработки тех- нологического процесса механической обработки детали с оформ- лением маршрутной карты и операционных карт механической об- работки. Практикум охватывает комплекс вопросов, позволяющих уяснить основные положения курса: разработку технологических процессов механической обработки, определение режимов резания, статистиче- ский анализ точности, операцию механической обработки, опреде- ление геометрических параметров режущих инструментов. Предусмотрено выполнение части необходимых расчетов с по- мощью вычислительной техники по программе. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ Выполнение лабораторной работы начинается с внимательного изучения инструкции и методических указаний по данной работе, а также соответствующих разделов лекций и учебников по дисци- плине «Технология машиностроения и ремонта горных машин». Степень готовности студентов к выполнению работы устанавли- вается преподавателем путем контрольного опроса. После ответов на контрольные вопросы и вопросы по технике безопасности студенты, получив разрешение преподавателя, приводят в действие лабораторную установку и приступают к необходимым измерениям и записям показаний приборов. При выполнении работы в оборудовании могут обнаружиться различные неисправности и неполадки. В таких случаях студент немедленно выключает установ- ку и о замеченных неисправностях докладывает преподавателю. Отчет о работе должен быть оформлен аккуратно, все схемы и графики выполнены четко. Результаты опытов и расчетов сводятся в таблицы. Построенные графики исследуемых зависимостей со- провождаются краткими выводами. Студент обязан закончить отчет в лаборатории за время, отве- денное для выполнения лабораторной работы. 5 Оформленный отчет по каждой работе студент предъявляет пре- подавателю и, при успешной защите работ в конце семестра, полу- чает зачет или допуск к экзамену. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РАБОТ Условия работы в учебных лабораториях значительно отличаются от условий труда на промышленных предприятиях, где имеется ста- ционарное оборудование с постоянно установленными ограждения- ми, предохранительными устройствами и другими мерами защиты. Неосторожное поведение студентов в лаборатории, неправиль- ное обращение с установками могут привести к несчастным случа- ям и порче оборудования. При выполнении лабораторных работ студент обязан соблюдать следующие правила: – входить и выходить из лаборатории можно только по разреше- нию преподавателя; – перед началом работы необходимо ознакомиться с установкой и заданием; – на рабочем месте должно быть только оборудование и принад- лежности, относящиеся к выполняемой работе; – разрешается проводить только ту работу, которая указана в графике выполнения работ; – пуск и остановка любой установки производится только с раз- решения и в присутствии преподавателя или лаборанта, ведущих занятия (перед включением установки необходимо предупредить всех участвующих в работе о начале проведения опытов); – категорически запрещается оставлять без присмотра работаю- щие установки; – запрещается оставаться работать в лаборатории одному лицу (обязательное присутствие второго лица необходимо для оказания работающему помощи при несчастном случае); – включать и выключать электропусковую аппаратуру можно только стоя на резиновом коврике; – категорически запрещается открывать силовые шкафы, прика- саться к открытым контактам на лабораторных щитах, электродви- гателях и т. п.; 6 – при работе на установках, имеющих движущиеся детали, необ- ходимо быть особенно осторожным (не прикасаться к этим деталям и следить, чтобы на них не попадали края одежды); – при возникновении каких-либо неясностей необходимо пре- кратить работу и обратиться за разъяснением к преподавателю или лаборанту; – при обнаружении неисправностей и неполадок в работе обору- дования необходимо немедленно выключить установку и доложить преподавателю; – по окончании работы необходимо привести в порядок рабочее место. После ознакомления с правилами работы в лаборатории студент расписывается в книге учета инструктажа по технике безопасности и несет полную ответственность за нарушение этих правил. 7 Лабораторная работа № 1 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ 1. Цель работы 1.1. Ознакомиться с правилами разработки технологического процесса механической обработки. 1.2. Разработать маршрутный и операционный технологические процессы заданной детали. 1.3. Приобрести навыки в правильном оформлении технологиче- ской документации. 2. Основные правила по технике безопасности 2.1. Внимательно ознакомиться с заданием и лабораторным обо- рудованием, на котором предстоит выполнять работу. 2.2. Запрещается включать и выключать оборудование, работа на котором не разрешена преподавателем. 2.3. Не прикасаться к электрооборудованию, клеммам, электро- проводам, не открывать дверцы электрошкафов. 3. Основные положения Для получения готовой детали, полностью отвечающей требова- ниям рабочего чертежа и технических условий, необходима разра- ботка технологического процесса. Данная разработка заключается в подробном описании операций, которым подвергается заготовка. Работа ведется в следующей последовательности: сначала дела- ют предварительный набросок технологического процесса, на по- следующих этапах он уточняется и детализируется на основе тех- нологических расчетов. В результате создается вариант технологи- ческого процесса. В период разработки приходится решать большое количество сложных и взаимосвязанных задач: – анализ исходных данных; – определение типа производства; – выбор метода получения заготовки; – выбор технологических баз; 8 – назначение маршрута обработки отдельных поверхностей; – определение содержания и последовательности технологиче- ских операций; – выбор типа оборудования, режущего инструмента, приспособ- лений и измерительного инструмента; – расчет припусков на обработку, расчет промежуточных и ис- ходных размеров заготовки; – расчет режимов резания; – техническое нормирование операций; – оценка технико-экономических показателей процесса; – определение квалификации рабочих; – оформление технологической документации. Технологический процесс механической обработки должен стро- иться с учетом возможности совершенствования и производства при развитии науки и техники в области технологии машиностроения. Задача разработки технологического процесса характеризуется многовариантностью возможных решений. Поэтому, для данного типа производства, следует определить оптимальный вариант обра- ботки по критериям наивысшей производительности и минималь- ной себестоимости. При разработке необходимо использовать справочные, норматив- ные и вспомогательные материалы: таблицы экономической точности обработки, каталоги и паспорта станков, ГОСТы и нормали на режу- щий и измерительный инструменты, таблицы для расчета припусков, справочники по режимам резания и расчету технических норм. 3.1. Исходные данные К исходным данным для разработки технологического процесса относятся: – рабочий чертеж детали; – чертеж заготовки (вид заготовки выбирается в соответствии с заданием); – готовая программа выпуска; – сведения о производственных условиях (наличии оборудова- ния, транспортных средств и др.). 3.2. Технологический контроль чертежа детали Рабочий чертеж детали необходимо тщательно изучить. Он дол- жен содержать все необходимые сведения, т. е. все проекции, разре- 9 зы и сечения, дающие полное и однозначное представление о кон- фигурации детали и возможных методах получения заготовки, все необходимые размеры с допусками на них, требуемую шерохова- тость поверхностей, возможные отклонения от правильной геомет- рической формы и взаимного положения поверхностей. Чертеж должен содержать данные о материалах, термической обработке, защитных покрытиях и массе детали. 3.3. Анализ технологичности конструкции Вопросы технологичности детали рассматриваются с учетом возможности уменьшения трудоемкости, металлоемкости, выбора прогрессивного метода получения заготовки и применения высоко- производительных способов механической обработки. Улучшение технологичности конструкции детали позволяет по- высить технико-экономические показатели разрабатываемого тех- нологического процесса. 4. Оформление технологической документации Разработанный технологический процесс необходимо оформить в виде следующих документов: Форма ГОСТ маршрутной карты: заглавный лист 3 3.1105-74 последующие листы 3а 3.1105-74 операционные карты механической обработки: заглавный лист 2 3.1404-74 последующие листы 1а 3.1404-74 Маршрутные карты содержат перечисление наименований опера- ций в соответствии с технологической последовательностью. В них также имеются сведения о материале и применяемом оборудовании. В операционной карте механической обработки содержатся дан- ные о пооперационном изготовлении детали с указанием переходов, средств технического оснащения, режимов обработки и расчетных норм. Для заполнения соответствующих граф в технологической доку- ментации следует использовать таблицу 1.1. 10 Таблица 1.1 Наименования графы Содержание и пояснение Примечание «Наименование и марка материала» В соответствии с чертежом «Масса детали» Заполняется по технологическому классификатору «Код материала» «Код единицы величины» (массы) «Код заготовки» «Профиль и размеры» Указывают вид выбранной заго- товки «Количество деталей» Количество деталей, получаемых из заготовки (прутка) «Единица нормирования» Количество деталей, на которые установлена норма расхода мате- риала «Норма расхода» L = l + 2t + h, где L – расчетная длина детали, l –длина детали по чертежу, 2t – припуск по подрезу торцов с двух сторон, h – ширина отрезного резца, N = M/L, где N – норма расхода, M – масса заготовки (прутка) «Коэф. исп. материала» K = m/N, где K – коэф. исп. мат., m – масса детали «Номер операции» Указывается тремя знаками: первая операция – 005 вторая операция – 010 и т. д. «Наименование и содер- жание операций» Указывается код и наименование операции по классификатору «Обозначение документа» по ГОСТ 3.1201-74 «Оборудование» Наименование и модель станка «Приспособление» Указывается код и наименование по ГОСТу – для стандартных. Для нестандартных – наименова- ние и слово «специальное» 11 Окончание табл. 1.1 Наименования графы Содержание и пояснение Примечание «Содержание перехода» При наличии операционного эскиза применяется сокращенная форма записи с учетом условного обозначения конструктивных элементов обрабатываемой заго- товки «Инструмент» Указывается код и наименование по ГОСТу применяемого на дан- ном переходе инструмента На операционном эскизе конфигурация заготовки должна соот- ветствовать выполняемой операции и иметь все данные, необходи- мые для обработки. Режущий инструмент на эскизе не показывается. 5. Порядок выполнения работы 5.1. Провести анализ технологичности конструкции детали и технологический контроль чертежа детали. 5.2. Детально изучить проведенный в качестве аналога единич- ный технологический процесс. 5.3. Определить тип производства по заданной программе выпуска. 5.4. Выбрать технологические базы. 5.5. Разработать маршрутно-операционный технологический про- цесс механической обработки заданной детали: – определить технологический маршрут обработки; – установить последовательность технологических операций; – определить содержание операций, выбрать оборудование и сред- ства технологического оснащения; – провести требуемые расчеты и закончить маршрутную карту; – разработать одну технологическую операцию с перечислением переходов обработки; – заполнить операционную карту. 5.6. Составить отчет о выполненной работе с обоснованием вы- бора баз, последовательности операций обработки, методов крепле- ния и используемого оборудования. 12 Лабораторная работа № 2 РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКУ 1. Цель работы 1.1. Освоить расчетно-аналитический метод определения при- пусков. 1.2. Анализируя исходные данные, выбрать вариант механиче- ской обработки заданной поверхности. 1.3. Провести необходимые расчеты и контроль полученных ре- зультатов. 2. Основные правила по технике безопасности 2.1. Запрещается без разрешения преподавателя приводить в действие оборудование и другие установки. 2.2. В период проведения занятий необходимо выполнять только ту работу, которая поручена, запрещается проводить другие работы. 3. Основные положения Припуск на механическую обработку – это слой металла, кото- рый удаляют для получения требуемой точности и качества обраба- тываемой поверхности. Различают промежуточный и общий припуски. Промежуточный припуск – это слой металла, который удаляют при выполнении отдельного технологического перехода. Общий припуск – это слой металла, который удаляют с заготовки на всех технологических переходах обработки данной поверхности. Величина промежуточного припуска равна разности размеров заготовки, которые получены на предшествующем и выполняемом технологических переходах. Величина общего припуска определяется как разность размеров заготовки и готовой детали по чертежу. При обработке тел вращения припуски задают на диаметр, т. е. указывают удвоенное значение припуска: при обработке наружных поверхностей вращения 13 о з д 2 , Z D D (2.1) где о Z – общий припуск на обработку; з D – диаметр исходной заготовки; д D – диаметр готовой детали. Минимальный промежуточный припуск min 1 min min , 2 i i i Z D D (2.2) где 1 min i D – минимальный диаметр заготовки на предшествующем переходе; min i D – минимальный диаметр заготовки на выполняемом пере- ходе. При обработке внутренних поверхностей вращения о д з 2 Z D D (2.3) Минимальный промежуточный припуск min max 1 max 2 i i i Z D D (2.4) 3.1. Расчетные формулы для определения припуска на механи- ческую обработку При параллельной обработке противоположных поверхностей min 1 1 1 2 2 i z i i i i Z R T (2.5) При последовательной обработке противоположных или отдель- но расположенных поверхностей min 1 1 1 z i i i i Z R T (2.6) При обработке наружных и внутренних поверхностей вращения 2 2 min 1 1 1 2 2 z i i i i Z R T (2.7) 14 При обтачивании цилиндрической поверхности заготовки, уста- новленной в центрах min 1 1 1 2 2 , z i i i Z R T (2.8) где 1 z i R – высота микронеровностей, полученная на предшеству- ющем переходе; 1 i T – глубина дефектного поверхностного слоя в результате выполнения предшествующего перехода; 1 i – суммарное значение пространственных отклонений на предшествующем переходе. i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе. Погрешность установки y на выполняемом переходе для одно- позиционной обработки определяется из формулы 2 2 б з , y (2.9) где б – погрешность базирования, которая возникает при несов- мещении установочной и технологических баз; з – погрешность закрепления, которая возникает в результате смещения обрабатываемых поверхностей заготовок от действия за- жимной силы. Для первого технологического перехода при обработке черновых заготовок всех видов и при выдерживании размера от черновой базы допуск следует принимать не табличный, а рассчитанный по формуле заг обр , 2 б б б (2.10) где заг б – допуск на размер черновой заготовки; обр б – допуск по квалитету соответствующего метода обработки. 15 Таблица 2.1 Варианты механической обработки наружных поверхностей Варианты Квалитеты Шероховатость поверхности 10…8 8…7 7…6 1 2 3 4 5 1 Обтачивание однократное R z 40 2 Обтачивание предварительное Обтачивание чистовое R z 20 3 Обтачивание однократное Шлифование однократное 2,5 1,25 4 – Обтачивание предварительное и чистовое. Шлифование 1,25 5 – Обтачивание, предварительное, чистовое и тонкое 0,63 6 – Обтачивание однократное. Шлифование предвари- тельное и чистовое 0,63 7 – Обтачивание предварительное и чистовое. Шлифова- ние предварительное и чистовое 0,63 |