вопросы к экз. Вопросы к экзамену по Основам технологии машиностроения
 Скачать 248 Kb.
|
1 2 Размерные связи – используются при придании нужного относительного положения заготовке и инструменту в рабочем пространстве станка. Кинематические связи – используются для создания требуемого относительного движения. Динамические связи – обеспечивают процесс резания. Между операциями процесса и на каждой операции также действуют связи, обеспечивающие нужные размеры и их точность. Обработка заготовки сопровождается действием временных связей, образуемых затратами времени на выполнение операции. Проектирование машины, технического процесса, производственного процесса – выбор и целенаправленное построение строго определенных систем связей, действие которых и обеспечивает получение качественной продукции. Служебное назначение машины. Под служебным назначением машины понимают максимально уточненную и четко сформулированную задачу, для решения которой предназначена машина. Формулировка служебного назначения машины должна содержать подробные сведения, конкретизирующие общую задачу и уточняющие условия, при которых эта задача может быть решена. Кроме того, должны быть дополнительные условия и требования, количественно уточняющие предназначение машины: • показатели производительности; • перечень условий, в которых будет работать машина; • показатели качества исходного продукта (при его переработке); • количество потребляемой энергии; • дизайн; • уровень шума; • коэффициент полезного действия; • степень автоматизации или механизации и др. Первоначально служебное назначение формулируется заказчиком. Конструктор, разработав конструкцию и сделав необходимые расчеты, даег окончательную формулировку служебного назначения машины и ее сборочных единиц, обоснованно назначает технические требования и нормы точности, вытекающие из служебного назначения, указывает методы достижения заданной точности в соответствии с данными по количесгвенному выпуску машины, обеспечивающие более экономичное ее выполнение. Этапы конструирования машины. Первая стадия – разработка технического задания – документа, содержащего наименование, основное назначение, технические требования, показатели качества, экономические показатели и специальные требования заказчика к изделию. Техническое задание разрабатывают на основе требований заказчика с учётом достижений и технического уровня отечественных и зарубежных конструкций, патентного поиска, а также результатов научно-исследовательских работ и научного прогноза. Вторая стадия – разработка технического предложения – совокупности конструкторских документов, обосновывающих техническую и технико-экономическую целесообразность разработки изделия на основе предложений в техническом задании, рассмотрения вариантов возможных решений с учётом достижений науки и техники в стране и за рубежом, патентных материалов, возможностей машиностроительных заводов отрасли и смежных отраслей. Техническое предложение утверждаётся заказчиком и генеральным подрядчиком. Третья стадия – разработка эскизного проекта – совокупности конструкторских документов, содержащих принципиальные конструкторские решения и разработки общих видов чертежей, дающих представление об устройстве разрабатываемого изделия, принципе его действия, габаритах и основных параметрах. Сюда входит пояснительная записка с необходимыми расчётами. Четвёртая стадия – разработка технического проекта – совокупности конструкторских документов, содержащих окончательное решение и дающих полное представление об устройстве изделия. Чертежи проекта состоят из общих видов и сборочных чертежей узлов, полученных с учётом достижений науки и техники на уровне работы узлов. На этой стадии рассматриваются вопросы надёжности узлов, соответствие требованиям техники безопасности, условиям хранения и транспортирования и т.д. Пятая стадия – разработка рабочей документации – совокупности документов, содержащих чертежи общих видов,узлов и деталей, оформленных так, чтобы по ним можно было изготовлять изделия и контролировать их производство и эксплуатацию. На этой стадии разрабатываются конструкции деталей, оптимальные по показателям надёжности, технологичности и экономичности. Широкое использование ЭВМ на всех стадиях проектирования необходимо, чтобы избавить конструктора от выполнения трудоёмких расчётов, многофакторного анализа и большого объёма графических работ. Формирование свойств материала заготовок в процессе изготовления. Материал детали (чугун, сталь, цветной сплав, стекло, гранит и другое) выбирает конструктор исходя из служебного назначения детали, механических свойств материала, физических свойств материала, химических свойств материала, технологических свойств материала. К механическим свойствам относятся временное сопротивление при растяжении и сжатие, предел текучести, относительное удлинение, структура остаточных напряжений и другие. К физическим свойствам относятся удельный вес, плотность, модуль объемного сжатия, модуль Юнга, температура плавления, температура кристаллизации, теплопроводность, коэффициент линейного расширения, электрическое сопротивление. Химические свойства материала, прежде всего, определяются его коррозионной стойкостью. К технологическим свойствам относятся обрабатываемость резанием, обрабатываемость давлением, свариваемость, упрочняемость. Требования к свойствам материала должны задаваться системой номинальных значений и допусками, ограничивающими отклонения показателей их номинальных значений. На машиностроительных предприятиях детали машин изготавливают из полуфабрикатов. Полуфабрикатами в основном являются изделия металлургических предприятий: прокат; заготовки, полученные отрезкой из проката, литьем, пластическим деформированием, сваркой; металлические порошки и др. При изготовлении детали заготовки подвергаются силовым, тепловым, химическим и другими воздействиями. Вследствие этого на каждом из этапов технологического процесса могут меняться химический состав, структура, зернистость материала заготовки, а, следовательно, механические свойства, физические свойства, химические свойства, состояние поверхностного слоя Таким образом, для достижения требуемых свойств материала детали необходимо учитывать следующее: строить технологический процесс изготовления детали так, чтобы обеспечить необходимые свойства материала детали наряду с ее геометрической точностью; исходя из требуемых свойств материала детали и с учетом изменения этих свойств в процессе изготовления, предъявить комплекс требований к материалу заготовки (например, жидкотекучесть, хорошая обрабатываемость); обеспечить соблюдение требований к материалу заготовки в технологическом процессе ее изготовления (литья, ковки, штамповки отрезки). Воздействие механической обработки на свойства материала заготовки. Механическую обработку заготовки можно вести резанием и пластическим деформированием. В обоих случаях формирование поверхностных слоев обрабатываемых поверхностей проходит в сложных условиях, определяемых действием сил, теплоты и химических явлений. оздействие механической обработки на свойства материала заготовок определяется действием сил. Теплоты и химических явлений, сопровождающих процесс формирования поверхностных слоев обрабатываемых поверхностей детали. При обработке резанием под воздействием силы в поверхностном слое материала заготовки возникают упругие и пластические деформации. Пластическое деформирование материала сопровождается его упрочнением (наклепом) и изменением его механических, физических и химических свойств. При точении степень наклепа увеличивается с ростом сил резания. Чему способствуют увеличение глубины резания и подачи, переход от положительных передних углов резцов к отрицательным, большие радиусы закругления и затупление резцов. Но в то же время изменение режимов обработки, приводящее к увеличению количества теплоты в зоне резания, создает условия для отдыха материала и снятия наклепа с поверхностного слоя. Общие закономерности образования наклепа характерны для точения, фрезерования, шлифования и других механических способов обработки. Воздействие термической обработки на свойства материала заготовки. Основной задачей термообработки заготовок является изменение структуры и свойств их материала, направленные, чаще всего, на получение более мелкого зерна. Термической обработке подвергаются слитки, отливки, поковки, сварные соединении, заготовки, полученные из проката, а также детали, изготовленные из разнообразных металлов и сплавов. Основными видами термической обработки заготовок из сталей являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск Отжиг (нагрев дол температуры выше Ас3 на 30-50о С и охлаждение со скоростью 100-200о С/ч для углеродистых сталей и 20-70о С/ч - для легированных) заготовок из сталей проводят для снижения твердости, повышения пластичности и получения однородной мелкозернистой структуры Нормализация сообщает стали более высокую прочность, чем отжиг, из-за большей скорости охлаждения ( после нагрева заготовку охлаждают на воздухе) Закалка обеспечивает в заготовках из стали структуры наивысшей твердости (после нагрева охлаждение осуществляется погружением заготовки в воду или масло, имеющих температуру 20-25о С) Отпуск обеспечивает большую пластичность материала и снятие остаточных напряжений. В зависимости от температуры нагрева различают три вида отпуска: низкий (при 120-250оС), средний (при 350-450оС) и высокий (при 500-680о С) Комбинированную термическую обработку заготовок из конструкционных сталей, состоящую из полной закалки и высокого отпуска называют улучшением. Получение требуемых свойств материала заготовки, подвергаемой термообработке, зависит от его химического состава, степени его однородности и чистоты, наличия остаточных напряжений, формы и размеров заготовки, правильного выбора и соблюдения режимов термообработки. Воздействие химико-термической обработки на свойства материала заготовки. Химико-термическую обработку (ХТО) применяют для поверхностного упрочнения и противодействия влиянию на поверхность агрессивных сред. Наибольшее распространение в машиностроении получили процессы: цементации, цианирования и азотирования. Цементация представляет собой процесс обогащения поверхностного слоя (0,5-2,2 мм) низкоуглеродистой стали углеродом. Последующая закалка сообщает поверхностному слою высокую твердость (HRC 64:66) и вязкость сердцевины и повышает износостойкость и усталостную прочность детали. Цементацию осуществляют в твердом или газообразном карбюризаторе при температуре 920-1050оС. Обычно цементации подвергают не все, а лишь отдельные поверхности заготовок, поэтому нецементируемые поверхности должны быть изолированы. Существуют различные способы изолирования: омеднение, применение специальных обмазок, назначение припусков, удаляемых с заготовки после цементации до закалки. В последнем случае в технологическом процессе изготовления детали на первых этапах обрабатывают поверхности заготовки, подлежащие цементации с припуском под обработку после закалки. Остальные поверхности либо не обрабатывают, либо обрабатывают с припуском в 1,5-2 раза превышающим заданную глубину цементированного слоя. После цементации защитные и цементированные слои с этих поверхностей удаляют, и заготовку направляют на закалку, в результате которой высокую твердость приобретут только цементированные поверхности. Цианирование как и цементация повышает твердость поверхностного слоя, износостойкость и усталостную прочность. Процесс насыщения поверхностного слоя материала углеродом ведут при температуре 820-950о С с применением в качестве карбюризатора цианистых соединений (жидких, газообразных, твердых).Цианирование обеспечивает большую износостойкость, чем цементация из-за содержания в поверхностном слоя азота. Азотирование применяют для повышения твердости, износостойкости и предела выносливости деталей машин, изготавливаемых из легированных сталей и чугуна. До азотирования детали подвергают закалке и высокому отпуску, проводят чистовую обработку заготовки, а после азотирования - отделочную обработку (тонкое шлифование, притирку, доводку и т.п.). Насыщение азотом ведут при температуре 500-600о С в муфелях или контейнерах, через которые пропускают аммиак. Азотированию подвергают лишь отдельные поверхности, все остальные защищают гальваническим лужением. Азотирование более длительный процесс, чем цементация, требующий 50-60 ч выдержки, при толщине азотированного слоя, не превышающего 0,5 мм. Воздействие электрофизической и электрохимической обработки на свойства материала заготовки. Электрофизические и электрохимические (ЭФЭХ) методы обработки основаны на непосредственном воздействии различных видов энергии (электрической, химической и др.) на обрабатываемую заготовку. При обработке заготовок этими методами отсутствует силовое воздействие инструмента на заготовку или оно настолько мало, что практически не влияет на суммарную погрешность обработки. Эти методы позволяют изменять форму обрабатываемой поверхности заготовки и влиять на состояние поверхностного слоя. Так, в некоторых случаях наклеп обработанной поверхности не образуется, дефектный слой незначителен, удаляются ирижоги поверхности, полученные при шлифовании, повышаются коррозионные прочностные и другие эксплуатационные характеристики поверхностей деталей. Кинематика формообразования поверхностей деталей ЭФЭХ методами об работки, как правило, проста, что обеспечивает точное регулирование процессов и их автоматизацию. ЭФЭХ методы обработки являются универсальными и обеспечивают непрерывность процессов при одновременном формообразовании всей обрабатываемой поверхности. Последовательность разработки технологического процесса изготовления машины. Задачей каждого технологического процесса является экономичное изготовление машин, отвечающих их служебному назначению. Для успешного решения этой задачи разработку технологического процесса изготовления машины нужно вести в следующей последовательности: + 1)изучение служебного назначения машины, технических требований, норм точности и критический анализ их соответствия служебному назначению; 2)ознакомление с намечаемым количественным выпуском машин в единицу времени и по неизменяемым чертежам; 3)изучение рабочих чертежей машины и их критический анализ с точки зрения возможности выполнения машиной ее служебного назначения, методов достижения геометрической точности, заложенных в конструкцию, технологичности конструкции машины; 4)разработка технологии общей сборки машины и сборки ее сборочных единиц; 5)изучение служебного назначения деталей, технических требований, норм точности и критический анализ их соответствия своему служебному назначению, а также анализ технологичности конструкции деталей; 6)выбор наиболее экономичных способов получения заготовок, обеспечивающих требуемое качество деталей; 7)разработка технологических процессов изготовления деталей; 8)планировка оборудования и рабочих мест; 9)оформление заказов на проектирование и изготовление оборудования, приспособлений и инструментов; 10)внесение в технологический процесс коррективов и устранение допущенных ошибок и недочетов. Разработка технологического процесса сборки машины. Технологический процесс сборки складывается из ряда переходов, заключающихся в соединении сопрягаемых сборочных, единиц и деталей путем приведения в соприкосновение основных баз присоединяемой сборочной единицы или детали со вспомогательными базами сборочной единицы, к которой они присоединяются. К технологическому процессу сборки также относят переходы, связанные с проверкой точности относительного положения и движения сборочных единиц и деталей, пригонкой, подбором, регулированием, фиксацией относительного положения сборочных единиц и деталей, а также с проверкой правильности действия различных механизмов и устройств и их регулированием. В сборочные процессы включают переходы, связанные с очисткой, мойкой, окраской, отделкой деталей, сборочных единиц и машины в целом, разборкой машины, если ее отправляют потребителю в разобранном виде, и упаковкой машины. Исходными данными для проектирования технологического процесса сборки являются: 1сборочные чертежи собираемого изделия (узла или машины); 2технические условия на сборку изделия; 3рабочие чертежи деталей, входящих в изделие; 4годовая программа выпуска изделия и предполагаемая продолжительность его производства. При проектировании необходимо использовать: каталоги паспорта, характеристики сборочного оборудования и механизированного инструмента [4, 5, 7, 10, 23, 24]; стандарты и нормали на механизированный сборочный инструмент; технологические процессы сборки типовых узлов машин [1, 2, 3]; альбомы типовых и нормальных сборочных приспособлений [6]; нормативы времени на сборочные работы бланки технологических карт сборки Разработка ТП сборки включает в себя следующие основные этапы: 1. Анализ исходных данных для проектирования ТП сборки. 2. Технический контроль конструкторской документации и техусловий. 3. Размерный анализ конструкции изделия и выявление методов точности сборки. 4. Составление технологических схем общей и узловой сборки. 5. Разработка маршрута общей и узловой сборки. 6. Проектирование технологических операций сборки. 7. Нормирование ТП сборки. 8. Выбор или разработка мероприятий по технике безопасности. 9. Оценка технико-экономической эффективности разработанного ТП сборки. 10. Оформление технической документации. Разработка технологического процесса изготовления деталей. Задача разработки технологического процесса изготовления детали заключается в нахождении для данных производственных условий оптимального варианта перехода от полуфабриката, поставляемого на машиностроительный завод, к готовой детали. Выбранный вариант должен обеспечивать требуемое качество детали при наименьшей ее себестоимости. Технологический процесс изготовления детали рекомендуется разрабатывать в следующей последовательности: 1)изучить по чертежам служебное назначение детали и проанализировать соответствие ему технических требований и норм точности; 2)выявить число деталей, подлежащих изготовлению в единицу времени и по неизменяемому чертежу, наметить вид и форму организации производственного процесса изготовления деталей; 3)выбрать полуфабрикат, из которого должна быть изготовлена деталь; 4)выбрать технологический процесс получения заготовки, если неэкономично или физически невозможно изготовлять деталь непосредственно из полуфабриката; 5)обосновать выбор технологических баз и установить последовательность обработки поверхностей заготовки; 6)выбрать способы обработки поверхностей заготовки и установить число переходов по обработке каждой поверхности исходя из требований к качеству детали; + 7)рассчитать припуски и установить межпереходные размеры и допуски на отклонения всех показателей точности детали; 8)оформить чертеж заготовки; 9)выбрать режимы обработки, обеспечивающие требуемое качество детали и производительность; 10)пронормировать технологический процесс изготовления детали; 11)сформировать операции из переходов и выбрать оборудование для их осуществления; 12)выявить необходимую технологическую оснастку для выполнения каждой операции и разработать требования, которым должен отвечать каждый вид оснастки (приспособления для установки заготовки и режущего инструмента, режущий инструмент, измерительный инструмент и пр.); 13) разработать другие варианты технологического процесса изготовления детали, рассчитать их себестоимость и выбрать наиболее экономичный вариант; 14)оформить технологическую документацию; 15)разработать технические задания на конструирование нестандартного оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента. При разработке технологического процесса изготовления детали используют чертежи сборочной единицы, в состав которой входит деталь, чертежи самой детали, сведения о количественном выпуске деталей, стандарты на полуфабрикаты и заготовки, типовые и групповые технологические процессы, технологические характеристики оборудования и инструментов, различного рода справочную литературу, руководящие материалы, инструкции, нормативы. Технологический процесс разрабатывают либо с привязкой к действующему, либо для создаваемого производства. В последнем случае технолог обладает большей свободой в принятии решений по построению технологического процесса и выбору средств для его осуществления. 26. Техническое нормирование. Техническое нормирование – это установление технически обоснованных норм расхода производственных ресурсов: рабочего времени, энергии, сырья, материалов, инструментов и т.д. (ГОСТ 3.1109–82). При техническом нормировании выявляются резервы рабочего времени, улучшается организация труда на предприятии, устанавливается правильная мера труда (т.е. определяется норма времени) и, в конечном счете, решаются задачи повышения производительности труда и увеличения объема производства. При техническом нормировании труда технологическая операция разлагается на элементы: машинные, машинно-ручные, переходы, рабочие ходы, приемы и движения. Каждый элемент подвергают анализу, как в отдельности, так и в сочетании со смежными элементами. Техническая норма времени – это время, необходимое для выполнения единицы работы, установленное расчетом, исходя из рационального использования в данных условиях производства труда рабочего и орудий труда с учетом передового производственного опыта. Технические нормы служат основой для определения требуемого количества оборудования и его загрузки, производственной мощности участков и цехов, расчета основных показателей по труду и заработной плате, а также являются основой оперативного (календарного) планирования. 1 2 |