close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

241

код для вставкиСкачать
Министерство сельского хозяйства РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Воронежский государственный аграрный университет
имени императора Петра I»
Титова И.В., Астанин В.К., Булыгин Н.Н.
«ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА
И РЕМОНТА ТРАНСПОРТНЫХ И ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ»
Лабораторный практикум
Учебное пособие для студентов очного отделения
агроинженерного факультета, обучающихся по направлению
23.03.03 (190600.62) «Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов» профиль подготовки бакалавры 190601.62 «Автомобили и автомобильное хозяйство»
Воронеж
2014
1
УДК 631.37(076)
ББК 40.72я7
Т 45
Авторы: И.В.Титова, В.К.Астанин, Н.Н.Булыгин
Рецензенты; д.т.н., профессор Поливаев О.И.
д.т.н., доцент Пухов Е.В.
Лабораторный практикум по основам технологии производства и ремонта транспортных и транспортно-технологических
машин и оборудования /И.В.Титова, В.К.Астанин, Н.Н.Булыгин. Воронеж: ВГАУ, 2014. -192 с.: ил. – (Учебники и учеб. пособия
для студентов высш.учеб. заведений).
ISBN
Дано описание лабораторных работ по дисциплине «Основы технологии производства и ремонта транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования». Каждая работа
включает теоретическое изложение материала, описание методики проведения экспериментов и контрольные вопросы для самопроверки. Предназначен для студентов очного отделения агроинженерного факультета, обучающихся по направлению 23.03.03
(190600.62) «Эксплуатация транспортно-технологических машин
и комплексов» профиль подготовки бакалавры 190601.62 «Автомобили и автомобильное хозяйство»
© И.В.Титова, В.К.Астанин, Н.Н.Булыгин
© ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»
2
Введение
Цель дисциплины - на основе теории и методов научного познания дать будущим специалистам автомобильного транспорта умения
и практические навыки по основам организации и технологии производства и ремонта автомобилей.
В результате освоения дисциплины «Основы технологии производства и ремонта транспортных и транспортно-технологических
машин и оборудования» формируются следующие компетенции:
- способность использовать современные методы монтажа, наладки машин и установок, поддержания режимов работы электрифицированных и автоматизированных технологических процессов, непосредственно связанных с биологическими объектами;
- способность использовать информационные технологии при
проектировании машин и организации их работы;
- участие в проведении работ по техническому обслуживанию
и ремонту транспортных, транспортно-технологических машин и
оборудования.
В результате изучения дисциплины студент должен иметь представление:
- о месте ремонта в системе обеспечения работоспособности
автомобилей;
- об основах технологии производства и ремонта автомобилей
и их составных частей;
Знать:
- основы проектирования технологических процессов изготовления деталей и сборки узлов автомобиля;
- основы формирования качества изделия в процессе производства и в процессе восстановления надёжности деталей и узлов;
- основы разработки технологических процессов разборки, мойки-очистки и контроль - сортировки, при ремонте автомобилей.
- системы и нормативы ремонта автомобилей;
- методы восстановления деталей.
Уметь:
- самостоятельно разрабатывать технологические процессы изготовления детали и сборки узлов, давать технико-экономическую
оценку выбранного варианта;
- самостоятельно разрабатывать технологические процессы разборки, мойки-очистки и контроль - сортировки и оформлять технологическую документацию в соответствии требованиям ГОСТов ЕСТД.
- использовать сведения о системах ремонта, исходя из учета ус3
ловий эксплуатации, состояния подвижного состава и других факторов;
- проводить анализ состояния, технологии и уровня организации
ремонтного производства.
Отчет по лабораторной работе оформляется индивидуально каждым студентом в специальной рабочей тетради. При оформлении отчета следует руководствоваться требованиями, предъявляемыми к
оформлению текстовых документов, таблиц, рисунков, графиков. Отчет по лабораторной работе должен быть выполнен аккуратно, рисунки и графики карандашом при помощи чертежных инструментов.
При подготовке отчета к защите следует проанализировать экспериментальные результаты, сопоставить их с известными теоретическими положениями или эмпирическими справочными данными,
обобщить результаты исследований в виде лаконичных выводов по
работе, подготовить ответы на вопросы, приводимые в методических
указаниях к выполнению лабораторных работ.
Авторы выражает глубокую благодарность докторам технических
наук, профессорам О.И.Поливаеву и Е.В.Пухову за рекомендации по
улучшению рукописи, высказанные при её рецензировании.
4
Раздел 1. Лабораторные работы.
Автомобиль как сложнаятехническая система.
Основные понятия и определения производства
и технологического процесса.
Общие сведения. Под термином «машина» обычно подразумевается механизм или сочетание механизмов, осуществляющих целесообразные движения для преобразования одного вида энергии в другой
и машины-орудия, с помощью которых производится изменение формы, свойств и положения объекта труда.
Любое изделие характеризуется рядом признаков, важнейшими
из которых являются: узкая целевая направленность; строго определенная номенклатура показателей технологических характеристик;
способность реализовать свои возможности на определённом временном интервале.
Так, грузовой автомобиль предназначен для перевозки различных грузов с максимальной скоростью доставки потребителю, их качественной сохранности; автомобили, перевозящие пассажиров, в том
числе автобусы, маршрутные такси и т.д. предназначены для комфортной и безопасной доставки пассажиров в соответствии с графиком (по расписанию) движения.
Автомобили специального назначения, в частности скорая медицинская помощь, пожарные машины, цементовозы и муковозы, автомобили для перевозки элементов строительных конструкций и т.д.
служат для выполнения соответствующих конкретных задач.
Сейчас в мире насчитывается более 1 миллиарда автомобилей.
Их ежегодный прирост составляет примерно 8%, все они изготавливаются в основном из невозобновляемых ресурсов. Их производством
занята автомобильная промышленность, представляющая сложную
многоплановую индустрию, в которой задействованы сотни предприятий различного назначения.
Процесс создания машины от формирования её служебного назначения и до получения в готовом виде чётко подразделяется на два
этапа; проектирование и изготовление. Первый этап завершается разработкой конструкции машины и представлении её в чертежах, второй − реализацией конструкций с помощью производственного процесса. Построение и осуществление второго этапа составляет основную задачу технологии автостроения.
Технология − наука о производстве. Автомобильная промышленность характеризуется наиболее развитой и совершенной технологией.
5
Автомобиль является сложной технической системой, состоящей из множества подсистем. Под технической системой понимается
совокупность объединенных между собой конструктивных элементов, предназначенных для
решения общей технической задачи. Основными системами, определяющими устройство
автомобиля, являются двигатель, трансмиссия, рулевое управление,
тормозная система, несущая система, подвеска и колеса.
Двигатель является источником механической энергии, необходимой для движения автомобиля. Механическая энергия получается
путем преобразования других видов энергии, среди которых наибольшее распространение получили энергия сгорания топлива и электрическая энергия. Двигатель связан с трансмиссией, которая в свою
очередь преобразует и передает энергию к ведущим колесам. Колеса
преобразуют механическую энергию в энергию поступательного
движения автомобиля.
Все системы автомобиля базируются на несущей системе (кузове). Кузов также является важным элементом системы пассивной
безопасности. Упругую связь колес и кузова обеспечивает подвеска.
Управление автомобилем производится с помощью двух основных
систем – рулевого управления и тормозной системы. Рулевое управление служит для изменения направления движения. Тормозная система обеспечивает изменение скорости движения автомобиля, его остановку и удержание на месте.
Направления совершенствования конструкции автомобиля.
Конструкция современного автомобиля развивается одновременно в нескольких направлениях, среди которых:
1. Повышение безопасности. Автомобиль является объектом
повышенной опасности, что определяет развитие различных систем
безопасности. Широкое распространение получили системы активной
безопасности, в том числе антиблокировочная система тормозов, система курсовой устойчивости. Значительно повышается защищенность
водителя и пассажиров с применением средств пассивной безопасности.
2. Повышение топливной экономичности. Расход топлива в значительной степени зависит от конструкции двигателя и коробки передач. Экономичность двигателя обеспечивается применением системы
непосредственного впрыска, системы впрыска Common Rail. Экономия
топлива достигается также за счет снижения массы автомобиля путем
6
применения прочных сталей, легких металлов и пластиков.
3. Повышение экологической безопасности. Автомобиль является источником загрязнения окружающей среды, что стимулирует
непрерывное повышение экологической безопасности. Современные
экологические нормы Евро-5, которыми автопроизводители руководствуются с 2005 года, предполагают снижение вредных выбросов и
уровня шума за счет изменений в выпускной системе, применения
системы управления двигателем.
4. Повышение комфортности. Охватывает широкий круг вопросов и связано со стремлением автопроизводителей создавать автомобили, наиболее полно отвечающие индивидуальным запросам
потребителей. Вошло в практику применение автоматической коробки передач, рулевого управления с усилителем, системы климатконтроля. Самые продвинутые модели оснащаются адаптивной подвеской, системой активного головного света.
Производство - это 1) комплекс сооружений, оборудования,
материалов, совокупность всех действий людей и орудий труда,
необходимых для изготовления или ремонта продукции; 2) изготовление, выработка, создание какой-нибудь продукции.
Производство считается основным, если результатом производственной деятельности является продукция, предназначенная для поставки заказчику (реализации).
Производство, продукция которого предназначена и для реализации и одновременно для внутреннего использования на предприятии,
также считается основным производством.
К вспомогательному относится производство, продукция которого предназначена для использования внутри предприятия (приспособления, нестандартное оборудование, инструментальное производство).
Рабочее место является элементарной единицей структуры
предприятия. На рабочем месте размещены исполнители работы, обслуживаемое технологическое оборудование, часть конвейера, оснастка на ограниченное время и предметы труда.
Производственный участок представляет собой группы рабочих мест, организованных по предметному, технологическому или
предметно-технологическому признаку.
Совокупность производственных участков образует цех.
В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции различают три типа производства:
единичное, серийное, массовое (ГОСТ 14.004-83).
7
Производственная структура (цеховая) предприятия.
Предприятие
Службы
Цех
Цех
Цех
Участок
Участок
Участок
Участок
Участок
Участок
ОГТ
Участок
ОГМ
Р.М
Р.М
Р.М
Р.М
Р.М
Р.М
Р.М
...
...
Р.М
...
...
Р.М
...
...
ОМТС
ОТК
Р.М
Р.М
...
Р.М
...
..
Р.М
Р.М
Р.М
Р.М
Р.М
Р.М
Р.М
Рис.1.1. Состав предприятия
Производственный процесс определяется как совокупность всех
действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии
для изготовления или ремонта продукции (ГОСТ 14.004-83).
Производственную структуру определяет состав участков, цехов
и служб предприятия с указанием связей между ними.
Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление которых, как
8
Р.М
правило, не предусматривается.
Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями.
Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих
мест выполняется одна рабочая операция.
В крупносерийном и массовом производстве широко применяют
поточную организацию производства.
Существует две формы поточного производства: непрерывнопоточная и прерывно-поточная (прямоточная).
В непрерывно-поточном производстве 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.
В прерывно-поточном производстве рабочие места располагают
так же, как в непрерывно-поточном. Длительность выполнения различных операций не равна и не кратна такту (ритму). Движение
предметов при выполнении некоторых операций происходит прерывно. Неизбежно либо пролеживание предметов труда, либо простой рабочих мест. Эти линии организуют в тех случаях, когда не
удается произвести синхронизацию операций, т.е. добиться равенства
или кратности длительности времени выполнения операции.
Под гибким автоматическим производством понимается производственная единица (линия, участок, цех, завод), функционирующая на основе безлюдной технологии. Работа всех производственных компонентов (технологического оборудования, складских и
транспортных систем, участков комплектования и др.) координируется как единое целое многоуровневой системой управления, обеспечивающей изменение программы функционирования ГАП и быструю
перенастройку технологии изготовления при смене объектов производства.
Характеристики производства
Номенклатура производства - перечень выпускаемых изделий
и услуг.
Объем выпуска продукции характеризуется числом изделий
определенных наименований, типоразмеров и исполнения, изготовляемых или ремонтируемых предприятием или его подразделением в
течение планируемого периода времени.
Программа выпуска - установленный для данного предприятия
перечень изготовляемых или ремонтируемых изделий с указанием
9
объема выпуска по каждому наименованию на планируемый период.
Производственную партию составляют предметы труда одного
наименования и типоразмера, выпускаемые в обработку в течение
определенного интервала времени, при одном и том же подготовительно-заключительном времени на операции.
К серии изделий относятся все изделия, изготовляемые по конструкторской и технологической документации без изменения ее
обозначения.
Такт выпуска - интервал времени, через который периодически
производится выпуск изделий или заготовок определенных наименований, типоразмера и исполнения.
Ритм выпуска - количество изделий или заготовок определенных наименований, типоразмеров и исполнения, выпускаемых в единицу времени.
Производственным циклом называют интервал времени от
начала до окончания производственного процесса изготовления или
ремонта изделия.
Средства выполнения технологического процесса
Средства технологического оснащения - совокупность орудий
производства, необходимых для осуществления технологического
процесса.
Технологическое оборудование - средства технологического
оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещают материалы или заготовки, средства
воздействия на них, а также технологическая оснастка.
Примечание. Примерами технологического оборудования являются литейные машины, прессы, станки, печи, гальванические ванны,
испытательные стенды и т.д.
Технологическая оснастка - средства технологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса.
Примечание. Примерами технологической оснастки являются
режущий инструмент, штампы, приспособления, калибры, прессформы, модели, литейные формы, стержневые ящики и т.д.
Приспособление - технологическая оснастка, предназначенная
для установки или направления предмета труда или инструмента
при выполнении технологической операции.
Инструмент - технологическая оснастка, предназначенная для
воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния.
Примечание. Состояние предмета труда определяется при помощи меры и (или) измерительного прибора.
10
Предметы производства
Изделием называют любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии (ГОСТ 2.101).
В зависимости от наличия или отсутствия в них составных частей
изделия подразделяются следующим образом: неспецифицированные (детали) - не имеющие составных частей; специфицированные
(сборочные единицы, комплексы, комплекты) - состоящие из двух и
более частей.
В соответствии с ГОСТ 2.101-68 установлены четыре вида изделий.
1. Детали- изделия, изготовленные из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. Например, валик из однородного куска металла, литой корпус, маховичек из пластмассы (без арматуры) и т.п.
2. Сборочные единицы - изделия, составные части которых
подлежат соединению между собой на предприятии - изготовителе
путем сборочных операций (свинчивание, сочленение, клепка, сварка, пайка, склеивание и т.п.). Например, автомобиль, станок, редуктор, сварной корпус, маховичек из пластмассы с металлической арматурой.
3. Комплексы - два и более специфицированных изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. Например, окрасочная установка, робототехнический комплекс.
4. Комплекты - два и более изделия, не соединенных на предприятии - изготовителе сборочными операциями и представляющих
набор изделий, которые имеют общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера. Например, комплект запасных
частей, комплект инструмента и принадлежностей и т.п.
Услуга – 1) действие, приносящее пользу, помощь другому; 2)
действие, улучшающее качественные показатели предметов, принадлежащих заказчику.
Материал - исходный предмет труда, потребляемый для изготовления изделия.
Основной материал - материал исходной заготовки.
Примечание. К основному материалу относится материал, масса
которого входит в массу изделия при выполнении технологического
процесса, например, материал сварочного электрода, припоя и т.д.
Вспомогательный материал - материал, расходуемый при выполнении технологического процесса дополнительно к основному
материалу.
11
Примечание. Вспомогательными могут быть материалы, расходуемые при нанесении покрытия, пропитке, сварке (например, аргон),
пайке (например, канифоль), закалке и т.д.
ПОНЯТИЯ О ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ
Цель работы. Освоить технические термины: производство,
процесс, продукт, производственный процесс. Технология, технологический процесс, единичный технологический процесс, групповой технологический процесс, маршрутное описание технологического процесса, операционное описание технологического процесса,
маршрутно - операционное описание технологического процесса.
Технологическая операция, типовая технологическая операция,
групповая технологическая операция, технологический переход,
вспомогательный переход, рабочий ход, вспомогательный ход,
прием. Обрабатываемая поверхность, технологическая база, закрепление, установ, позиция, технологический режим, параметр.
Обработка, черновая обработка, чистовая обработка, механическая обработка, раскрой материала, обработка давлением, обработка резанием, термическая обработка, слесарная обработка, сборка.
Нанесение покрытия, формообразование, литье.
Общие сведения
Производство – изготовление, выработка, создание какойнибудь продукции.
Процесс – ход, развитие кокого-нибудь явления, последовательная смена состояний в развитии чего-нибудь.
Продукт – предмет как результат человеческого труда (обработки, переработки, исследования).
Производственный процесс – совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта продукции [ГОСТ 14.004-83].
Технологические процессы и операции
Технология – совокупность производственных методов и процессов в определенной отрасли производства, а также научное описание способов производства.
Технологический процесс - часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или)
определению состояния предмета труда.
Единичный технологический процесс - технологический процесс изготовления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства.
12
Типовой технологический процесс - технологический процесс
изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.
Групповой технологический процесс - технологический процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными
признаками.
Маршрутное описание технологического процесса - сокращенное описание всех технологических операций в маршрутной
карте в последовательности их исполнения без указания переходов и
технологических режимов.
Операционное описание технологического процесса - полное
описание всех технологических операций в последовательности их
выполнения с указанием переходов и технологических режимов.
Маршрутно-операционное описание технологического процесса - сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с полным описанием отдельных операций в других технологических документах.
Технологическая операция - законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.
Типовая технологическая операция - технологическая операция, характеризуемая единством содержания и последовательности
технологических переходов для группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.
Групповая технологическая операция - технологическая операция совместного изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.
Элементы технологических операций
Технологический переход - законченная часть технологической
операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке.
Вспомогательный переход - законченная часть технологической
операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но
необходимы для выполнения технологического перехода.
Рабочий ход - законченная часть технологического перехода,
состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки.
Вспомогательный ход - законченная часть технологического
перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента
13
относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода.
Прием - законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных
одним целевым назначением.
Обрабатываемая поверхность - поверхность, подлежащая воздействию в процессе обработки.
Технологическая база – поверхность, сочетание поверхностей,
ось или точка, используемые для определения положения предмета
труда в процессе изготовления.
Примечание. Поверхность, сочетание поверхностей, ось или
точка принадлежат предмету труда.
Закрепление - приложение сил и пар сил к предмету труда для
обеспечения постоянства его положения, достигнутого при базировании.
Установ - часть технологической операции, выполняемая при
неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.
Позиция - фиксированное положение, занимаемое неизменно
закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной
единицей совместно с приспособлением относительно инструмента
или неподвижной части оборудования при выполнении определенной
части операции.
Технологический режим - совокупность значений параметра
технологического процесса в определенном интервале времени.
Примечание. К параметрам технологического процесса относятся: скорость резания, подача, глубина резания, температура нагрева
или охлаждения и т.д.
Параметр – величина, характеризующая какое-нибудь основное свойство машины, устройства, системы или явления, процесса.
Методы обработки
Обработка – Действие, направленное на изменение свойств
предмета труда при выполнении технологического процесса.
Черновая обработка – обработка, в результате которой снимается основная часть припуска.
Чистовая обработка - обработка, в результате которой достигаются заданные точность размеров и шероховатость обрабатываемых поверхностей.
Механическая обработка - обработка давлением или резанием.
Раскрой материала - разделение материала на отдельные заготовки.
Обработка давлением – обработка, заключающаяся в пластиче14
ском деформировании или разделении материала.
Примечание. Разделение материала происходит давлением без
образования стружки.
Обработка резанием – обработка, заключающаяся в образовании
новых поверхностей отделением поверхностных слоев материала с
образованием стружки.
Примечание. Образование поверхностей сопровождается деформированием и разрушением поверхностных слоев материала.
Термическая обработка – обработка, заключающаяся в изменении структуры и свойств материала заготовки вследствие тепловых
воздействий.
Слесарная обработка - обработка, выполняемая ручным инструментом или машиной ручного действия.
Сборка - образование соединений составных частей изделия.
1. Примером видов сборки является клепка, сварка заготовок и т.д.
2. Соединение может быть разъемным или неразъемным.
Нанесение покрытия – обработка, заключающаяся в образовании
на заготовке поверхностного слоя из инородного материала.
Примечание. Примерами нанесение покрытий является окрашивание, анодирование, оксидирование, металлизация и т. д.
Формообразование – изготовление заготовки или изделия из
жидких, порошковых или волокновых материалов.
Литье - изготовление заготовки или изделия из жидкого материала заполнением им полости заданных форм и размеров с последующим затвердением.
Контрольные вопросы:
1. Дайте основные определения производства.
2. Дайте основные определения характера производства.
3. Дайте основные определения средств выполнения технологического процесса.
4. Дайте основные определения предметов производства.
5. Дайте основные определения технологического процесса и операций.
6. Дайте основные определения элементов технологических операций.
7. Дайте основные определения элементов методов обработки.
15
Лабораторная работа № 1
СТРУКТУРА И ФОРМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ДОКУМЕНТОВ (КАРТ) И СОСТАВЛЕНИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ
НА ТИПОВЫЕ ДЕТАЛИ (ВТУЛКА, ВАЛ, ВИНТ,
ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО И Т.Д)
Цель работы. Освоить технические термины: Единая система
технологической документации (ЕСТД); документ; технологический документ; комплект документов технологического процесса.
Виды технологических документов: основные общего назначения,
основные специального назначения и вспомогательные. Виды
информации: с текстом, разбитым на графы, со сплошным текстом,
графическая информация. Информационные блоки; форма;
бланк; служебные символы; основная надпись.
Изучение структуры технологических карт, состава и порядка
расположения информации, правил оформления и заполнения бланков.
Оборудование, приборы и инструмент
1. Комплекты заводской технологической документации.
2. Образцы бланков технологических карт.
Общие сведения
Единая система технологической документации (ЕСТД) комплекс государственных стандартов и руководящих нормативных
документов, устанавливающих взаимосвязанные правила и положения по порядку разработки, комплектации, оформления и обращения технологической документации, применяемой при изготовлении и ремонте изделий (включая контроль, испытания и перемещения).
Назначение, структура, обозначение стандартов ЕСТД регламентированы ГОСТом 3.1001-81. Общие правила записи технологической информации в технологических документах на технологические процессы
и операции представлены в ГОСТ 3.1129-93.
Технологическая документация
Технологический документ - графический или текстовый документ, который отдельно или в совокупности с другими документами определяет технологический процесс или операцию изготовления изделия.
Документ – деловая бумага, подтверждающая какой-нибудь
факт или право.
Комплект документов технологического процесса (операции) - совокупность технологических документов, необходимых и
достаточных для выполнения технологического процесса (операции).
16
Правила оформления технологических документов
Формы технологических документов, применяемые для разработки технологических документов в организациях и на предприятиях, должны соответствовать требованиям стандартов единой системы
технологической документации (ЕСТД).
Форма – установленный образец чего-нибудь.
Текстовые и графические технологические документы в зависимости от вида должны разрабатываться на соответствующих бланках.
Бланк – лист со специально напечатанными графами, заполняемый какими-нибудь официальными сведениями, официальным
текстом.
Технологические документы на технологические процессы и операции в отличие от других видов документации различаются вносимой технологической информацией.
Информация, вносимая в технологические документы, по своему
виду подразделяется:
на информацию с текстом, разбитым на графы;
на информацию со сплошным текстом;
на графическую информацию.
Информация с текстом, разбитым на графы, может быть представлена:
в виде информации, объединенной в специализированные блоки информации с присвоением им определенного служебного символа, например, М - для материалов, Е - для трудозатрат и т.п.;
в виде отдельных элементов информации, не привязанных к служебным символам, например, код и наименование операции (в операционных картах), обозначение инструкции по охране труда (ИОТ),
данные об опоке, отливке и т.п.
Информацию со сплошным текстом следует применять для
указания общих требований к процессу или операции, для записи
содержания операций или переходов, указания требований по охране
труда и т.п.
Графическую информацию следует применять для иллюстрации выполняемых действий дополнительно к информации со
сплошным текстом или с текстом, разбитым на графы.
В зависимости от назначения в информации со сплошным текстом, разбитым на графы, можно условно выделить следующие виды
информации:
 адресная информация о технологическом процессе;
 адресная информация об операции (операциях);
 информация о применяемых в операции документах;
 информация о рабочих местах;
17
 информация о применяемых материалах (основных и вспомогательных);
 информация о комплектующих составных частях изделия (деталях, сборочных единицах, как собственного изготовления, так и покупных);
 информация о трудозатратах;
 информация общего характера к процессам и операциям;
 информация о требованиях к выполняемым действиям;
 информация о технологической оснастке;
 информация о технологических режимах.
Служебные символы условно выражают состав указанных видов информации, размещенной в данных строках МК, ОК или другого документа. В качестве обозначения служебных символов приняты
прописные буквы русского алфавита, проставляемые перед номером соответствующей строки. Служебные символы по ГОСТу
3.1118-82 содержат следующую информацию:
А - указания о цехе, участке, рабочем месте (РМ), операции;
Б - указания об оборудовании, степени механизации (СМ), коде
профессии по классификатору ОКПЛТР (проф.), разряде работы (Р),
условиях труда (УТ), количестве исполнителей, занятых при выполнении операции (КР), количестве одновременно обрабатываемых деталей (КОИД), единицах нормирования, на которые установлена норма расхода материала или времени, например, 1, 10, 100 (ЕН), объеме
производственной партии в штуках (ОП), коэффициенте штучного
времени при многостаночном обслуживании (Кшт), подготовительнозаключительном и штучном времени;
К - информация о комплектации изделия (сборочной единицы)
составными частями с указанием наименования деталей и их обозначений, обозначения подразделений (участка, склада и др.), откуда поступают детали (ОПП), о коде единицы величины (массы, даты и т.п.)
детали или заготовки по классификатору СОЕВС (ЕВ), о единицах
нормирования (ЕН), о количестве деталей, сборочных единиц, применяемых при сборке изделий (КИ), о нормах расхода (Нрасх.);
М - информация о применяемом материале с указанием наименования и кода материала, обозначения подразделений, откуда поступают детали (ОПП), о коде единицы величины (ЕВ), о единицах нормирования (ЕН), о количестве изделий (КИ) и нормах расхода
(Нрасх.);
О - содержание операции (перехода);
Т - информация о применяемой при выполнении операций технологической оснастке; записывают в следующем порядке: приспособление, вспомогательный инструмент, режущий инструмент, слесарно18
монтажный инструмент, средства измерения;
Р - информация о технологических режимах обработки;
МД - масса детали;
МЗ - масса заготовки;
ИОТ - инструкция по охране труда;
Дополнительные символы на КТТП гальванопокрытий:
РI- параметры процесса;
РН - водородный показатель, характеризующий кислотность или
щелочность;
ОПА/К - отношение площадей анода и катода;
УО - коэффициент, учитывающий вид оборудования (не заполняют).
Постановка служебных символов обязательна. Проставляют
только необходимые в конкретном случае символы.
Правила расположения блоков основной надписи
на формах документов
Сочетание информационных блоков, расположенных в определенном порядке, образует основную надпись документа.
Блок – часть сооружения, механизма, изделия, представляющая
собой группу отдельных функционально объединенных элементов, частей.
Основная надпись предназначена для указания назначения и
области применения документа и для соответствующего оформления его с указанием участвующих лиц, их подписей и даты исполнения.
Основная надпись представлена в виде информационных блоков:
БЛОК 1 (Б1) – блок адресной (поисковой) информации;
БЛОК 2 (Б2) – блок состава исполнителей;
БЛОК 3 (Б3) – блок внесения изменений;
БЛОК 4 (Б4) – блок дополнительной информации;
БЛОК 5 (Б5) – блок вспомогательной информации;
БЛОК 6 (Б6) – блок вида и назначения документа.
В зависимости от назначения и способа выполнения документа
блоки основной надписи могут иметь различные формы, например,
Б1 ф1, Б1 ф2, Б1 ф3, Б1 ф4. Графическое изображение форм блоков
основной надписи приведено на рис.1. Расположение блоков на первом (заглавном) листе, оборотной стороне или на последующих листах документов одного вида зависит от: вида документа и его назначения; формата документа или размещения максимального количества шагов печати в строке документа; применяемого способа пе19
чати бланков документов; расположения поля подшивки.
Выбор, определение количества и разнообразия применяемых
форм графического изображения блока Б3 устанавливает исполнитель, исходя из оптимальных условий размещения информации и
удобства внесения изменений.
Для графического изображения блока Б3, расположенного в
нижней части формы (за исключением формата А4 с вертикальным
расположением поля подшивки), выбор количества строк устанавливает исполнитель. В общем случае количество строк должно быть от
1 до 3. Допускается: не указывать блок Б3 в нижней части формы, если он указан на поле подшивки (для форматов А4 и А3) или в верхней
части формы (для формата А3); не указывать блок Б3 на поле подшивки, если он указан в нижней части формы (для форматов А4 и А3)
или в верхней части формы (для формата А3).
Блок Б4 следует размещать на поле подшивки.
Поле подшивки предназначено для брошюрования в комплекты документов на технологические процессы или отдельных видов
документов. Поле подшивки следует предусматривать для всех видов
документов.
Общие сведения
Технологический процесс - часть производственного процесса,
содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда.
Маршрутное описание технологического процесса - сокращенное описание всех технологических операций в маршрутной
карте в последовательности их исполнения без указания переходов и
технологических режимов.
Операционное описание технологического процесса - полное
описание всех технологических операций в последовательности их
выполнения с указанием переходов и технологических режимов.
Маршрутно-операционное описание технологического процесса - сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с полным описанием отдельных операций в других технологических документах.
Технологическая операция - законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.
Контрольные вопросы:
1. Дайте основные определения технологической документации.
2. Правила расположения блоков основной надписи.
3. Расскажите в какой последовательности необходимо заполнять
технологическую карту.
20
Пример чертежа, выдаваемых студентам для написания маршрутных
карт технологического процесса изготовления детали
21
Дубл.
Взам.
Подл.
Ли
Ли
№ до№ докум. Подп.
Дата.
Изм
Подп.
ст
ст
кум.
Обозначение номера изделия исходного Обозначение документа куда входит
Кол-во
документа
комлект
листов
Изм
Дополнительная информация (по применяемости в изделии, вариантов исполнения)
Разраб.
ВГАУ
Првер.
Ед. ниаме
нован.
Н. Контр.
Обозначение изделия по
ЕСКД
Дата.
№ п/плиста
Обозначение документа
ГОСТ 3.1201-85
ТКД
Наименование детали (изделия)
М 01
Профиль
и размер
КД
М3
Масса заготовки
Код
заготов
КИМ
Количество
деталей
Н. Расх
Коэф использования
материала
22
Пояснения
ЕН
Норма расхода
МД
Единица
нормирования
ЕВ
Масса детали
Код
Особые указания
М 02
ГОСТ 3.1118-82
Обозначение документа
ПИ
D или B
L
t
О Кш
П т
ЕН
i
S
Тп.
з
Тшт
n
Штучное время
КОИД
Подготов залюч
время
КР
Коэф. штучного
времени
УТ
Объем партии шт.
Р
Единица нормирования
Проф
Кол-во одновремен обрабатываемых деталей
СМ
Коли-во рабочих
Код, наименование операции
Операция
Рабочее
место
Участок
Р
А 03
Б 04
О 05
Т 07
08
Опер.
Условия эксплутац
Код, наименование операции
РМ
Разряд
Б
Уч.
Степень механизации
Це
х
Пояснения
А
v
Лабораторная работа № 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ БРАКА
МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ
Цель работы: освоить технические термины: точность обработки, размер, измерить, номинальный размер, действительный
размер, погрешность обработки, предельное отклонение, допуск,
брак, систематическая погрешность, случайная погрешность,
гистограмма, полигон, теоретическая кривая, уровень брака. Ознакомиться на практике с одним из методов статистического исследования точности механической обработки с помощью построения и
анализа кривых распределения размеров. Определить процент бракованных деталей в партии.
Оборудование, приборы и инструмент.
1. Токарно-винторезный станок
4. Партия деталей.
модели 1К62.
5. Микрометр.
2. Специальная оправка.
6. Микрокалькулятор.
3. Проходной резец.
Общие сведения.
Под точностью обработки понимают соответствие формы, размеров и положения обработанной поверхности требованиям чертежа
и технических условий.
Размер – величина чего-нибудь в каком-нибудь измерении.
Измерить – 1.Определить какой-нибудь мерой величину чегонибудь 2.Сравнить величину чего-нибудь со шкалой измерительного инструмента или прибора.
Номинальный размер – размер, заданный чертежом детали из
условий ее работы.
Действительный размер – размер детали, полученный в результате ее изготовления.
Погрешность обработки – разность между номинальным и действительным значениями размера.
Предельное отклонение размера – допускаемая разность между номинальным и действительным значениями размера.
Допуск на размер –
Брак – деталь, действительный размер которой отличается от
номинального на величину, превышающую допустимое значение.
Рабочим чертежом детали задаются номинальный размер и его
23
предельные отклонения, например, Ø 4500,,1255 . Отсюда, допуск на
размер составит: ε = ε2 – ε1 = 0,55 – 0,12 = 0,43 миллиметра.
В процессе изготовления детали возникают погрешности обработки, из-за которых полученный действительный размер детали
отличается от номинального, причем его отклонение от номинального
значения иногда превышает предельно допустимое значение. Деталь с
такими отклонениями (диаметром меньше 44,45 мм и больше 44,88
мм) считается бракованной.
Все погрешности, возникающие при механической обработке деталей, можно разделить на две группы: систематические и случайные.
Систематической погрешностью называют погрешность, которая для всех деталей рассматриваемой партии остается постоянной
или же закономерно изменяется при переходе от каждой детали к
следующей.
Погрешности
Систематические погрешности имеют
систематическая (ΔD)
постоянное значение для всей рассматриваеи случайная (S)
мой совокупности деталей или закономерно
S
изменяются по ходу технологического процесса. К ним относятся погрешности, возникающие вследствие деформации элементов
системы станок – приспособление – инструD
мент - заготовка (СПИЗ), неточности настройки станка, ошибки при установке инструменD
ΔD
та, и т.п. Систематические погрешности не
оказывают влияния на форму кривой расРис.1. 2
пределения, но вызывают смещение кривой (смещение центра группирования на величину ΔD) по оси абсцисс.
Случайной погрешностью называют погрешность, которая для различных деталей рассматриваемой партии
имеет различные значения, причем колебания этих значений в партии не подчиняется какой-либо закономерности.
Случайные погрешности возникают, когда на процесс обработки воздействует целый ряд независимых друг от друга случайных
факторов: неодинаковые припуски заготовок, неоднородная твердость
обрабатываемого материала, класс точности станка, погрешности измерения и т.п. Определить заранее влияние этих факторов не представляется возможным. Случайные погрешности сказываются как
на форме кривой распределения, так и на величине рассеивания
24
размеров (с увеличением влияния случайных факторов среднее квадратическое отклонение размеров растет).
При изучении случайных погрешностей изготовления деталей
распределение размеров может быть изображено в виде ступенчатого
графика, называемого гистограммой распределения, или в виде ломаной линии, называемой полигоном распределения. Удобно распределение размеров представлять плавными теоретическими кривыми распределения.
Гистограмма и полигон распределения (см. рис.1.3) дают наглядное представление о разбросе наблюдаемых значений параметра,
однако, точно оценить уровень брака по этим кривым весьма затруднительно.
Как показали исследования случайных погрешностей при обработке деталей, полученные данные удобно обрабатывать, используя
закон нормального распределения. Кривая нормального распределения (кривая Гаусса) - это плавная теоретическая кривая, которая
получается в результате анализа воздействия на процесс бесконечного
числа независимых случайных факторов при бесконечном числе наблюдений. Теоретически кривая нормального распределения простирается в обе стороны симметрично относительно центра группирования (среднего арифметического размера) в бесконечность, и асимптотически приближается к оси абсцисс. Расчеты показывают, что в интервале абсциссы кривой от - 3 до +3 находится 99,7% определяемых значений.
Кривые распределения размеров деталей.
Рис.1.3.
25
Общее уравнение кривой плотности нормального распределения, когда Dср=0, выражается в виде:
x2
 1   2 2
y
e
  2 
(1)
В наших обозначениях общее уравнение кривой нормального
распределения запишется следующим образом:
 1
mi  
  2

e


Di  Dср 2
2 2
,
(2)
где m – расчетное значение кривой плотности распределения
размеров,
Di – текущее значение диаметра детали,
Dср – среднее значение диаметра деталей,
σ – среднее квадратическое отклонение.
Среднее арифметическое значение (Dср) размера деталей определяет положение оси симметрии кривой нормального распределения (центра группирования) на оси абсцисс, а среднеквадратичное отклонение - высоту и растянутость (разброс) этой кривой.
Разброс действительных размеров деталей характеризует точность реального исследуемого процесса обработки. При проектировании технологического процесса следует выбирать такое оборудование, которое обеспечит разброс размеров деталей (случайную ошибку), не превышающий величины допуска на размер (в приведенном
примере ε = 0,43 мм).
Условие отсутствия брака в процессе обработки, когда все детали в партии имеют размеры в пределах поля допуска, будет выполнено в том случае, если станок настроен на номинальный размер (отсутствует систематическая ошибка) и разброс размеров (случайная
ошибка) не превышает величины допуска на размер:
Dн = Dср ;   6
В реальных условиях производства по техническим причинам
или экономическим соображениям не всегда удается выполнить это
требование. Тогда возникает задача подналадки станка, а если и это
не удается, то определения ожидаемого уровня брака (ожидаемого
процента бракованных деталей) в партии.
Уровень брака определяется как отношение количества бракованных деталей к общему числу деталей. С помощью кривых рас26
пределения уровень брака определяется как отношение площадей,
лежащих за пределами отрезка оси абсцисс, ограниченного верхним и
нижним значениями предельных отклонений (заштрихованные площадки на рис.1.2) ко всей площади, ограниченной кривой нормального распределения и осью абсцисс.
Указанные площади можно определить прямым измерением –
планиметрированием (подсчетом количества одинаковых квадратиков, попавших на измеряемые участки) или расчетным путем.
Для определения площадей расчетным путем необходимо произвести замену переменных: z = (Di - Dср)/ и, воспользовавшись
приведенным ранее уравнением Гаусса, получить следующее выражение для площади под кривой нормального распределения, соответствующее любому значению абсциссы:

Ф(z)  

z
z2
1  2
 e  dz
2  0
(3)
Процент возможного брака Рбр (уровень брака) для данного вида
обработки определится выражением
Рбр ={1-0.5[Ф(z1)+Ф(z 2)]} 100%,
(4)
где Ф(z 1), Ф(z 2) - значения интегралов вероятности при z1= 1/
и z2= 2/;
1 и 2 - соответственно нижнее и верхнее предельные отклонения размеров детали.
Порядок выполнения работы.
1. Изучить раздел «Общие указания». Ответить на вопросы тесто-
вого задания.
2. Установить на станок оправку, закрепив ее в патроне.
3. Настроить станок на обработку деталей заданного размера.
27
4. Обточить всю партию шайб при одной постоянной настройке
станка.
5. Обработанные детали замерить, записать результаты замеров в
таблицу 1 журнала.
Порядок обработки данных
Для оценки разброса размеров деталей изготавливаемой партии
производится ограниченная выборка деталей, обмер каждой детали.
1. Необходимо найти минимальное и максимальное значения
размеров (или показаний). Весь ряд размеров от минимального до
максимального разбить на несколько равных интервалов (удобно
брать 5,7,9 или 11 интервалов, значение границ интервалов выбирать
округленное). Подсчитать количество деталей (или показаний), попадающих в каждый интервал размеров (частоту интервала m i).
2. Построить гистограмму распределения, для чего отложить по
оси абсцисс значения выбранных интервалов и отметить середины
интервалов, а на оси ординат в середине каждого интервала отложить
частоту mi, т.е. количество деталей (или показаний), попадающих в
каждый интервал.
3. Построить полигон распределения, соединив точки, расположенные на вершинах столбцов гистограммы в серединах интервалов
(Di).
4. Выполнить расчет показателей распределения: среднего
арифметического размера (центра группирования) и среднего квадратического отклонения (показателя разброса размеров).
Средний арифметический размер выборки наблюдений (центр
группирования размеров) можно определить двумя методами:
1. Сложить все значения размеров и сумму разделить на общее
число наблюдений (N):
Dср = (d 1 + d 2 + ... + d n)/N,
(5)
где d1, d 2 , ..., d n - размеры отдельных деталей или результаты
отдельных наблюдений;
N- общее число наблюдений или деталей в выборке.
2. Определить через средние значения (Di) и частоты (mi) интервалов:
Dср 
Di  mi
N
,
(6)
где Di, DiН, DiВ - среднее, нижнее и верхнее значения i-го интервала.
N= mi; Di = (D iН+ D iВ)/2.
28
Величина рассеивания размеров характеризуется средним
квадратическим отклонением:

1
2
mi Di  Dср 

N
7
5. Построить теоретическую кривую нормального распределения
с соблюдением масштаба гистограммы и полигона распределения.
Указать на графике значения нижнего и верхнего предельных отклонений размеров деталей.
Графическое построение кривой нормального распределения облегчается, если пользоваться таблицей ординат y, вычисленных для
ряда характерных значений абсцисс X = Di - Dср (см.табл.1).
Практически, для построения кривой нормального распределения (кривая 3 на рис.1) достаточно 5-7 точек. Можно принять, например, такие значения характерных точек, как: X = 0; Х =  ; Х =  2;
Х =  3.
Таблица 1 Значения плотности распределения для характерных
точек кривой нормального распределения
Х
0
0,5

1,5
2
2,5
3
Di
у
0,4/
0,35/
0,24/
0,13/
0,05/
0,018/
0,004/

miТ
Для приведения кривой нормального распределения к тому же
масштабу, в котором вычернена практическая кривая распределения,
необходимо ординаты y, найденные по табл.1, умножить на N и D,
miT  y  N  D
(8)
где D   D В  D H  - значение интервала размеров, выраженное в тех же единицах, что и .
Точки, полученные на графике, при построении теоретической
кривой нормального распределения, соединяются плавной линией.
6. Определить процент бракованных деталей в обработанной партии.
7. Сделать логический анализ кривых распределения (в качестве
выводов) с целью выявления факторов, порождающих систематические и случайные погрешности. Определить меры по уменьшению
этих погрешностей.
29
Контрольные вопросы:
1. Что такое предельные отклонения размеров, какими источниками
они задаются?
2. Какие типы кривых используются при анализе разброса размеров?
3. Назовите причины, по которым не удается исключить появления
бракованных деталей.
4. Как определить уровень брака по теоретической кривой распределения размеров?
Лабораторная работа №3
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ НА ШЕРОХОВАТОСТЬ
ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ТОЧЕНИИ
Цель работы: освоить технические термины: шероховатость поверхности, базовая длина, базовая линия (поверхность), средняя линия, главное движение и движение подачи, поперечная, и продольная шероховатость, Rz - высота микронеровностей профиля по десяти
точкам, Ra - среднее арифметическое отклонение профиля. Исследовать
влияние режимов резания (подачи, скорости резания, радиуса резца при
вершине) на шероховатость обработанной поверхности.
Оборудование, приборы и инструмент
1. Токарно-винторезный станок 4. Микрометр.
модели 1Е61М.
5 . Двойной микроскоп МИС-1
2. Заготовка D = 70мм, L = 400мм. 6. Эталоны шероховатости.
3. Проходные резцы r = 0,5; 2; 5мм. 7. Калькулятор.
Общие сведения
Под шероховатостью поверхности понимают совокупность
микронеровностей (с относительно малыми шагами), имеющих место на исследуемой поверхности и рассматриваемых на определенной
(базовой) длине.
Базовая длина – длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхностей.
Базовая линия (поверхность) – линия (поверхность) заданной
геометрической формы, определенным образом проведенная относительно профиля (поверхности) и служащая для оценки геометрических параметров поверхности.
Шероховатость поверхности оказывает весьма значительное
влияние на такие важные эксплуатационные свойства деталей машин,
как износостойкость, усталостная прочность, контактная жесткость,
антикоррозийная стойкость, стабильность посадок и др. Перечислен30
ные свойства при уменьшении шероховатости поверхности обычно
улучшаются.
Первооснова образования микронеровностей при точении (а также при других видах резания) - небольшие остаточные гребешки, в
первом приближении представляющие собой след режущего инструмента в результате осуществления главного движения и движения
подачи. Высота их зависит от величины подачи и геометрии резца
(радиуса резца при вершине, главного и вспомогательного углов в
плане и др.), от обрабатываемого материала, скорости резания, нароста, износа резца, вибраций и других факторов.
Главное движение – движение в направлении резания. В результате взаимодействия режущего инструмента с поверхностью детали образуется как поперечная, так и продольная шероховатость.
Профиль поверхности, измеренный в направлении главного движения, называют продольной шероховатостью, а в направлении подачи - поперечной шероховатостью. Обычно (при отсутствии вибраций) поперечная шероховатость больше продольной. На первый
взгляд кажется, что вопрос о высоте выступов профиля очень просто
решить из геометрических соображений. Например, при условиях токарной обработки поперечную шероховатость можно определить из
сопоставления двух смежных положений резца, смещенных относительно друг друга на величину подачи (рис.4), и тогда поперечную
шероховатость можно рассчитать по формуле профессора
В.Л.Чебышева:
So2
Rр 
;
8 r
(9)
где Rр - расчетная доля высоты параметра шероховатости, вычисленная по продольной подаче, мкм,
So - подача, мм/об,
r - радиус закругления вершины резца, мм.
Однако непосредственные измерения показывают, что действительная высота неровностей профиля во много раз больше, чем величина, вычисленная по формулам, полученным только из геометрических соображений. Такое расхождение объясняется тем, что в этих
формулах не учитываются пластические и упругие деформации поверхности, вырывание частиц обрабатываемого материала, а также
явления, связанные с образованием нароста на режущих кромках инструмента.
31
Схема образования расчетной высоты шероховатости.
So
Rp
r
Рис. 1.4.
В действительности шероховатость обработанной поверхности
образуется в результате взаимодействия всех перечисленных выше
факторов. Степень влияния каждого из них на высоту неровностей
профиля обуславливается не только геометрией режущего инструмента, но и режимами обработки, видом и структурой обрабатываемого материала, условиями охлаждения в процессе обработки.
Профессор П. Е. Дьяченко предложил следующую общую формулу, определяющую параметр шероховатости поверхности:
Rz = Rр + Rр + Rупр + Rл + Rц + Rж ;
(10)
где Rр – расчетная высота шероховатости (доля высоты параметра
шероховатости, вычисленная по продольной подаче);
Rр - доля высоты параметра шероховатости, полученная вследствие пластического деформирования материала перед лезвием инструмента;
Rупр - доля высоты шероховатости, получающаяся за счет упругого восстановления материала после прохода режущего инструмента;
Rл - доля высоты шероховатости, создаваемая микронеровностью
лезвия инструмента;
Rц - доля высоты шероховатости, образованная повреждением отходящей стружки, которая не всегда помещается в промежутках между зубьями многолезвийного инструмента;
Rж - доля высоты шероховатости, образуемая за счет недостаточной жесткости системы станок – приспособление – инструмент – заготовка.
В большинстве случаев наибольшее влияние на образование
шероховатости поверхности оказывает геометрия инструмента и
режимы резания.
32
Классы шероховатости поверхности (см.табл.П.1) определяются числовыми значениями параметров Ra и Rz при нормированных
базовых длинах.
В качестве основных параметров, характеризующих шероховатость поверхности, по ГОСТ 2789-73 приняты:
Rz - высота микронеровностей профиля по десяти точкам,
Ra - среднее арифметическое отклонение профиля,
Rmax - наибольшая высота микронеровностей профиля,
Sm - средний шаг микронеровностей профиля,
S - средний шаг микронеровностей профиля по вершинам,
tр - относительная опорная длина профиля.
Параметры шероховатости поверхности.
Рис. 1.5.
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra есть среднее значение расстояний (У1, У2,...,Уn) точек измеренного профиля до
его средней линии (см.рис.1.23):
l
1 n
1
Ra   yi ;
Ra   y ( x) dx ;
(11)
n i1
l0
где yi - абсолютные (без учета алгебраического знака) расстояния
до средней линии,
l – базовая длина,
n - число измеренных расстояний.
Средняя линия делит профили таким образом, чтобы в пределах базовой длины l площади F по обеим сторонам от этой линии до линии
профиля были равны между собой.
F1 + F3 + ... + Fn-1 = F2+ F4 + ... + Fn
(12)
Высота микронеровностей Rz характеризует среднее расстояние
между находящимися в пределах базовой длины l пятью высшими
33
точками выступов и пятью низшими точками впадин, измеренное от
линии, параллельной средней линии (см. рис.1.5).
( h  h3  ...  h9 )  ( h2  h4  ...  h10 )
Rz  1
;
(13)
5
где h1,h3,...,h9 - расстояние от высших точек выступов до линии,
параллельной средней линии,
h2, h4,...,h10 - расстояние от низших точек впадин до линии, параллельной средней линии.
Практически шероховатость обработанной поверхности определяется с помощью эталонов шероховатости или с помощью приборов, позволяющих измерить высоту неровностей, а также получить
профиль обработанной поверхности.
Фактическая скорость резания определяется расчетом по установленным параметрам обработки:
  d  ni
Vф 
(14)
1000
где Vф - фактическая скорость резания, м/мин;
d - диаметр заготовки до снятия припуска, мм;
ni - частота вращения шпинделя, мин-1
Таблица 2Протокол наблюдений и результаты исследований
№
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Радиус
закругл.
r, мм
2
Диаметр
заготов.
D, мм
3
n
мин-1
4
185
46
230
600
1200
Параметры
V
t
м/ми мм
н
5
6
0,5
0,5
0,5
2,0
5,0
34
S
мм/о
б
7
0,08
0,33
0,65
1,0
1,21
1,59
2,5
0,16
Шероховат.
Ra, мкм
Класс
шероховат.
Расчет.
шероховат.
8
9
10
Порядок выполнения работы.
1. Измерить диаметр валика.
2. Рассчитать поперечную шероховатость по формуле профессора
В.Л.Чебышева. Результаты занести в протокол наблюдений.
3. Установить заготовку в патроне и резец в резцедержателе суппорта. Проверить положение резца при установке по высоте.
4. Установить необходимый режим резания согласно протоколу
наблюдений. Скорость резания выбирается по частоте вращения
шпинделя, различной для каждого участка валика: n1 = 46 мин-1, n2 =
230 мин-1, n3 = 600 мин-1, n4=1200 мин-1
5. Проточить первый участок (до выхода резца в канавку).
6. Установить последующие режимы резания согласно протоколу
наблюдений и проточить соответствующие участки заготовки.
7. Снять заготовку со станка и определить шероховатость по
профилометру. Данные занести в таблицу протокола наблюдений.
ПОДГОТОВКА ПРОФИЛОМЕТРА К РАБОТЕ
Профилометр, модель 201 (рис.1.6), является высокочувствительным прибором для определения шероховатости и волнистости поверхности изделий из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов, а
также неметаллических деталей и всевозможных покрытий без повреждения их поверхности.
1. Включить питание, нажав кнопку «Сеть».
2. Поместить на предметный стол эталон шероховатости.
3. Установить предметный стол так, чтобы игла считывающего
устройства находилась над эталоном шероховатости.
4. Отвернуть стопорный винт вертикального перемещения считывающего устройства.
5. Вращая винт грубой регулировки горизонтали подвести иглу
считывающего устройства к поверхности эталона шероховатости.
При этом стрелка индикатора горизонтальности должна принять положение, близкое к вертикальному.
6. Вращая винт тонкой регулировки добиться совпадения
стрелки индикатора горизонтальности с меткой.
7. Закрепить положение считывающего устройства стопорным
винтом.
8. Нажатием на соответствующие кнопки установить длину
трассы, отсечку шага и предел измерения.
9. Нажатием кнопки «пуск» привести профилограф в работу.
10. Снять показания с табло прибора.
35
11. Сравнить показания с эталоном шероховатости.
12. При необходимости произвести корректировку.
РАБОТА НА ПРОФИЛОМЕТРЕ
1. Раскрепить стопорный винт считывающего устройства.
2. Вращая винт грубой настройки горизонтали поднять считывающее устройство.
3. Снять с предметного столика эталон шероховатости и установить деталь с исследуемой поверхностью.
4. Переместить предметный стол так, чтобы игла считывающего
устройства находилась над проверяемым участком детали.
5. Повторить пункты 7-10 раздела «Подготовка профилометра к
работе».
6. Закрепить стопорный винт считывающего устройства.
7. Отключить профилометр.
Рис.1.6. Устройство профилометра: 1 – Винт грубой регулировки горизонтали. 2 – Винт тонкой регулировки горизонтали. 3 – Табло. 4 – Индикатор горизонтальности.
36
8. Провести пятикратные замеры шероховатости на всех участках
валика в делениях двойного микроскопа МИС-11, найти среднюю величину и определить высоту неровностей профиля в мкм. По табл. 3
определить класс шероховатости. Данные занести в протокол наблюдений.
9. Рассчитать скорости резания для каждого участка и построить
график зависимости шероховатости поверхности от скорости резания
для различных методов измерения. На графике провести горизонтальные линии, соответствующие границам класса шероховатости.
Контрольные вопросы:
1. Что такое шероховатость поверхности? Каковы параметры
шероховатости поверхности?
2. Назовите формулы, определяющие параметры шероховатости
поверхности?
Лабораторная работа № 4
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
СБОРКИ И ЕЕ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
Цель работы. Освоить технические термины: сборка, машина,
сборочная единица, узел, группы, подгруппы, подгруппы первого
и второго порядка, деталь, основные поверхности детали, базовая
деталь, процесс узловой сборки, процесс окончательной сборки.
Ознакомиться с методикой разработки технологической схемы
сборки узла.
Оборудование, приборы и инструмент.
Сборочная единица, набор инструмента.
Общие сведения.
Схема – изложение, описание, изображение чего-нибудь в
главных чертах.
Сборка - образование соединений составных частей изделия.
Примечания:
1. Примером видов сборки является клепка, сварка заготовок и т.д.
2. Соединение может быть разъемным или неразъемным.
Целью сборки является соединение отдельных деталей в одно
целое таким образом, чтобы основные поверхности деталей занимали
бы заданное расположение. К основным поверхностям деталей относятся поверхности трения, которые используются в качестве стыковых при соединении деталей, т.е. все поверхности, играющие су37
щественную роль в работе машины. До начала сборки необходимо
продумать весь технологический процесс сборки механизма, а также
выбрать приспособления и наметить контрольные операции.
Для разработки технологического процесса сборки необходимо
придерживаться следующих понятий:
Машина – 1) – механическое устройство, совершающее полезную работу с преобразованием энергии, материалов или информации (Ож); 2) - изделие, представляющее собой совокупность деталей и узлов и являющееся продуктом конечной стадии данного производства.
Детали - изделия, изготовленные из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. Например, валик из однородного куска металла, литой корпус, маховичок из пластмассы (без арматуры) и т.п.
Сборочные единицы - изделия, составные части которых подлежат соединению между собой на предприятии - изготовителе путем
сборочных операций (свинчивание, сочленение, клепка, сварка, пайка, склеивание и т.п.). Для обозначения сборочной единицы используется и другой технический термин: “узел”. Узел - элемент изделия,
представляющий собой соединение нескольких деталей.
Характерным признаком сборочной единицы (узла) является возможность сборки обособленно от других элементов изделия.
Разбивка изделия на сборочные единицы (узлы) производится
так, чтобы каждая сборочная единица могла собираться самостоятельно, вне связи с другими единицами. Собранный узел не должен
произвольно распадаться при его перемещении.
При построении технологического процесса сборки профессор
В.И.Кован предлагает делить узлы машины на группы и подгруппы. К
группам относятся узлы, которые непосредственно входят в машину,
а к подгруппам (к подузлам) относятся узлы, входящие в машину в составе группы. Подгруппы бывают разных порядков: первого, второго,
третьего и так далее. Узел, непосредственно входящий в группу, называются подгруппой первого порядка; узел, непосредственно входящий в подгруппу первого порядка, называется подгруппой второго
порядка и т.д.
Таким образом, любой узел (сборочная единица) или состоит из
отдельных деталей, или из отдельных подгрупп и деталей. При составлении технологической схемы сборки какого-либо изделия (или
машины) все группы, подгруппы и детали обозначаются небольшими
прямоугольниками, разбитыми на три части (рис.1).
38
Форма обозначения на технологических схемах сборки
Вал колеса
Вал колеса
32.00.СБ
32.12
1
1
а)
б)
Рисунок 1.7. а) - подгрупп, б) - деталей.
В верхней части прямоугольника указывается наименование детали или группы. В нижней левой части каждого прямоугольника
проставляется индекс (номер детали по спецификации сборочного
чертежа), а в нижней правой части - количество деталей, входящих в
сборку.
Базовой деталью называется та деталь, с которой начинается
сборка изделия или узла.
Технологическая схема сборки строится в таком же порядке, что
и сборка самого изделия. Сначала в верхней части листа бумаги проводится горизонтальная линия (линия сборки): на левом конце линии
сборки указывают базовую деталь или базовый узел, с которого начинается сборка, на правом конце – собираемый объект (узел, изделие).
Сверху линии по ходу сборки располагаются все детали, непосредственно входящие в изделие, за исключением базовой детали.
Снизу линии сборки располагаются все группы. Поэтому же принципу развертывается каждая из групп и подгрупп.
После выполнения схемы сборки приступают к разработке технологического процесса сборки - последовательности соединения деталей в узлы, а узлов - в машины. Он подразделяется на 2 основные
части:
1) процесс узловой сборки, когда из деталей собираются составные части изделия: подгруппы (подузлы): группы (узлы);
2) процесс окончательной сборки, когда из групп (узлов) и отдельных деталей собирается готовое изделие (машина).
В технологическом процессе подробно указывается содержание
операций, необходимость которых нельзя определить по схеме сборки (сверление, нарезание резьбы, контроль, пригонка, смазка, регулировка и т.п.).
Объем работы, выполняемой на каждой операции, зависит от
принятой организации технологического процесса сборки и положенного в его основу принципа концентрации и дифференциации сборочных работ.
39
2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
2.1. Ознакомиться с чертежом и техническими условиями собираемого узла.
2.2. Составить технологическую схему сборки.
2.3. Разработать технологический процесс сборки.
2.4. Провести сборку согласно технологической схеме сборки.
3. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Составить технологическую схему сборки червячного редуктора.
3.1. Заполнить стандартную спецификацию механизма.
3.2 Технологический процесс сборки червячного редуктора
3.2.1 Сборка колеса
а) напрессовать обод колеса на ступицу:
б) засверлить и нарезать резьбу под стопор:
в) ввернуть 4 стопора.
3.2.2 Сборка вала-колеса:
а) напрессовать шпонку:
б) надеть колесо.
3.2.3 Сборка червяка :
а) напрессовать радиальный подшипник,
б) закрепить гайкой,
в) напрессовать упорный подшипник,
г) закрепить гайкой.
3.2.4 Оборка фланца:
а) вставить сальник.
3.2.5 Сборка червячного редуктора:
а) запрессовать штифт вкладыша,
б) вставить нижние вкладыши,
в) установить вал червячного колеса,
г) надеть верхние вкладыши,
д) надеть верхнюю часть картера,
е) вставить болты и закрепить гайками,
ж) вставить червяк, отрегулировать зацепление,
з) вставить прокладку,
и) надеть крышку,
к) ввернуть винты,
л) надеть прокладку и фланец,
м) ввернуть винты,
н) ввернуть масленки,
о) закрепить крышкой,
п) ввернуть винты,
р) проложить прокладку,
40
с) ввернуть пробку.
3.3 Технологическая схема сборки червячного редуктора
В соответствии с разработанным технологическим процессом
сборки составляется технологическая схема сборки червячного редуктора.
───────────┐
───────────┐
│ Болт
│
│ Шпонка
│
├───────┬───┼┐ ┌┼───────┬───┤
│ 12 10│ 4 ││ ││ 12 16│ 1 │
└───────┴───┘│ │└───────┴───┘
┌───────────┐
┌───────────┐ │ │ ┌───────────┐
┌───────────┐
│ Крышка
│
│
Шайба
│ │ │ │
Шайба
│
│
Гайка
│
├───────┬───┼─┐ ├───────┬───┼┐│ │ ├───────┬───┼┐ ┌┼───────┬───┤
│ 12 02│ 1 │ │ │ 12 11│ 4 │││ │ │ 12 12│ 1 ││ ││ 12 13│ 1 │
└───────┴───┘ │ └───────┴───┘││ │ └───────┴───┘│ │└───────┴───┘
┌───────────┐
│
││ │
│ │ ┌───────────┐
│ Основание │
│
││ │
│ │ │ Поддержка │
├───────┬───┼────┬┴──────────────┴┴─┴──────────────┬┴─┴──┼───────┬───┤
│ 12 01│ 1 │
└─────────────────┐
│
│СБ12 00│ 4 │
└───────┴───┘
│
│
└───────┴───┘
┌───────────┐
│ ┌───────────┐ └─────────────────┐
│ Втулка
│
│ │ Заклепка │
│
├───────┬───┼──┐
│ ├───────┬───┼───┐
│
│ 12 04│ 2 │ │
│ │ 12 16│ 6 │
│
│
└───────┴───┘ │
│ └───────┴───┘
│
│
┌───────────┐
│ ┌───────────┐ │ ┌───────────┐ │ ┌───────────┐ │
│
Вал
│
│ │
Вал
│ │ │ Ступица │ │ │ Ступица │ │
├───────┬───┼───┬┴─┼───────┬───┼─┘ ├───────┬───┼─┬┴─┼───────┬───┼─┘
│ 12 03│ 1 │
│ │СБ12 03│ 1 │
│ 12 05│ 1 │ │ │СБ12 05│ 1 │
└───────┴───┘
│ └───────┴───┘
└───────┴───┘ │ └───────┴───┘
┌───────────┐ │
┌───────────┐ │
│ Подшипник │ │
│ Кольцо
│ │
├───────┬───┼─┘
┌─┼───────┬───┤ │
│ 12 15│ 2 │
│ │ 12 07│ 1 │ │
└───────┴───┘
│ └───────┴───┘ │
┌───────────┐ │ ┌───────────┐ │
│
Диск
│ │ │
Диск
│ │
├───────┬───┼─┴─┼───────┬───┼──┘
│ 12 06│ 1 │
│СБ12 06│ 1 │
└───────┴───┘
└───────┴───┘
Рис. 1.8 Технологическая схема сборки.
Контрольные вопросы:
1. Что такое сборка?
2. Какие виды сборки вы знаете?
3. Что такое базовая деталь?
Лабораторная работа № 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ
ДЕТАЛЕЙ ПОД ВЛИЯНИЕМ СИЛ РЕЗАНИЯ ПРИ
ОБТОЧКЕ В ПАТРОНЕ И В ЦЕНТРАХ
Цель работы. Освоение методики теоретического расчета деформаций обрабатываемых деталей, возникающих при обработке на
41
токарном станке с последующей экспериментальной проверкой результатов расчета.
Оборудование, приборы и инструмент
1. Токарно-винторезный станок мод. 1К62.
2. Центра передней и задней бабок.
3. Проходной резец с углом в плане 45 .
4. Микрометр.
5. Линейка масштабная.
6. Стальные прутки.
7. Микрокалькулятор
Материал режущей части - Т15К6.
Общие сведения
Под точностью обработки понимают степень соответствия изготовленной детали заданным размерам и форме. В большинстве случаев форма деталей определяется комбинацией известных геометрических тел: цилиндрических, конических, плоскостей и т. д. Можно установить следующие основные критерии соответствия детали заданным требованиям:
точность формы, т. е. степень соответствия отдельных поверхностей детали тем геометрическим телам, с которыми они отождествляются;
точность размеров поверхностей детали;
точность взаимного расположения поверхностей
Отклонения формы и расположения поверхностей
Отклонение формы реальной поверхности от номинальной, т. е.
заданной чертежом, оценивается наибольшим расстоянием D между
точками реальной поверхности и номинальной, измеренным по нормали к последней. Отклонения формы и расположения поверхностей
регламентируются ГОСТом. Наиболее часто встречающиеся из них:
Отклонения от плоскостности:
Выпуклость — отклонение от прямолинейности, при котором
удаление всех точек реального профиля от прилегающей прямой
уменьшается от края к середине;
Вогнутость — отклонение от прямолинейности, при котором
удаление всех точек реального профиля от прилегающей прямой увеличивается от края к середине.
Отклонения от круглости:
Овальность - отклонение от круглости при котором реальный
профиль представляет собой овалообразную фигуру, наибольший и
наименьший диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях;
Огранка - отклонение от круглости при котором реальный про42
филь представляет собой многогранную фигуру.
Отклонения профиля продольного сечения - характеризуются
непрямолинейностью и непараллельностью образующих:
Конусообразность – отклонение профиля, при котором образующие прямолинейны, но не параллельны;
Бочкообразность - отклонение профиля, при котором образующие непрямолинейны, а диаметры увеличиваются от краёв к середине;
Седлообразность - отклонение профиля, при котором образующие непрямолинейны, а диаметры уменьшаются от краёв к середине сечения.
Отклонения расположения характеризуется отклонением реального расположения поверхностей (осей) от их номинального расположения:
Торцовое биение – разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реальной торцовой поверхности, до плоскости, перпендикулярной базовой оси вращения;
Радиальное биение – разность наибольшего и наименьшего
расстояний от точек реальной поверхности до базовой оси вращения в
сечении, перпендикулярном этой оси;
Неперпендикулярность осей или оси и плоскости – расстояние между осями или осью и плоскостью на заданной длине; Например: =0,025 мм на 100 мм длины.
Непараллельность оси вращения и плоскости – разность А-В
наибольшего и наименьшего расстояний между осью и прилегающей
плоскостью на заданной длине;
Несоосность – наибольшее расстояние между осью рассматриваемой поверхности и осью базовой поверхности на всей длине рассматриваемой поверхности или расстояние между этими осями в заданном сечении.
Факторы, определяющие точность обработки
Погрешность - Отклонение параметров реальных поверхностей
детали от заданных на чертеже ещё называется погрешностью В результате несоответствия действительных движений заготовки и инструмента движениям, предусмотренным кинематической схемой станка, возникает погрешность обработки.
В состав погрешности обработки входят:
 погрешность работы станка, возникающая вследствие неточности кинематической схемы станка и его отдельных узлов;
 погрешность настройки, возникающая от неправильности взаимного расположения инструмента и заготовки, а также от неточности регулировки упоров и остановов.
43
Погрешностть настройки складывается из:
 неточности настройки режущего инструмента;
 износа режущего инструмента;
 упругих деформаций технологической системы станок—
приспособление—инструмент—деталь (СПИД);
 температурных деформаций узлов станка, обрабатываемой заготовки и режущего инструмента.
Биение вращающихся центров станка приводит к биению обрабатываемых поверхностей заготовки относительно оси центральных отверстий. При перестановке обработанной заготовки на другой станок
с другим биением центров может возникнуть отклонение от соосности у заготовок, обрабатываемых в разных условиях.
Жёсткость технологической системы
Жёсткостью технологической системы называют отношение
радиальной силы резания Py, направленной перпендикулярно обрабатываемой поверхности, к смещению y режущей кромки инструмента
относительно обрабатываемой поверхности заготовки в том же направлении:
Под влиянием силы резания возникает упругая деформация элементов технологической системы СПИД (изгиб и сжатие резца, изгиб
заготовки и т.п.). Если бы под действием сил резания заготовка и инструмент не деформировались, то обработанная поверхность имела
бы форму цилиндра диаметром d (рис.1.9).
Рис. 1.9
Однако в результате упругих деформаций резца и заготовки
диаметр обработанной поверхности будет отличаться от заданного на
величину погрешности . Эта погрешность тем больше, чем
больше величины сил
, чем больше вылет резца. В различных точках обрабатываемой поверхности жёсткость технологической системы различна. Например, при консольном закреплении в 3-х
кулачковом патроне жёсткость детали будет уменьшаться по мере
44
удаления от патрона. Следовательно, при обработке с продольной подачей стрелка прогиба детали от действия сил резания будет изменяться по длине обработанной поверхности, и мы получим погрешность формы детали — конус вместо цилиндра (см. рис. 1.10).
Повышение жёсткости технологической системы - непременное
условие применения высокопроизводительных режимов резания и
повышения точности обработки.
Рис. 1.10.
При обработке деталей на металлорежущих станках силы резания,
зажатия и другие усилия воздействуют на детали станка, обрабатываемую деталь и режущий инструмент, вследствие чего происходит их деформация, изменение положения (отжим) режущей кромки инструмента
относительно обрабатываемой детали. Размеры обрабатываемой детали
изменяются, появляются отклонения от правильной геометрической
формы (конусность, овальность, бочкообразность.)
Деформации, возникающие в технологической упругой системе
СПИД (системе приспособление – инструмент – деталь) под влиянием воздействия действующих сил, являются одним из источников
погрешностей обработки. Жесткость упругой системы влияет в основном на точность обработки и качество обрабатываемой поверхности. При обточке вала в центрах на токарном станке радиальная составляющая силы резания Ру вызывает отжим задней и передней бабок, зависящий от жесткости их конструкции. Величина этого отжима
в процессе обработки изменяется. В начале обработки вала вся сила
резания воспринимается задней бабкой, а в конце обработки - передней. При обработке середины вала сила резания распределяется между передней и задней бабками. Отжим передней и задней бабок по
сравнению с величиной прогиба обычно выражается малой величиной: так, например, отжим шпинделя токарного станка (с высотой
центров 200 мм) при нагрузке 200 кг допускается не более 0,04 мм,
суппорта - не более 0,03 мм.
45
Величину деформации гладкого вала, установленного в центрах
токарного станка можно приближенно определить по формуле для изгиба балки, свободно лежащей на двух опорах. Точно определить величину деформаций затруднительно по причине изменения сил резания и закрепления детали в процессе ее обработки. Максимальный
прогиб вала под действием радиальной составляющей сил резания Pу
определяется по формуле:
Pу  L3
fЦ 
, мм
(15)
48  E  I
где: fц- максимальный прогиб вала, мм;
Ру- радиальная составляющая силы резания, кг;
L- длина вала, мм;
Е- модуль упругости кг/мм2 (для стали Е = 20000 кг/мм2);
I- момент инерции, мм4. Для круглого сплошного сечения I =
0,05×d4; где d- диаметр вала, мм.
Это увеличение примерно равно удвоенной величине прогиба
(2fц).
fц n ≈ (dц n – dц1)/2 ;
(16)
где fц n – прогиб вала в n-ном сечении;
dц n – диаметр вала в n-ном сечении;
dц1 – диаметр вала в сечении, наиболее приближенном к шпинделю.
Вследствие прогиба вала при обтачивании в центрах диаметр
его увеличивается в средней части. Из формулы (15) видно, что величина прогиба вала пропорциональна его длине в третьей степени.
Дополнительная опора в виде люнета дает возможность избежать такой деформации.
При обтачивании вала в патроне без опоры на другом конце,
максимальный прогиб вала под воздействием радиальной составляющей силы резания Ру равен:
fП 
Pу  L3
3  E  I , мм.
(17)
При условии, что значения радиальной составляющей силы резания, диаметр и длина вала соответственно равны для двух методов
закрепления вала, сравнение формул (1) и (3) показывает, что при обработке вала в патроне величина деформации прогиба в 16 раз больше, чем при обработке этого же вала в центрах. При условии несо46
блюдения однозначности одной из указанных величин необходимо
ввести поправочный коэффициент. Так, при разности значений длины
в формулу (1) необходимо ввести поправочный коэффициент:
l 
Kl   n 
l 
 ц ,
(18)
Где ln -длина вала при обработке в патроне;
lц -длина при обработке в центрах, мм.
Таким образом, формула (2) будет иметь вид:
fц 
PУ  L3
48  E  I  K l
(19)
Для расчета радиальной составляющей силы резания резания
определяется фактическая скорость резания:
Vкор 
  d  n кор
1000
.
(20)
Радиальную составляющую Ру силы резания рассчитывают по
формуле:
n
Y
Pу  С р  t X  S O  V  K P ,кг
(21)
Значения Сp, Xp, Yp, np приведены в табл. П 1 приложения.
Поправочный коэффициент Kp представляет собой произведение из ряда коэффициентов, учитывающих конкретные условия обработки:
K P  K м  K   K   K
(22)
Где Км - учитывает качество обрабатываемого материала П 2 приложения;
К, К, К - учитывает геометрические параметры резца П 3 приложения.
P
P
p
3. Порядок выполнения работы.
Длина заготовки должна быть больше диаметра в 5-10 раз. Необходимо, чтобы диаметры заготовок для обработки в центрах и патроне были одинаковы.
1. Выполнить расчет величин радиальной составляющей силы
резания и деформации заготовки при обработке в центрах и в патроне.
2. Установить заготовку соответственно в центрах и в патроне.
3. Установить и закрепить проходной резец.
4. Для устранения биения заготовки произвести предварительную (2-3 раза) обточку с глубиной t = 0,2 мм.
5. При заданных режимах обработки произвести обточку валов
по указанным выше схемам.
47
6. Замерить обточенную деталь (длину и диаметр) в сечениях,
указанных в соответствующих схемах.
7. Построить графики изменения фактического прогиба по длине вала.
8. Сделать выводы.
8.1. Провести сравнение результатов измерения прогиба вала с
расчетными максимальными значениями этих величин, и дать анализ
причин, которые могут вызвать разницу в результатах.
8.2. Дать заключение: какой метод закрепления заготовки обеспечивает наибольшую точность обработки. Обосновать данные заключения.
1.
2.
3.
4.
5.
Контрольные вопросы
Что понимают под точностью обработки?
Дайте понятие конусообразности, бочкообразности и седлообразности.
Что такое жесткость технологической системы.
Чему равен прогиб вала при обработке в патроне и центрах?
Как отличается прогиб вала при обработке в патроне и центрах и почему?
48
Приложения
Таблица П.1
Обрабатываемый
материал
Материал
режущей
части
Сталь конструкционная и
стальное
литье
в=750
МПа
Твердый
сплав
Чугун
серый
НВ 190
Твердый
сплав
Быстрореж. сталь
Твердый
сплав
Чугун
ковкий
НВ 150
Сталь конструкционная и
стальное
литье
в=750
МПа
Чугун
серый
НВ 190
Чугун
ковкий
НВ 150
Быстрорежущая
сталь
Вид обработки
Коэффиц. и показатели степени
в формулах для тангенсальной
составляющей, Рх
Наружное прод. и попереч. точение и растачив.
Отрезание и прорезание
Наружное прод. и попереч. точение и растачив.
Отрезание и прорезание
Фасонное точение
Наружное прод. и попереч. точение и растачив.
Отрезание и прорезание
Наружное прод. и попереч. точение и растачив.
Ср
300
Х
1,0
Y
0,75
n
-0,15
408
200
0,72
1,0
0,80
0,75
0
0
247
212
92
1,0
1,0
1,0
1,0
0,75
0,75
0
0
0
158
1,0
1,0
0
81
1,0
0,75
0
100
1,0
0,75
0
Быстро –
реж. сталь
Отрезание и прорезание
139
1,0
1,0
0
Твердый
сплав
Наружное прод. и попереч. точение и растачив.
Отрезание и прорезание
Наружное прод. и попереч. точение и растачив.
Отрезание и прорезание
Фасонное точение
Наружное прод. и попереч. точение и растачив.
Отрезание и прорезание
243
0,9
0,6
-0,3
173
125
0,73
0,9
0,67
0,75
0
0
-
-
-
-
54
0,9
0,75
0
-
-
-
-
Наружное прод. и попереч. точение и растачив.
Отрезание и прорезание
43
88
-
0,9
0,75
0
-
-
-
Быстрорежущая
сталь
Твердый
сплав
Быстрореж. сталь
Твердый
сплав
Быстрореж. сталь
49
Таблица П.2 Поправочный коэффициент Кмр для стали и чугуна, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые
зависимости
Обрабатываемый
материал
Конструкционная сталь
В, МПа;
<600
>600
Серый чугун
Ковкий чугун
Расчетная
формула
Показатель степени n (в числителе для твердого сплава, в знаменателе–
для быстрорежущей стали)
Кмр=(В/750)n
0,75/0,35
0,75/0,75
Кмр=(НВ/190)n
Кмр=(НВ/150)n
0,4/0,55
0,4/0,55
Таблица П.3 Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние
геометрических параметров режущей части инструмента на
составляющие силы резания при обработке стали и чугуна.
Параметры
НаименоВеличивание
на
Главный
угол в плане ,
град.
Передний
угол ,
град.
Угол наклона главного
лезвия ,
град.
Радиус при
вершине r,
мм
30
45
80
90
30
45
80
90
–15
0
15
12–15
20–25
–15
0
5
15
0,5
1,0
2,0
3,0
5,0
Материал
режущей
части резца
Обозначение
Твердый
сплав
Kp
Быстрорежущая
сталь
Твердый
сплав
Kp
Быстрорежущая
сталь
Твердый
сплав
Kp
Быстрорежущая
сталь
Krp
Поправочный коэффициент
Величина коэффициента для
составляющей
тангенциальной Pz
1.08
1.00
0.94
0.89
1.08
1.00
0.08
1.08
1,25
1,10
1,00
радиальной
Py
1.30
1.00
0.77
0.50
1.63
1.0
0.71
0.44
2,0
1,4
1,0
осевой
Px
0.78
1.00
1.11
1.17
0.70
1.00
1.27
1.82
2,0
1,4
1,0
1,15
1,00
1,6
1,0
1,7
1,0
0,75
1,00
1,25
1,70
0,66
0,82
1,00
1,14
1,33
1,07
1,00
0,85
0,65
1,0
50
0,87
0,93
1,00
1,04
1,10
1,0
Раздел 2. Лабораторные работы.
Особенности механической обработки деталей и понятия о
режимах резания. Технологические процессы мойки
и ремонта автомобилей.
Общие сведения. Процесс обработки деталей резанием основан
на образовании новых поверхностей путем деформирования и последующего отделения поверхностных слоев материала с образованием
стружки. Та часть металла, которая снимается при обработке, называется припуском. Или, говоря иначе, припуск — это избыточный
(сверх чертежного размера) слой заготовки, оставляемый для снятия
режущим инструментом при операциях обработки резанием.
После снятия припуска на металлорежущих станках обрабатываемая деталь приобретает форму и размеры, соответствующие рабочему чертежу детали. Для уменьшения трудоемкости и себестоимости
изготовления детали, а также ради экономии металла, размер припуска должен быть минимальным, но в то же время достаточным для получения хорошего качества детали и с необходимой шероховатостью
поверхности.
В современном машиностроении имеется тенденция снижать
объем обработки металлов резанием за счет повышения точности исходных заготовок.
Основные методы обработки металлов резанием. В зависимости
от характера выполняемых работ и вида режущего инструмента различают следующие методы обработки металлов резанием: точение,
фрезерование, сверление, зенкерование, долбление, протягивание,
развертывание и др. (рис. 2.1).
Точение — операция обработки тел вращения, винтовых и спиральных поверхностей резанием при помощи резцов на станках токарной группы. При точении (рис. 2.1.1.) заготовке сообщается вращательное движение (главное движение), а режущему инструменту
(резцу) — медленное поступательное перемещение в продольном или
поперечном направлении (движение подачи).
Фрезерование — высокопроизводительный и распространенный процесс обработки материалов резанием, выполняемое на фрезерных станках. Главное (вращательное) движение получает фреза, а
движение подачи в продольном направлении — заготовка (рис. 2.1.2).
Сверление — операция обработки материала резанием для получения отверстия. Режущим инструментом служит сверло, совершающее вращательное движение (главное движение) резания и осевое перемещение подачи. Сверление производится на сверлильных
станках (рис. 2.1.3).
51
Рис. 2.1.
Строгание — способ обработки резанием плоскостей или линейчатых поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает изогнутый строгальный резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Строгание производится на строгательных станках (рис.2.1.4).
Долбление — способ обработки резцом плоскостей или фасонных поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратнопоступательное) совершает резец, а движение подачи (прямолинейное,
перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка.
Долбление производят на долбежных станках (рис. 2.1.5).
Шлифование — процесс чистовой и отделочной обработки де-
52
талей машин и инструментов посредством снятия с их поверхности
тонкого слоя металла шлифовальными кругами, на поверхности которого расположены абразивные зерна.
Главное движение вращательное, которое осуществляется шлифовальным кругом. При круглом шлифовании (рис. 2.1.6) вращается одновременно и заготовка. При плоском шлифовании продольная подача
осуществляется обычно заготовкой, а поперечная подача — шлифовальным кругом или заготовкой (рис. 2.1.7).
Протягивание — процесс, производительность при котором в
несколько раз больше, чем при строгании и даже фрезеровании. Главное движение прямолинейное и реже вращательное (рис. 2.1.8).
Координатно-расточные работы
Растачивание - это также механическая обработка деталей, то
есть процесс механической обработки внутренних поверхностей отверстий расточными резцами, выполняется это для увеличений их
диаметра. Растачивание производят для того, чтобы обеспечить необходимую точность размеров и положения отверстий, его прямолинейности или соосности, для обработки отверстий, диаметр которых превышает наибольшие стандартные диаметры каких-либо зенкеров и
сверл.
Комплекс всех работ по механообработке состоит всегда из последовательного прохождения деталей по производственной линии,
которая оборудована высокоточными станками с числовыми программными управлениями и станками специального назначения для
определенного вида процессов.
Выполненная механическая обработка деталей, например, расточные работы, производятся почти аналогично со сверлением на токарном оборудовании, фрезерном или на координатно-расточных
станках специального вида. Базовым критерием в расточных работах
является качество, при котором достигается работа или считается готовой деталь, она отправляется на контроль качества или производится дополнительно.
Обработка металлов осуществляется при определенных условиях. Совокупность показателей, характеризующих условия протекания
процесса резания, принято называть режимами резания. К основным
показателям относятся скорость резания v, подача s и глубина резания.
Скоростью резания называется величина перемещения заготовки относительно режущей кромки инструмента в направлении
главного движения за единицу времени.
Если известны скорость резания, допускаемая режущими свой53
ствами инструмента, и диаметр заготовки, то можно определить требуемую частоту вращения шпинделя (и заготовки)
Подачей называется величина перемещения режущей кромки
инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи
за единицу времени. Измеряется подача в миллиметрах за одну минуту (мм/мин) или за один оборот заготовки или инструмента (мм/об).
Глубина резания — это толщина снимаемого слоя металла за
один проход.
При обработке металлов резанием заготовки должны иметь
припуск на обработку.
Припуском на механическую обработку называется слой металла, удаляемый при обработке в целях придания детали соответствующих размеров и обеспечения требуемой шероховатости поверхности.
В качестве заготовок для деталей, обрабатываемых резанием,
обычно используются прокат, поковки и отливки.
Увеличенный припуск повышает расход режущего инструмента,
электроэнергии и увеличивает отходы металла, поэтому необходимо
выбирать такой припуск, который может обеспечить хорошее качество детали и минимально возможную стоимость обработки.
Обработку металлов резанием необходимо вести на таких режимах, при которых наиболее полно используется мощность станка и
стойкость режущего инструмента, обеспечивается высокое качество
обработки, наибольшая производительность и создаются безопасные
условия работы.
Глубина резания определяется припуском на обработку. В зависимости от величины припуска обработку ведут за один или за несколько проходов.
Наименьшее количество проходов определяется мощностью
станка и заданными точностью и шероховатостью поверхности обработки.
При черновой обработке глубину резания назначают наибольшей, часто равной всему припуску, а при чистовой выбирают в зависимости от степени точности и требуемой шероховатости поверхности детали.
Подачу рекомендуется выбирать для данных конкретных условий обработки максимально возможную.
Величина подачи при черновой обработке зависит от свойств
обрабатываемого материала, размеров заготовки и глубины резания;
при чистовой обработке — от требуемой шероховатости поверхности.
54
Скорость резания определяется стойкостью режущего инструмента, глубиной резания, подачей, механическими свойствами обрабатываемого материала, а также некоторыми другими факторами.
Рациональные режимы резания выбирают по справочным таблицам, данные которых определены по формулам теории резания с
учетом производственного опыта.
Подготовка машины к ремонту.
В подготовку входят промывка системы охлаждения и наружная
очистка машины.
Промывка системы охлаждения служит для удаления загрязнений
из системы водяного охлаждения, что позволяет восстановить эффективность ее работы и сократить непроизводительный расход топливосмазочных материалов. К наиболее распространенным способам
удаления накипи относят очистку щелочными или кислыми моющими растворами. Для этого систему охлаждения заполняют щелочным
или кислым раствором, который способствует разложению накипи.
Наружная очистка. Ее выполняют не только перед отправкой или
постановкой машины на ремонт, но и перед проведением ТО и ее постановкой на хранение.
Машины очищают струей воды или раствора под напором до 1,8
МПа. Один из наиболее эффективных способов — подача на очищаемую поверхность смеси пара с водой под давлением 0,6...2,0 МПа.
Дорожные загрязнения отмывают водяной струей при давлении
1,6...2,0 МПа и температуре 70...90 °С без моющих средств.
Если машины загрязнены маслом и дорожной пылью, то их очищаают пароводяной струей при давлении 0,8... 1,2 МПа и температуре
95... 100 °С с добавлением моющих средств типов МС, Лабомид,
«Темп», «Аэрол» из расчета 10... 15 г/л.
Очистка объектов ремонта. Очистка и подготовка поверхностей
составляют до 10 % трудоемкости изготовления изделий, З...3,5 %
общей трудоемкости капитального ремонта автомобилей. При некачественной очистке деталей в процессе сборки дизелей снижается их
послеремонтный ресурс на 20...30%.
Для практических целей загрязнения делят на две разновидности
(рис.2.2). Загрязнения наружных поверхностей (почвенные частицы,
растительные остатки и др.) имеют слабые когезионно-адгезионные
связи. Основным моющим реагентом для их удаления служит вода.
Загрязнения внутренних поверхностей (масла, смолистые отложения
и др.) отличаются значительными когезионно-адгезионными связями,
55
и для их удаления применяют водные растворы технических моющих
средств (ТМС).
Ввиду многообразия сельскохозяйственной техники и вида загрязнений для очистки машин при их ремонте и техническом обслуживании применяют следующие моющие средства: воду, органические растворители, растворяюще-эмульгирующие средства (РЭС),
технические моющие средства (ТМС), универсальные биоразлагаемые моющие средства, расплавы щелочей и солей и др.
Рис. 2.2. Классификация загрязнений
и моющих реагентов для их удаления.
Качественная очистка объектов ремонта может быть достигнута
лишь в том случае, если физико-химический фактор воздействия на удаляемые загрязнения, зависящий от применяемых моющих реагентов, дополняется механическим фактором (струи высокого давления, вибрация и
т. д.). Последний определяется конструкцией моечных машин и установок, которые изготовляют трех основных типов: струйные, погружные и
комбинированные.
Существуют струйный и погружной способы очистки. При струйной очистке механический фактор проявляется как удар струи на удаляемые загрязнения, что приводит к их разрушению и размыву. Поданным
ГосНИТИ, повышение давления воды с 2,5 до 15 МПа при удалении
наружных загрязнений приводит к увеличению производительности процесса очистки до 20 раз, снижению энергозатрат в 4 и расхода воды в
10 раз.
При погружной очистке наиболее эффективным фактором механического воздействия на удаляемые загрязнения следует считать вибрацию ремонтируемых объектов, моющей жидкости или их совместного
колебательного движения.
Опыт передовых АРП показывает, что только за счет улучшений
качества мойки и очистки можно повысить моторесурс отремонтированных изделий на 25—30% и на 15—20% увеличить производитель-
56
ность труда рабочих, улучшив условия их работы. Трехстадийная
мойка в настоящее время широко распространена при ремонте автомобилей и является основой рациональной организации моечноочистительных работ в современном авторемонтном производстве.
Чтобы уменьшить загрязнение рабочих мест и повысить качество
мойки деталей, вначале производят частичную разборку агрегатов
(например, у двигателя снимают головку блока и поддон картера, у
коробки передач — верхнюю крышку и т. д.) с последующей мойкой
в моечных камерах и окончательной разборкой на детали на постах
разборки. Далее детали проходят окончательную мойку с применением моющих жидкостей, способных смыть с деталей жировые пленки,
снять накипь и смолистые отложения. С составами моющих жидкостей можно ознакомиться в учебниках и при посещении авторемонтных предприятий. Необходимо изучить принципы мойки и очистки
деталей в моечных машинах с помощью ультразвука, выжиганием в
расплаве солей и щелочей, обработкой косточковой крошкой и др.
Следует обратить внимание на мойку подшипников и деталей из
алюминиевого сплава и латуни, на снятие старой краски. Механизация моечных операций дает возможность повысить производительность труда, культуру труда и повысить качество мойки деталей.
Нужно уделить особое внимание вопросам соблюдения техники безопасности, так как эта работа имеет связь с кислотами, щелочами и
каустической содой, а эти вещества являются опасными для здоровья
человека.
Производственный процесс ремонта машин — это совокупность действий людей и орудий производства, выполняемых в определенной последовательности и обеспечивающих восстановление работособности, исправности и полного (или близко к полному) ресурса
изделия.
Производственный процесс включает в ceбя ряд технологических процессов.
Технологический процесс – это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по последовательному изменению состояния объекта ремонта или его составных частей при восстановлении их работоспособности, исправности и ресурса.
Технологический процесс капитального ремонта машин включает
в себя все элементы машиностроительного производства (изготовление
деталей, сборку, обкатку, испытание и окраску) и дополнительно специфические элементы (приемку машин в ремонт, очистку, разборку, дефектацию и комплектацию). Схема технологического процесса ремонта
представлена на рис.2.3.
57
Рис. 2.3. Схема технологического процесса ремонта сложной машины
Источник экономии при капитальном ремонте машин по сравнению с их изготовлением — использование годных для дальнейшей
эксплуатации деталей и их восстановление.
При изготовлении деталей машиностроительные предприятия
используют заготовки, получаемые литьем, ковкой, штамповкой и т.
д. Стоимость материалов и заготовительных работ при производстве
машин составляет около 75 % затрат на их изготовление. При восста-
58
новлении же деталей в качестве заготовок применяют изношенные
детали. В связи с этим отпадают затраты на литье, ковку, штамповку
и частично на механическую обработку. При восстановлении деталей
затраты на материалы и заготовительные работы фактически отсутствуют, так как роль заготовок выполняют изношенные детали.
При создании изделия в зависимости от его назначения конструктор задает требования, которые должны удовлетворять условиям работы. Применительно детали это физико-механические свойства,
макрогеометрия. Эти требования реализует в процессе изготовления
технолог.
Однако нарушение или изменение первоначальных требований к
детали (изделию) может возникать при создании конструкции, в процессе изготовления – производственный или вследствие эксплуатационных процессов. Наиболее распространенным и естественным является эксплуатационный дефект.
Действительно, в процессе работы изделия (детали) при соблюдении требований и правил эксплуатации в результате воздействия
внешних факторов и сил трения происходят изменения размеров, первоначальных свойств, нарушается вид сопряжения.
На рисунке 2.4. представлена принципиальная схема технологического процесса капитального ремонта автомобилей ООО «ЦАРЗ172» г. Воронежа
Для восстановления первоначальных свойств деталь подвергается
современному и доступному способу ремонта (рис. 2.5).
59
Рис. 2.4– Принципиальная схема технологического процесса
капитального ремонта автомобилей ООО «ЦАРЗ-172» г. Воронежа
60
Рис. 2.5– Классификация способов ремонта деталей
Выбор способа ремонта продиктован видом дефекта. Действительно, восстановление под ремонтный размер можно применить для
деталей, в которых конструкцией предусмотрено увеличение или
уменьшение в сравнении с номинальным размером без существенного
уменьшения прочностных характеристик детали. В этом случае наиболее приемлемым является способ слесарно-механической обработкой.
Восстановление под номинальный размер возможно давлением,
постановкой дополнительной ремонтной детали или одним из способов наплавки, а также гальваническим покрытием.
При этом выбор способа ремонта зависит от таких факторов как:
материал ремонтируемой детали, условия и виды износа, экономическое обоснование.
Например, поршневой палец имеет износ менее миллиметра, а
шейка коленчатого вала до первого ремонтного размера менее 1 мм, а
после последнего ремонтного размера до нескольких миллиметров. В
этом случае палец целесообразно восстановить гальваническим осаждением, а шейки коленчатого вала одним из способов наплавки.
Номинальные размеры можно восстановить методом пластической деформации, а также дополнительной ремонтной деталью.
Погнутость детали можно восстановить пластической деформацией в холодном или горячем состоянии.
Наличие пробоин, трещин можно восстановить сваркой или постановкой дополнительной ремонтной детали, полимерными материалами.
61
Технологическая документация на восстановление детали является разновидностью с некоторыми особенностями изготовления детали, которая представлена в первой части контрольной работы.
Проектирование технологического процесса восстановления деталей состоит в основном в следующем:
1) выборе рационального способа восстановления;
2) установлении наивыгоднейшей последовательности выполнения всех видов работ;
3) выборе средств производства, необходимых для восстановления деталей: оборудования по подготовке и нанесению металлопокрытий или обработке давлением, тепловой и механической обработке, приспособлений, инструмента;
4) выборе материалов и режимов нанесения металлопокрытий:
при наплавках и сварке материала электродной проволоки, флюса,
защитных газов, режимов наплавки и сварки, необходимости упрочнения – выборе способа и режимов упрочнения, для гальванических
покрытий – состава ванн и режимов электролиза и т. п.;
5) установлении режимов механической и, если необходимо, тепловой обработки;
6) соблюдения точности и шероховатости поверхности в соответствии с рабочим чертежом детали;
7) определении квалификации рабочих и норм времени на выполнение работ.
Исходными данными для разработки технологических процессов
восстановления деталей являются: годовая программа ремонтируемых объектов, рабочий чертеж детали, классификация деталей с указанием сочетания встречающихся дефектов и возможных способов их
устранения, а также сведения по эксплуатационным свойствам способов восстановления, паспорта (каталоги) стандартного и нестандартного оборудования, каталоги режущего, измерительного и вспомогательного инструмента, справочные сведения по материалам и режимам, применяемым для восстановления деталей, припускам и режимам механической обработки, соответствующим ГОСТам, нормам
времени по всем видам подготовительных и восстановительных операций.
Лабораторная работа № 6
НАЗНАЧЕНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ШЛИФОВАНИИ
Цель работы. Изучить элементы процесса шлифования, получить навыки по назначению режимов резания при шлифовании, и
оформлению технологического процесса шлифования.
62
Оборудование, приборы и инструмент
1. Центровой круглошлифовальный станок модели 3Б151
2. Заготовка D=70мм, L=200мм
3. Круги шлифовальные.
4. Микрометр.
5. Калькулятор.
Общие сведения
Процесс шлифования.
Шлифование - один из видов обработки металлов резанием. При
шлифовании припуск на обработку снимается абразивными инструментами - шлифовальными кругами. Шлифовальный круг представляет собой пористое тело, состоящее из большого количества
мелких зерен. Эти зерна соединены между собой особым веществом,
которое называется связкой. Твердые материалы, из которых образованы зерна шлифовального круга, называются абразивными материалами.
Абразив – твердое мелкозернистое или порошкообразное
вещество (кремень, наждак, корунд, карборунд, пемза, гранат), применяемое для шлифовки, полировки, заточки.
Процесс шлифования состоит в том, что шлифовальный круг
снимает с детали тонкий слой металла (стружку) острыми гранями
своих абразивных зерен. Принципиальной разницы в законах резания
металлов металлическими и неметаллическими инструментами не
существует. Однако процесс резания металлов различными инструментами, в том числе шлифование, кроме общих закономерностей,
имеет свои особенности:
1) высокую скорость резания,
2) сильное измельчение и своеобразный характер снимаемой
стружки,
3) невыгодную геометрию режущих зерен шлифовального круга,
4) высокое нагревание обрабатываемой поверхности и стружки.
Поясним кратко эти особенности. При обычном шлифовании скорость резания принимается равной 30 м/с, или 180 м/мин, а при скоростном - 50 м/с, или 3000 м/мин. Это в 10...30 раз превышает скорость резания при токарной обработке. Процесс снятия стружки абразивным (режущим) зерном осуществляется примерно за 0.0001...0.00005 секунды.
Затрата энергии на единицу массы снимаемого металла при шлифовании
в 4...5 раз больше, чем при фрезеровании, и в 12...13 раз больше, чем при
точении.
63
Виды и способы шлифования
Поверхности, обрабатываемые шлифованием могут быть простыми и сложными. К простым относятся наружная и внутренняя цилиндрическая поверхности, к сложным - винтовая, эвольвентная и некоторые другие поверхности.
В машиностроении наиболее часто применяются следующие виды шлифования: круглое наружное, круглое внутреннее и плоское.
Круглое наружное шлифование. К этому виду шлифования относятся:
а) шлифование с продольной подачей,
б) шлифование врезанием,
в) бесцентровое шлифование с продольной подачей,
г) бесцентровое шлифование врезанием.
Для осуществления круглого наружного шлифования с продольной подачей необходимы следующие движения:
вращение шлифовального круга, или главное движение резания;
вращение детали вокруг своей оси – круговая подача детали;
прямолинейное возвратно-поступательное движение детали (или
шлифовального круга) вдоль оси детали - продольная подача;
поперечное перемещение шлифовального круга на деталь или,
наоборот, детали на круг - поперечная подача, или подача на глубину шлифования.
При шлифовании с продольной подачей этот вид подачи используется периодически, в конце каждого двойного хода детали.
Круглое наружное шлифование врезанием отличается от первого способа шлифования тем, что высота применяемого при этом
шлифовального круга берется равной длине шлифования детали или
несколько больше нее. Поэтому здесь отпадает необходимость в
продольной подаче. Поперечная подача применяется непрерывно в
течение всего процесса шлифования. Таким образом, для выполнения
наружного шлифования врезанием необходимы следующие движения:
вращение шлифовального круга;
вращение детали вокруг своей собственной оси, или ее круговая
подача;
непрерывная поперечная подача шлифовального круга.
Бесцентровое шлифование представляет собой разновидность
наружного круглого шлифования. Шлифуемая деталь помещается на
опорном ноже между кругами - рабочим (слева) и подающим, или ведущим (справа). Для осуществления процесса бесцентрового шлифо64
вания необходимы следующие движения:
вращение шлифовального и подающего кругов;
круговая и продольная подачи детали.
Вращение подающего круга сообщает шлифуемой детали вращение и продольную подачу. Для получения продольной подачи детали
ось ведущего круга устанавливают под небольшим углом к оси рабочего круга.
Круглое внутреннее шлифование. К этому виду шлифования
относятся:
а) шлифование с продольной подачей,
б) шлифование врезанием,
в) бесцентровое шлифование с продольной подачей,
г) бесцентровое шлифование врезанием.
Для этого способа шлифования необходимы те же движения, что
и при круглом наружном шлифовании с продольной подачей:
вращение шлифовального круга,
круговая подача детали,
продольная подача детали или круга,
поперечная подача круга.
Круглое внутреннее бесцентровое шлифование подобно наружному и осуществляется без закрепления шлифуемой детали: в процессе шлифования деталь поддерживается тремя опорными роликами.
Плоское шлифование. Этот вид шлифования делится:
а) на шлифование периферией круга,
б) на шлифование торцом круга.
Для осуществления плоского шлифования необходимы следующие движения:
вращение шлифовального круга - главное движение резания,
подача детали,
прямолинейное движение детали или шлифовального круга в направлении, перпендикулярном к подаче детали,
движение круга на деталь - поперечная подача, или подача на
глубину шлифования.
Столы плоскошлифовальных станков могут совершать прямолинейное возвратно-поступательное и вращательное движения. Соответственно движение подачи детали может быть прямолинейным или
вращательным.
Абразивные материалы
Шлифовальные круги и другие абразивные изделия характеризуются абразивным материалом, связкой, зернистостью, твердостью,
65
структурой и размерами.
Абразивный материал представляет собой минерал естественного или искусственного происхождения, раздробленный на зерна
определенной величины. Искусственные материалы имеют более высокие и более однородные качества, чем естественные. Важнейшими
абразивными материалами являются: кварц, гранат, наждак, корунд и
алмаз.
Наибольшее применение при производстве шлифовальных кругов
получили естественный карборунд, электрокорунд и карбид кремния.
Наждак и карбид бора в настоящее время применяются в виде различных паст для притирки и доводки.
Абразивные материалы обладают различной шлифующей способностью, под которой понимается количество сошлифованного металла одним зерном в единицу времени (табл.3).
Таблица 3 Шлифующая способность некоторых абразивных материалов
Абразивный материал
Электрокорунд нормальный
Электрокорунд белый
Карбид кремния зеленый
Карбид бора
Алмаз
Зернистость
материала
140
140
140-200
200
Шлифующая способность при обработке стеклянного диска в (г)
0.144
0.156
0.314
0.425
0.623
Зернистость абразивного материала характеризуется размером
режущих зерен и обозначается номером. По ГОСТ 3647 абразивный
материал по зернистости разделяют на шлифзерно шлифпорошки и
порошки. По этому ГОСТ принято обозначение номеров зернистости
по величине отверстия сита (в сотых долях миллиметра), на котором
задерживается зерно основной фракции.
Связка.
Абразивные зерна, раздробленные и рассортированные по зернистости, связываются друг с другом цементирующим веществом (связкой). От вида связки зависит качество работы круга и его свойства.
Связки подразделяют на неорганические и органические. К неорганическим связкам относятся керамическая, силикатная и магнезиальная, к
органическим - бакелитовая и вулканитовая. Для связок установлены
свои условные обозначения. Так керамическая связка обозначается буквой К, бакелитовая - Б, вулканитовая - В, магнезиальная - М.
Твердость шлифовального круга.
По ГОСТ 3752 под твердостью абразивного инструмента понимается сопротивляемость связки вырыванию абразивных зерен с
66
поверхности инструмента под влиянием внешних усилий. (Твердый –
не поддающийся при надавливании, жесткий крепкий).
Таким образом, под твердостью шлифовального круга понимают не твердость абразивных зерен, а прочность связки. (Прочный – с
трудом поддающийся разрушению, порче, крепкий).
Круги делятся на мягкие, среднемягкие, средние, среднетвердые, твердые, весьма твердые и чрезвычайно твердые. Мягкими называют круги, из которых легко выкрашиваются зерна, а твердыми - такие, в которых зерна держатся прочно.
Структура шлифовального круга.
Под структурой шлифовальных кругов понимают их внутреннее
строение, т.е. количественное соотношение и взаимное расположение
зерен, связки и пор в массе круга. Поры - это мелкие пустоты в круге.
От правильного выбора структуры зависит эффективность работы
круга. Шлифовальный круг состоит из абразивных зерен, мостиков
связки, удерживающих зерна в теле круга, и пор. Поры служат для
размещения в них стружки. Стружка не должна застревать в порах, и
при выходе шлифовального круга из соприкосновения с деталью
должна свободно вылетать из них, иначе круг потеряет режущую способность.
При более плотной структуре количество зерен, приходящихся
на единицу поверхности, больше, а размеры пор меньше. Некоторые
шлифовальные круги изготавливаются с заранее установленным
строением круга, т.е. с определенным расположением пор в круге. Такие круги называются структурными. Шкала кругов с нормированной
структурой состоит из 13 номеров: (от 0 до 12). Каждый номер характеризуется своим соотношением и взаимным расположением зерен,
связки, пор.
Форма и размеры шлифовальных кругов.
Форма и размеры шлифовальных кругов установлены ГОСТ
2424-60.
Круги прямого профиля ПП применяют для круглого наружного, внутреннего, бесцентрового и плоского шлифования и для заточки
резцов. Эти круги изготавливаются диаметром от 3 до 1100 мм и высотой от 6 до 200 мм.
Круги плоские конического профиля 2П, 3П, 4П служат для
шлифования зубьев зубчатых колес, для заточки режущего инструмента и шлифования резьбы.
Круги плоские с выточкой ПВ, ПВК, ПВД, ПВДК применяют
для круглого шлифования со шлифовкой торца.
67
Тонкие круги - диски Д используются на отрезных и прорезных
работах. Такие круги изготавливаются высотой от 0,5 до 5 мм и диаметром от 80 до 500 мм.
Шлифовальные круги - тарелки 1Т, 2Т, 3Т применяются для заточки режущего инструмента. Шлифовальные круги - кольца 1К и 2К
применяют для плоского шлифования торцом круга.
Круги - чашки цилиндрические ЧЦ и круги - чашки конические
ЧК применяются для плоского шлифования торцом круга и для заточки режущего инструмента. Кроме этих форм изготавливается целый ряд других форм специального назначения.
Алмазные круги.
Применение алмазов для шлифования, заточки и доводки режущих инструментов, оснащенных твердым сплавом, и для шлифования
деталей обеспечивает наивысшую производительность и высокий
класс чистоты обрабатываемой поверхности.
Алмазные круги в отличие от кругов из абразивных материалов
состоят из корпуса и алмазоносного кольца толщиной 1.5...3 мм. Корпуса алмазных кругов изготавливаются из пластмасс, алюминия, стали и т.д.
Алмазоносный слой состоит из алмазных зерен, связки и наполнителя.
Концентрация алмазных зерен характеризуется содержанием их
в миллиграммах в одном кубическом миллиметре алмазоносного слоя
круга:
1) высокая или 100 процентная, с содержанием алмазов 0,878
мг\мм3;
2) нормальная или 50 процентная, с содержанием алмазов
0,439мг\мм3;
3) низкая или 25 процентная, с содержанием алмазов 0,219
мг\мм3.
Наибольшей эффективностью обладают круги с 50 процентной
концентрацией зерен. Круги с 100 процентной концентрацией используют редко из-за большого расхода алмазов.
Влияние дуги соприкосновения.
Шлифование происходит в зоне соприкосновения поверхности
шлифовального круга с поверхностью детали. Дуга окружности
шлифовального круга, соприкасающаяся с деталью, называется дугой
соприкосновения.
Чем больше дуга соприкосновения, тем длиннее снимается
стружка и тем тяжелее условия работы шлифовального круга, так как
68
при большей дуге соприкосновения выделяется больше тепла, условия теплоотвода ухудшаются, и возникает опасность засорения круга
снимаемой стружкой. При большей дуге соприкосновения следует
работать с меньшей глубиной резания, чтобы снимаемая стружка была тоньше, а сопротивление резанию меньше. При этом следует применять более мягкие круги. Для лучшего отвода тепла обрабатываемые поверхности должны обильно и непрерывно охлаждаться жидкостью.
Теплота, образующаяся при шлифовании
В процессе шлифования возникает теплота, образующаяся в результате внешнего трения абразивных зерен и связки круга об обрабатываемую поверхность и в следствие трения частиц металла друг о
друга при пластической деформации, сопровождающей процесс резания.
Шлифовочный прижег. Под шлифовочным прижегом следует
понимать местное изменение структуры поверхностного слоя шлифуемой детали в сторону ухудшения ее качества под воздействием
высокой мгновенной температуры. Шлифовочный прижег уменьшает
твердость и износостойкость поверхностного слоя.
Причины появления прижегов следующие:
1) завышенный режим шлифования,
2) неудачный выбор шлифовального круга (слишком высокая
твердость круга вызывает большое трение между кругом и деталью),
3) недостаточное охлаждение при шлифовании закаленных сталей,
4) небрежная накладка шлифовального станка, биение круга, некачественная установка детали в центрах станка,
5)затупление шлифовального круга.
Шлифовальные прижеги опознаются по наличию на поверхности детали цветов побежалости. Если степень прижега не велика, то
последующим шлифованием можно удалить поврежденный слой и
получить поверхность, свободную от этого дефекта. Прижеги появляются и без цветов побежалости, их можно удалить травлением.
Шлифовочные трещины.
Шлифовочные прижеги часто сопровождаются шлифовочными
трещинами, особенно при шлифовании закаленных сталей. Такие
трещины расположены чаще всего перпендикулярно направлению
шлифования и бывают видны на поверхности детали в виде сетки.
Причина их возникновения в чрезвычайно высоких режимах шлифования, в неудачно подобранном или затупившемся в работе шлифо69
вальном круге. Все это вызывает сильное нагревание детали в зоне
резания и, как только этот участок поверхности освободится от воздействия шлифовального круга, происходит быстрое его охлаждение,
приводящее к появлению мельчайших трещин. Трещины могут появиться и вследствие напряженности поверхностного слоя металла,
полученной до шлифования.
Температура детали.
Температура детали во время шлифования зависит от многих
причин и прежде всего от того, как проводится шлифование с охлаждением или без охлаждения. При шлифовании без охлаждения температура поверхностного слоя непрерывно увеличивается, так как лишь
небольшая часть возникающей теплоты расходуется в окружающую
среду в виде лучеиспускания, а большая часть поглощается деталью.
Приток тепла превышает его отвод.
Температура детали зависит также от времени шлифования и
толщины снимаемого слоя металла: с увеличением времени шлифования и толщины снимаемого слоя температура детали повышается.
При шлифовании охлаждающая жидкость предохраняет деталь
от нагревания. Если образующееся тепло будет почти полностью отводиться охлаждающей жидкостью, то деталь, независимо от времени
шлифования, будет нагреваться незначительно.
Охлаждение при шлифовании.
Большое значение имеет охлаждение при окончательном шлифовании, так как при точных измерениях температура измеряемой детали должна быть близка к температуре измеряющего инструмента.
Охлаждающая жидкость должна быть близка к температуре измеряющего инструмента. Охлаждающая жидкость, смывая абразивнометаллическую пыль, способствует улучшению качества шлифуемой
поверхности. Чем больше поверхность соприкосновения детали со
шлифовальным кругом и чем тверже обрабатываемый материал, тем
большее количество охлаждающей жидкости должно быть подведено
в зону шлифования. Охлаждающая жидкость должна подаваться на
всю ширину шлифовального круга равномерно, в противном случае
на поверхности детали появляются царапины. Количество подаваемой
жидкости зависит от высоты шлифовального круга: на каждые 10 мм
высоты круга расходуется примерно 5-8 л\мин жидкости.
Состав охлаждающей жидкости.
Охлаждающие жидкости, применяемые при шлифовании, не
должны иметь ядовитых примесей, вызывающих кожные заболевания
у рабочих, не должны разъедать металл и краску.
70
Охлаждающая жидкость при шлифовании выбирается в зависимости от материала шлифуемой детали:
1)для чугунного литья и ковкого чугуна применяют 1% содовый
раствор и 1,5% эмульсию из эмульсола,
2) для меди, конструкционной и легированной инструментальной стали - 1% содовый раствор, 1,5% эмульсию из эмульсола и 0,5%
содовый раствор, содержащий 0,5% мыла,
3)для латуни и бронзы - 1% содовый раствор, 1,5% эмульсию из
эмульсола и легкое минеральное масло,
4) для алюминия, дюралюминия - 1% содовый раствор, легкое
минеральное масло и эмульсию, содержащую 15% эмульсола, 5%
сульфофрезола, 5% скипидара и 75% воды.
В современных шлифовальных станках охлаждающая жидкость
подается непосредственно в зону шлифования сквозь поры шлифовальнго круга. При таком охлаждении уменьшается температура детали не только за счет лучшего подвода жидкости, но и за счет меньшего трения шлифовального круга о поверхность резания, что безусловно, уменьшает опасность появления прижогов и шлифовочных
трещин на шлифуемой поверхности.
Загрязненность охлаждающей жидкости металлическими и абразивными примесями очень часто является одной из причин низкого
качества прошлифованной поверхности. Необходимо тщательно
очищать охлаждающую жидкость путем длительного отстаивания
или пропускания ее через систему фильтров.
Выбор режимов резания при шлифовании
Шлифование с продольной подачей.
Глубина шлифования:
t = (0,010...0,025) мм - на проход при черновом шлифовании;
t = (0,005...0,015) мм - на проход при круглом чистовом шлифовании.
Число проходов:
i = z/t,
(23)
где z - припуск на шлифование (на сторону) в мм.
Продольная подача S, мм/об:
S = Sд∙Bк,
(24)
где Sд - продольная подача в долях ширины круга на один оборот детали;
Bк - ширина шлифовального круга в мм (Bк = 20...60 мм).
71
При круглом шлифовании продольная подача S зависит от вида
шлифования:
1. S = (0,3...0,5) Bк - при черновом шлифовании деталей, изготовленных из любых материалов, диаметром меньше 20 мм:
2. S = (0,6...0,7) Bк - при черновом шлифовании деталей, изготовленных из любых материалов, диаметром более 20 мм:
3. S = (0,75...0,85) Bк - для деталей из чугуна;
4. S = (0,2...0,3) Bк - при чистовом шлифовании независимо от
материала и диаметра детали.
Окружная скорость детали Vд:
Vд = 20...80 м/мин (для чернового шлифования),
Vд = 2...5 м/мин (для чистового шлифования).
Число оборотов детали (частота вращения) определяется по рассмотренной ранее формуле:
nд = 1000∙Vд/ 7p7 0D.
(25)
Скорость продольного перемещения стола Vст, м/мин:
Vст = S∙nд/1000.
(26)
Основное время при шлифовании:
To = K∙L∙i/nд∙S,
(27)
где K - коэффициент точности (коэффициент выхаживания, равный при черновом шлифовании 1,1; при чистовом шлифовании - 1,4);
L - длина продольного хода стола.
Длина продольного хода стола L, мм, определяется по формулам:
при шлифовании на проход
L = l + (0,2...0,4) Bк;
(28)
при шлифовании в упор
L = l - (0,4...0,6) Bк,
(29)
где l - длина шлифуемой поверхности, мм.
Шлифование с поперечной подачей (методом врезания).
Врезное шлифование является производительным методом обработки. Оно осуществляется с поперечной подачей до достижения
необходимого размера поверхности (продольная подача отсутствует).
Шлифовальный круг перекрывает всю (длину) ширину обрабатываемой поверхности детали.
Основное время при поперечном шлифовании:
Tо = z/nд∙Sпоп ,
(30)
где Sпоп - поперечная подача на один оборот детали (Sпоп =
0,0025... 0,0200 мм/об).
72
Остальные параметры (t, Vд, nд) определяются так же, как и при
продольном шлифовании.
Порядок выполнения работы
1. Изучить материалы, представленные в данном руководстве.
2. Выполнить расчеты режимов шлифования.
3. Установить заготовку в станок, настроить станок на выбранные режимы резания.
4. Прошлифовать заготовку до заданного размера.
5. Разработать операционную карту обработки детали шлифованием.
Контрольные вопросы
1. Что такое процесс шлифования?
2. Виды и способы шлифования.
3. Расскажите об абразивных материалах.
4. Охлаждение при шлифовании и состав охлаждающей жидкости.
Лабораторная работа № 7
ВЫБОР И РАСЧЕТ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ
РЕЗАНИЯ ПРИ ТОЧЕНИИ
Цель работы: рассчитать рациональные режимы резания.
Порядок выполнения работы:
1. Изучить теоретическую часть работы.
2. По исходным данным выбрать материал режущей части резца.
3. Назначить размеры резца.
4. Назначить геометрические параметры режущей части резца.
5. Назначить глубину резания.
6. Назначить величину подачи.
7. Определить расчетную скорость резания.
8. Определить частоту вращения шпинделя по расчетной скорости резания.
9. Уточнить частоту вращения шпинделя по паспорту станка.
10. Определить фактическую скорость резания.
11. Проверить выбранный режим резания по мощности привода
шпинделя станка.
12. Проверить выбранный режим резания по прочности механизма продольной подачи станка.
13. Проверить выбранный режим резания по прочности державки резца.
14. Проверить выбранный режим резания по прочности пластин73
ки твердого сплава резца.
15. Сделать выводы.
Исходные данные:
1. Заготовка – штамповка, сталь 40Х Гост 4543-71.
2. Предел прочности стали 40Х – σ = 1000 МПа, твердость по
Бриннелю НВ = 200 кгс/мм2.
3. Общий припуск на обработку (на диаметр) h = 8 мм.
4. Диаметр заготовки D = 95 мм.
5. Диаметр детали после обработки d = 89 мм.
6. Длина обрабатываемой поверхности l = 140 мм.
7. Требуемая шероховатость Ra = 2,5 мкм
8. Станок – 1 К62
Общие сведения
Назначение режимов резания является важным элементом при разработке технологических процессов изготовления или ремонта деталей
на металлорежущих станках, Причем, самой распространенной является
обработка на токарных станках.
Специалисты - инженеры-механики по ремонту и эксплуатации сельскохозяйственной техники должны уметь назначать режимы резания при
обработке деталей на основных типах металлорежущих станков.
Студенты механических специальностей сталкиваются с вопросами
назначения режимов резания при выполнении домашних заданий по курсам кафедры технологии машиностроения, выполнении курсового проекта по «Технологии машиностроения» и дипломных проектов.
Классификация токарных резцов
Токарные резцы классифицируют по ряду отличительных признаков: виду обработки, инструментальному материалу, характеру обработки и др. (табл. 1П). Большинство резцов изготовляют составными режущая часть из инструментального материала, крепежная часть из
обычных конструкционных сталей (У7, сталь 45 и др.);
Основные виды точения
К основным видам точения относятся: продольное наружное точение,
поперечное наружное точение (подрезка торца), отрезание, прорезание,
внутреннее продольное точение (расточка). На рис. 2.6 приведена схема продольного наружного точения, на которой обозначены поверхности заготовки при резании и указаны главное движение резания, движение подачи и элементы режима резания. На рис. 2-3 приведены некоторые схемы точения.
Для различных видов точения применяются резцы определенных типов. Для продольного наружного точения - проходные прямые и про74
ходные упорные; для поперечного - подрезные, фасонные; для отрезания
заготовки и прорезания канавок - отрезные и канавочные; для внутреннего продольного точения - расточные.
Влияние углов резца на процесс резания
Углы резца рассматриваются в главной Рv и вспомогательной Рτ
l . секущих плоскостях и в плане. Углы режущей части резца влияют на
процесс резания. Задние углы α и α1, уменьшают трение между задними
поверхностями инструмента и поверхностью обрабатываемой заготовки,
что ведет к снижению силы резания и уменьшению износа резца; однако чрезмерное увеличение заднего угла приводит к ослаблению режущей кромки резца. Рекомендуется при обработке стальных и чугунных
деталей задние углы выполнять в пределах 6-12º.
С увеличением переднего угла γ уменьшается работа, затрачиваемая
на процесс резания, и уменьшается шероховатость обрабатываемой поверхности. При обработке мягких сталей γ = 8-20°, а при обработке
весьма твердых сталей делают даже отрицательный угол γ = -5... -10°.
Главный угол в плане φ определяет соотношение между радиальной
и осевой силами резания. При обработке деталей малой жесткости φ
берут близким или равным 90°, так как в этом случае радиальная сила,
вызывающая изгиб детали, минимальна. В зависимости от условий работы принимают φ = 10-90°. Наиболее распространенной величиной угла резца в плане при обработке на универсальных станках является φ =
0-45°. Вспомогательный угол в плане φ = 0-45°, наиболее распространен
φ1 = 12-15°.
Рис.2.6.
Схема наружного точения (обтачивания); 1 - обрабатываемая поверхность; 2 - обработанная поверхность; Rr поверхность резания; D диаметр обрабатываемой поверхности; d диаметр обработанной поверхно75
сти; Dr главное движение резания; Ds движение подачи; t глубина резания; Sv подача на оборот; А, Б - точки обрабатываемой и обработанной поверхностей, находящиеся на поверхности резания.
Рис.2.7. Схемы поперечного точения(а),
отрезания (прорезания) заготовки(б)
Рис.2.8. Растачивание отверстий:а-сквозных ;б-глухих.
Рис.2.9. Углы токарного резца в статистическом состоянии: 1.-след главной секущей плоскости Р ; 2- след вспомогательной секущей плоскости
Р ;3-след основной плоскости Р ; 4 след плоскости резания Р
76
Угол наклона главной режущей кромки λ определяет направление
схода стружки. При положительном угле λ стружка имеет направление на обработанную поверхность, при отрицательном λ - на обрабатываемую поверхность. Чаще всего угол λ равен 0º. Не рекомендуется при
чистовой обработке принимать положительный угол λ.
Оптимальный износ резцов
В процессе резания происходит интенсивное трение поверхностей
режущей части инструмента об обработанную поверхность, поверхность резания и трение стружки о переднюю поверхность. Процесс
трения сопровождается значительным выделением тепла за счет трения и пластической деформации срезаемого слоя металла.
Эти явления, сопутствующие процессу резания, приводят к износу
инструмента по передней и задним поверхностям. Инструмент может
нормально работать до какого-то предельно допустимого износа, величина которого определяет стойкость инструмента, измеряемую в минутах, которая характеризует собой время его непрерывной работы до переточки.
Методика назначения рационального режима резания.
Рациональным (наивыгоднейшим) режимом резания будет такой,
при котором деталь требуемого качества изготовляют при минимальных затратах средств (с учетом затрат на инструмент). Этот режим
соответствует экономическому периоду стойкости инструмента.
При назначении рационального режима резания необходимо
учесть следующее; марку обрабатываемого материала, его физикомеханические свойства, состояние его поверхности, вид точения, характер обработки (черновая или чистовая), условия обработки (непрерывное или прерывистое) и др. Предварительно выбирается тип
токарного резца (по табл. 1 приложений).
Порядок назначения режима резания следующий.
2.1. Выбор материала, геометрических параметров режущей части и размеров токарных резцов
Выбор материала режущей части резца
На выбор материала режущей части токарных резцов оказывают
влияние условия и вид обработки (прерывистое или непрерывное резание, наличие литейное корки, чистовое, черновое и др.), а также обрабатываемый материал. Режущая часть токарных размеров изготавливается из металлокерамических, минералокерамических, безвольфрамовых твердых сплавов, реже из быстрорежущей стали и сверхтвердых материалов. Твердые сплавы в виде пластин соединяют с
крепежной частью с помощью пайки или специальных высокотемпе77
ратурных клеев, многогранные твердосплавные пластины закрепляют
прихватами, винтами и т.п.
Рекомендуемые материалы для режущей части токарных резцов
приведены в табл.2П.
Определение геометрических параметров режущей части
размеров резца
Размеры резцов определяют в зависимости от, их отличительных
признаков (см. табл. 1 П). Размеры поперечного сечения державки
резца берут в зависимости от высоты центров станка, на котором выполняется работа. При высоте центров 150-160 мм рекомендуется сечение державки В х Н = 12 х 20 мм) (где В - ширина. Н - высота), при
высоте центров 180-200 мм - от 12 х 20 до 16 х 25 мм, при высоте
центров 250-300 мм - от 16 х 25 до 20 х 32 мм.
Для токарных станков моделей 1А62, 1А62Б, 1А62Г, 1В62Г,
1К62, 16К20 высота центров составляет 200 мм, для модели 1А616 160 мм.
В условиях серийного и массового производства применяются
резцы с механическим креплением многогранных твердосплавных
пластин и минерало-керамики. Применение многогранных твердосплавных неперетачиваемых пластин на резцах обеспечивает;
- сокращение вспомогательного времени на смену и переточку резцов;
- повышение стойкости на 20-25 % по сравнению с напаянными
резцами;
- сокращение затрат на инструмент в 2-3 раза и потерь вольфрама
и кобальта в 4-4,5 раза;
- упрощение инструментального хозяйства;
- уменьшение расхода абразивов на заточку.
Многогранные пластины различных форм имеют плоскую переднюю поверхность с выкружкой или вышлифованные лунки и могут
быть с отверстием или без него.
Сверхтвердые инструментальные материалы предназначены для
чисто вой обработки материалов с высокими скоростями резания (св.
500 м/мин), а также материалов с большой твердостью (HRC > 60).
Наиболее распространенными сверхтвердыми материалами являются
материалы на основе кубического нитрида бора.
Изготовляют резцы, оснащенные режущими пластинами из композита, причем режущие элементы могут быть как перетачиваемыми,
так и в виде многогранных неперетачиваемых пластин.
В зависимости от материала режущей части резца и условий об78
работки выбирается форма передней поверхности резца (табл. 4П).
Углы режущей части резцов в зависимости от условий обработки
обрабатываемого материала, материала режущей части и формы передней поверхности определяются по табл. 5П - 7П.
Назначение глубины резания
Глубину резания t следует брать, равной припуску на обработку
на данной операции. В табл. 6 указаны рекомендуемые, значения
припуска для обработки, наружных цилиндрических поверхностей.
Если припуск нельзя снять за один рабочий ход, то число проходов
должно быть возможно меньшим (два рабочих хода: черновой и чистовой):
t
Dd
2
(31)
где D - диаметр заготовки, мм (диаметр заготовки следует брать с
учетом плюсового допуска на се изготовление); d - диаметр после обработки, мм.
Например, припуск на черновое точение (на диаметр) равен
1,3
4, 40,6 мм. Следовательно, максимальная глубина резания при черновом точении равна:
tmax = 4,4 + 1,3/2 = 2,85 ≈ 2,9 мм,
минимальная глубина резания
tmin = 4,4 - 0,6/2 = 1,9 мм.
В техническую карту механической обработки детали следует записать при черновом точении глубину резания t = 2,9/1,9 мм. Расчет
мощности резания при черновом точении следует вести по максимальной глубине резания t = 2,9 мм.
При чистовой обработке глубина резания зависит от требуемых
точности и шероховатости обработанной поверхности. При параметре
шероховатости поверхности до Rz = 20 мкм включительно глубина резания рекомендуется 0,5-2 мм, при Rz ≤ 0,8 мкм - 0,1-0,4 мм.
В свою очередь, величина припуска зависит от ряда факторов, а
именно от размера изготовляемой детали, метода получения заготовки, масштабов производства (числа изготовляемых деталей) и т.п.
Заготовками могут являться прокат (круглый, квадратный и др.),
поковки, штамповки, отливки. Припуск на сторону для штамповок
колеблется в пределах 1,5-7. мм, для поковок - 2,5-20 мм, для отливок
3-30 мм.
79
2.3.
Назначение величины подачи
При черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из прочности и жесткости системы СПИД (станок - приспособление -инструмент – деталь), мощности привода станка и других ограничивающих факторов.
При чистовой обработке подачу выбирают в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности.
Значения подач приведены в табл. 9П, 10П.
После выбора подачи по справочным таблицам Sm ее уточняют по
паспорту станка и выбирают фактическую Sф - ближайшую (меньшую).
2.4.
Определение скорости резания
Скорость резания, допускаемую режущими свойствами инструмента, рассчитывают по следующим формулам:
а)
при наружном продольном и поперечном точении и растачивании:
v
Cv
Kv
T mt x s y
(32)
б) при отрезании, прорезании и фасонном точении:
v
Cv
Kv
m y
T s
(33)
где v - скорость резания, м/мин; Cv - коэффициент, зависящий от механических свойств и структуры обрабатываемого материала, материала режущей части резца, а также от условий обработки; Т - стойкость инструмента, мин (среднее значение стойкости проходных резцов при одноинструментной обработке - 30-60 мин; для резьбовых,
фасонных резцов - 120 мин); t - глубина резания, мм; S - подача,
мм/об; т, х, у - показатели степеней; Kv - общий поправочный коэффициент.
Значения постоянной Cv для данных табличных условий резания и
показатели степени х, у, т приведены в табл. 11П.
Общий поправочный коэффициент Kv представляет собой произведение отдельных коэффициентов, каждый из которых отражает
влияние определенного фактора на скорость резания:
Kv=Kv Knv Kuv Kv Kφ1v Krv Kqv Kov
80
(34)
где Kv - поправочный коэффициент, учитывающий физико - механические свойства обрабатываемого материала (табл. 12П, 13П);
Knv - состояние поверхности заготовки (табл. 14П);
Kuv Kv Kφ1v Krv Kqv - материал режущей части (табл. 15П); - параметры резца - главный угол в плане, вспомогательный угол в плане, радиус при вершине, размер поперечного сечения державки (табл. 16П),
причем,
Kv Krv Kqv - определяют только для резцов из быстрорежущей стали;
Kov - вид обработки (табл 17П).
Зная допустимую (расчетную) скорость резания v, определяют
расчетную частоту вращения:
N= 1000v
(35)
D
(где п - частота вращения детали, мин-1; D - диаметр детали, мм) и
6epут ближайшую фактическую частоту вращения по паспорту станка при условии пф ≤ п.
По выбранной частоте вращения шпинделя станка подсчитывают
фактическую скорость резания:
vф 
Dnф
(36)
1000
2.5. Проверка выбранного режима резания
Выбранный режим резания необходимо проверить по мощности
привода шпинделя станка, по прочности механизма подач, по прочности державки резца и по прочности пластинки твердого сплава.
2.5.1. Проверка по мощности привода шпинделя станка
Мощность, затрачиваемая на резание Np, кВт, должна быть меньше
или равна допустимой мощности на шпинделе Nшп, определяемой по
мощности привода:
Np ≤ Nшп = Nэη,
(37)
где Nэ - мощность электродвигателя токарного станка, кВт (см. паспортные данные станков в приложениях); η - КПД станка (в паспорте
станка).
Мощность по наиболее слабому звену при малой частоте вращения
шпинделя меньше мощности по приводу (номинальной), т.е. слабое звено не дает возможности при малой частоте вращения шпинделя использовать всю мощность электродвигателя. Поэтому для малых значений
частот вращения (п) шпинделя мощность на шпинделе надо взять из пас-
81
порта станка как мощность по наиболее слабому звену. Например, для
станка 1А62 при минимальной частоте вращения п = 11,5 мин-1 допустимая мощность на шпинделе, допускаемая слабым звеном (зубчатое
колесо), составляет 1,42 кВт, в то время как номинальная мощность (по
приводу) составляет 5,9 кВт. С увеличением частоты вращения мощность на шпинделе по наиболее слабому звену увеличивается и, начиная с 58 мин-1, достигает номинальной - 5,9 кВт.
Мощность резания определяется по формуле:
Np 
Pz v
,
1000
(38)
где Pz - сила резания, Н; v - фактическая скорость резания, м/с. Силу резания, Н, при точении рассчитывают по следующей эмпирической формуле:
Pz=9.81Cp txSyvnKp
(39)
Значения коэффициента Ср и показателей степеней х, у, z приведены в
табл. 18П, а величины поправочных коэффициентов на обрабатываемый
материал - в табл. 19П, на геометрические параметры режущей части
резцов - в табл. 20П
Если условие Np ≤ Nшп не выдерживается, то необходимо в первую
очередь уменьшить скорость резания.
2.5.2. Проверка по прочности механизма продольной подачи
Осевая сила резания Рх, Н, должна быть меньше (или равна) наибольшего усилия, допускаемого механизмом продольной подачи станка:
Рх ≤ Рх доп, где Рх = (0,25 - 0,45) Pz.; Рх доп - наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной подачи станка, Н (берется из паспортных
данных станка).
Если условие Рх ≤ Рх доп не выдерживается, то необходимо уменьшить силу резания Pz , в первую очередь за счет уменьшения подачи.
2
.5.3. Проверка по прочности державки резца
Условие прочности державки резца выражается следующей формулой:
изг  изг
где σизг - наибольшее напряжение в теле резца, зависящее от воспринимаемой нагрузки, материала тела резца и размеров поперечного сечения,
МПа;
σизг =Mизг/ W =Pz l / W.
(40)
82
где Мизг - изгибающий момент, Нм; Pz - сила резания, Н; l - вылет
резца из резцедержателя, м (его берут наибольшим, чтобы обеспечить
жёсткость резца), l = (1-3)Н; W - осевой момент сопротивления или
момент сопротивления при изгибе, м3 (для прямоугольного сечения W =
BH2/6, для круглого - 0,1 d3); изг - допустимое напряжение для державки резца, МПа (для стали У7, 45 - изг = 200-250 МПа).
3.5.4. Проверка по прочности пластинки твердого сплава
Условие прочности пластинки твердого сплава:
Р z ≤ [Р z], (41)
где Рz - фактическая сила резания, Н; [Р z] - сила резания, допускаемая прочностью пластинки твердого сплава, приведена в табл. 20 П.
Если условие прочности не выдерживается, то необходимо увеличить толщину пластинки.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Таблица 1П. Отличительные признаки резцов
Отличительный признак
Наименование резцов
По виду обработки
Проходные, подрезные. Упорные, прорезные, расточные,
отрезные, гантельные, фасонные, резьбовые, фасонные
По инструментальному материалу
Из быстрорежущей стали, с пластинками из твердого сплава
(металлокерамика и минералокерамика), из сверхтвердых материалов
По положению
Правые, левые
главного режущего лезвия
По характеру обработ- Обдирочные (черновые), чистовые, для тонкого (алмазного)
ки
точения
По сечению стержня
Прямоугольные, квадратные, круглые
По конструкции
головок
Прямые, отогнутые, изогнутые, оттянутые.
По способу изготовления
Цельные, с приваренной встык головкой, с припаянной пластинкой, с приваренной пластинкой, с наплавленной головкой, с механическим креплением пластинок, вставки для
державок
83
Таблица 2П. Выбор типовых марок твердого сплава
Характер обработки
Черновое точение по корке
и окалине при неравномерном сечении среза и прерывистом резании
Черновое точение по корке
при неравномерном сечении среза и непрерывном
резании
Получистовое и чистовое
точение при прерывистом
резании
Точное точение при прерывистом резании
Марка сплава при обработке
стали
чугуна
углеродистой и
закаленной
НВ240
НВ
легированной
400700
Т5К6 Т5К12В
ВК8
ВК8
ВК8
ВК8В
ВК8В
ВК83
ВК4
Т14К8
Т5К10
Т15К6 Т14В8
T5K10 ВСК-60
ВСК-63, ВЗ
ТЗ0К4
Т15К6
T5K10 ВК4
ВК8 ТНМ-20,
ВЗ
Т14К8
Т5К10 ВК4
Точное точение при непрерывном резании
ТЗ0К4
Отрезка и прорезка канавок
Т15К6, Т14К8
Т5К10
ТЗ0К4
Т15К6
ВК6М,
ВКЗМ
ВК6М
ВК4
ВК4
ВК8
ВК6
ВК6М
ВК4
ВК4
ВК6
ВК8
ВКЗ
БКЗ
ВК4
ВКЗ
ВКЗМ
ВК6М
ВКЗ
ВКЗМ
ВК6М
ВКЗМ
ВК6М
ВКЗ
ВК6М
ВКЗМ
ВКЗ
Таблица 3П. Размеры проходных отогнутых резцов с пластинкой из
твердого сплава
Обозначение Сечение резца Н х В, мм
2102-0071
2102-0073
2102-0075
2102-0077
2102-0055
2102-0079
2102-0059
2102-0081
2102-0063
Длина резца, мм
16 х 10
16 x 12
20 х 12
20 х 16
25 х 16
25 х 20
32 x 20
32 x 25
40 х 25
100
100
120
120
140
140
170
170
200
84
т. мм
6
7
7
10
10
13
13
16
16
Форма
пластинки ГОСТ
2209-69
01Б
01Б
01Б
02Б
02Б
02Б
02Б
02Б
02Б
Таблица 4П. Формы передней поверхности
II.Плоская с фаской
I.Плоская
Обозначен
ие.
Эскиз передней поверхности
Область примемения
а из рез-цов
б/р стали
б для резцов с пластинка-ми тв. сплава
Обработка
чугуна. обработка стали
при S 2мм/об.
для фасонных
резцов сложного контура
Обработка
стали при S
2мм/об.
Обработка стали с δв
800 МПа при достаточной жесткости и
виброустойчи-вости
заготовки . Необходим
стружколоматель.
III.Радиусная с
фаской
Обработка
стали с обеспече-нием
стружколомания.
85
Обработка серого и
ковкого чугуна, стали
с δв 800 МПа при доста-точной жесткости и
виброустойчи-вости
заготовки . Необходим
стружколоматель
Обработка стали δв
800 МПа при t 1-2мм.S
0..3мм/об. Стружколомание обеспечивается лункой:В 2-2.5мм
R 4-6мм. глубина лунки 0.1-0.15мм.
Таблица 5П. Углы режущей части резцов
Обрабатываемый материал
Материал ре- Геометрические параметры
жущей части. режущей части, град.
Форма передγф
γ
α
ней поверхности.
Точение, растачивание, строгание
Сталь углеродистая, легированная,
БС IIа, IIIа
25-30 8инструментальная, стальное литье
12
НВ<340, σв<1200МПа
Чугун серый и ковкий НВ<220
БС, Iа, IIа, IIIа
12-18 812
Сталь конструкционная, углеродиТС, IIб,
-3-5 -10
15 стая, легированная, стальное литье σв
IIIб I б,
12
< 1000 МПа; σв >1000 МПа
IIб
Точение и растачивание
Чугун серый НВ<220 НВ>220
ТС, IIб, IIIб
-3-5
12-8
610
Чугун ковкий НВ = 140-150
ТС, IIб,
-2
15 8IIIб
12
ТС, Iб,
IIб
Непрерывное точение
Сталь σв < 700 МПа
МК, IIб, IIIб
-5-10
10-15 8σв >700 МПа
10
10
Чугун
МКIIб
-5
10
05
λ
0
-4+4
-
-
05
Таблица 6П. Значения углов φ и φ 1
Условия обработки
Обтачивание ступенчатых заготовок недостаточной жесткости; обтачивание, растачивание ступенчатых поверхностей в упор; подрезание, прорезание и. отрезание
Для отрезных резцов при отрезании заготовок без бобышек
Точение на проход заготовок малой жесткости, растачивание чугуна
Точение жестких заготовок
проходными резцами
Чистовое точение с малой глубиной резания
φ
90
Условия обработки
Для проходных резцов при работе
без врезания:
из быстрорежущей стали с пластинками из твердого сплава
φ1
5-10
15
80
Для проходных резцов при работе
с врезанием: до 3 мм св. 3 мм
15 2030
60-75 Для подрезных и расточных резцов: из быстрорежущей стали с
пластинками из твердого сплава
30-60 Для прорезных и отрезных резцов
10-15
20
10-30 Для резцов с отогнутым сечением: до 20 х 30 мм св. 20 х 30 мм
для широких резцов
45
30 0
86
1-2
Таблица 7. Геометрические параметры режущей части резца с неперетачиваемыми пластинками
Тип пластинки
φ
φ1
γ
α
Трехгранные
90
10
12
7,5
Четырехгранные
45
45
10
10
Четырехгранные
60
30
12
7
Четырехгранные
75
15
12
7
Пятигранные
60
12
10
8
Шестигранные
45
14
10
10
Таблица 8П Припуски на обработку наружных цилиндрических поверхностей
Припуск на диаметр при расчетной длине, мм
до 6
6-18
18-30
30-50
50-80
80-120
120-200
Точение
черновое
чистовое
черновое
чистовое
черновое
чистовое
черновое
чистовое
черновое
чистовое
черновое
чистовое
черновое
чистовое
Припуск на диаметр при расчетной длине, мм
до 100
100250400-630 630200
400
1000
2,5
31
3,5
--1
1,1
1,1
3,0
3,5
3,5
4,0
4,0
1,2
1,5
1,5
1,5
2,0
3,5
3,5
3,5
4,0
5,0
1,5
1,5
1,5
2,0
2,0
4
4,5
4,5
5
5,5
1,5
1,5
2,0
2,0
2,5
4,0
4,5
4,5
5,5
5,5
2,0
2,0
2,5
2,5
2,5
5,5
6,0
7
7,5
8,5
2,0
2,0
2,0
2,5
2,5
6,0
7,0
7,5
8,0
9,0
2,0
2,5
2,5
3,0
3,0
3Таблица 9П. Подачи при чистовом точении
Параметр шероховатости поверхности, мкм
Ra
Rz
0,63
2,5
1,25
5
2,50
10
5,0
20
10,0
40
20,0
80
Радиус при вершине резца, r, мм
0,4
0,07
0,10
0,14
0,25
0,35
0,47
0,8
0,10
0,13
0,20
0,33
0,51
0,66
87
1,2
0,12
0,165
0,246
0,42
0,63
0,81
1,6
0,14
0,19
0,29
0,49
0,72
0,94
2,0
0,15
0,21
0,32
0,55
0,80
1,04
2,4
0,14
0,23
0,35
0,60
0,87
1,14
Таблица 10П. Подачи при черновом наружном точении резцами с
пластинками из твердого сплава и из быстрорежущей стали
Диаметр
детали,
мм
Размер
державки
резца, мм До3
До 20
От 16х25
До 25х25
От 16х25
До 25х25
От16х25
До 25х40
От16х25
До 25х40
От16х25
До 25х40
От 20х20
До 40х60
От 20х30
Св. 20
до 40
Св .40
до 60
Св. 60
до 100
Св.100
до 400
Св.400
до 500
Св.500
до 600
0,30,4
0,40,5
0,50,9
0,61,2
0,81,3
1,11,4
1,21,5
сталь
чугун
Подача, мм/об, при глубине резания t, мм
Св
Св.5 Св. Св.12 До3 Св
Св.5 Св. Св.12
3 до до 8 8 до
3 до до 8 8 до
5
12
5
12
0,30,4
0,40,8
0,51,1
0,71,2
1,01,4
1,01,4
0,30,7
0,50,9
0,61,0
0,71,2
0,81,3
0,40,8
0,50,9
0,61,2
0,61,3
0,41,1
0,43,2
0,40,5
0,60,9
0,81,4
1,01,5
1,31,6
1,51,8
0,50,8
0,71,2
0,91,4
1,21,5
1,21,6
0,40,7
0,61,0
0,81,1
1,11,3
1,01,4
0,50,9
0,60,9
0,81,0
0,91,2
0,70,9
0,81,0
Таблица 11П Значения коэффициента и показателей степени в
формулах скорости резания
Вид обработки
Материал
Характерирежущей
сти ка подачасти резца чи
Коэффициент и показатели степени
Сv
x
y
m
Обработка стали конструкционной углеродистой σв = 750 МПа
Наружное
продольное
точение
проходными
резцами
Т15К6*
Р18**
Отрезание
S до 0,30
420
S св. 0,30 до
0,70
350
0,15
0,35
0,20
S св. 0,70
340
0,15
0,43
0,20
S до 0,25
87,5
0,25
0,33
0,125
S св. 0,25
56
Т5К10*
47
Р18**
23,7
88
0,20
0,66
-
0,80
0,20
0,66
0,25
Обработка серого чугуна, НВ 190
Наружное
продольное
точение
проходными
резцами
Отрезание
ВК6*
S до 0,40
292
S св. 0,40
243
ВК6*
68,5
Р18*
22,5
0,15
0,20
0,20
0,40
-
0,40
0,20
0,15
Обработка ковкого чугуна, НВ 150
Наружное
продольное
точение
проходными
резцами
Отрезание
ВК8*
S до 0,40
317
S св. 0,40
215
S до 0,25
106
S св. 0,25
75
0,50
ВК*
86
0,40
0,50
Р18**
47
Р18**
0,15
0,20
0,20
0,45
0,20
0,25
0,125
0,20
0,25
Таблица 12П Поправочный коэффициент Kµv, учитывающий влияние
физико - механических, свойств обрабатываемого материала на скорость резания
Обрабатываемый материал
Расчетная формула
Сталь
Kµv = Kr(750/σв )nv
Серый чугун
Kµv = (190HB)nv
Ковкий чугун
Kµv = (150/HB)nv
89
Таблица 13П Значение коэффициента Kr и показатели степени nv в
формуле для расчета коэффициента обрабатываемости Kµv
Обрабатываемый материал Коэффициент Kr для резцов
Показатели степени nv при
обработке резцами
Из быстрорежущей
стали
из твердого
сплава
Из быстрорежущей
стали
из твердого
сплава
Сталь:
Углеродистая (С < 0,6 %)
σв < МПа, < 450
450-550
> 550
1,00
1,00
1,00
1,00
0,75
1,00
-1,00
1,75
1,75
1,00
Повышенной и высокой
обрабатываемости резанием
Углеродистая (С > 0,6 %)
1,20
1,10
1,75
0,85
0,95
1,75
0,80
0,90
1,50
Быстрорежущие
0,60
0,70
1,25
1,00
-
-
1,70
1,25
-
-
1,70
1,25
Чугун: серый
ковкий
Таблица 14П Поправочный коэффициент Knv учитывающий влияние
состояния поверхности заготовки на скорость резания
Без корки
Прокат
1,0
0,9
С коркой
Поковка
Стальные и чугунные отливки
Нормальные
Сильно загрязненные
0,8
0,8 - 0,85
0,5 - 0,6
Таблица 15П Поправочный коэффициент Kuv, учитывающий влияние
инструментального материала на скорость резания
Обрабатываемый Значения коэффициента Kuv в зависимости от марки инструменматериал
тального материала
Сталь конструк- Т5К12В
Т5К10 Т14К8
Т15К6
TI5K6T T3QK4
ВК8
ционная
0,35
0,65
0,8
1,00
1,15
1,4
0,4
Сталь закаленная
Серый и ковкий
чугун
Медные и
алюминиевые
сплавы
HRС 35-50
Т15К6
1,0
ВК8
0,83
Р18, Р9
1,0
ТЗОК4
1,25
ВК6
1,0
ВК4
2,5
HRC 51-62
ВК8
0,85
ВК4
1,1
ВК6
2,7
90
ВК8
0,83
ВКЗ
1,15
9ХС
0,6
ВК4
1,0
ВКЗ
1,25
ХВГ
0,6
ВК6
0,92
ВК8
0,74
-
У12А
0,5
-
Таблица 16П Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние параметров резца на скорость резания
Главный Коэффи- Вспомога- Коэффи- Радиус Коэффи- Сечение Коэффиугол в
циент
тельный
циент Кφ при вер- циент К rv державки циент К qv
плане φ,
угол в
lv
шине резq, мм
град.
плане φ 1,
ца r,
20
1,4
10
1,0
1
0,94
12x20
0,93
16x16
30
1,2
15
0,97
2
1,00
16x25
0,97
20x20
45
1,0
20
0,94
3
1,03
20x30
1,0
25x25
60
0,9
30
0,91
25x40
1,04
30x30
90
0,7
-
-
-
-
40x60
1,12
Таблица 17П Поправочный коэффициент Kоv, учитывающий влияние
вида обработки на скорость резания
Вид обработки
наружное точение:
продольное
поперечное
отрезание
прорезание
растачивание
Отношение диаметров d / D
0,0-0,4 0,50,7 0,8-1,0
0 0,5-0,70
0,8-0,95
-
91
Коэффициент K о v
1,00 1,24
1,18 1,04
1,00 0,96
0,84 0,50
Таблица 18 П.Значения коэффициента и показателей степени в формулах составляющих силы резания при точении.
Обрабатываемый материал
Материал
режущей
части
Сталь конст- Твердый
рукционная и сплав
стальное литье
σв=750 МПа
Быстрорежущая
сталь
92
Чугун серый Твердый
НВ 190
сплав
Вид обработки
Коэффициенты и показатели степени в формулах для составляющей
Тангенциальной Pz
Радиальной Py
Осевой Px
Cp
x
y
n
Cp
x
y
n
Cp
x
y
Наружное
про- 300
1,0
0,75 -0,15 243 0,9
0,6
-0,3 339 1,0
0,5
дольное и поперечное точение и
растачивание
Отрезание и про- 408
0,72
0,80 0
173 0,373 0,67 0
резание
Наружное
про- 200
1,0
0,75 0
125 0,9
0,75 0
67
1,2
0,65
дольное и поперечное точение и
растачивание
Отрезание и про- 247
1,0
1,0
0
резание
Фасонное точение 212
1,0
0,75 0
Наружное
про- 92
1,0
0,75 0
54
0,9
0,75 0
46
1,0
0,4
дольное и поперечное точение и
растачивание
n
-0,4
0
-
0
Таблица 19П Поправочный коэффициент Kµ p, для стали и чугуна, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости
Обрабатываемый
материал
Конструкционная
Сталь Ϭн, МПа <600
Серый чугун
p=(HB/190)n
Ковкий чугун
p=(HB/150)n
Расчетная
формула
Kµ p=(Ϭн/750)n >600
Kµ
Kµ
Показатель степени n (в числителе- для твердого сплава, в знаменателе- для быстрорежущей стали)
0.75/0.35
0.75/0.75
0.4/0.55
0.4/0.55
Таблица 20П Величины силы резания Pz, допускаемые прочностью
пластинок твердого сплава
Толщина
Глубина резания, мм
пластинки,
1
2
3
4
6
8
12
15
мм, до
Допускаемые значения Pz , Н
4
500
1800
2700
3600
5400
7200
10800
13500
6
1900
3850
5800
7700
11500
15400
23000
28800
8
3300
6600
9900
13200
19700
26300
39500
49400
10
5000
9950
15000
20000
29800
40000
59600
74500
Таблица 21П Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания при обработке
стали и чугуна
Параметр
Материал
Поправочный коэффициент
НаименоваВеличи- режущей
Обознадля составляющей
части резца чение
на
тангенрадиальосевой
ние
циальной Pz ной
Px
Главный угол
30
Твердый
1.08
1.30
0.78
в плане φ,
45
сплав
1.00
1.00
1.00
град
80
0.94
0.77
1.11
90
Кφр
0.89
0.50
1.17
30
Быстро1.08
1.63
0.70
45
режущая
1.00
1.00
1.00
60
сталь
0.08
0.71
1.27
90
1.08
0.44
1.82
Передний
-15 0 10
Твердый
Кγр
1.25
2.00
2.00
угол γ, град
сплав
1.10
1.40
1.40
1.00
1.00
1.00
12-15
Быстро1.15
1.60
1.70
20-25
режущая
1.00
1.00
1.00
сталь
Угол наклона -5 0
Твердый
1.00
0.75
1.07
главного лез- 5 15
сплав
Кλр
1.00
1.00
вия λ, град
1.25
0.85
1.70
0.65
Радиус при
0.5
Быстро0.87
0.66
1.00
вершине r,
1.0
режущая
Кrp
0.93
0.82
мм
2.0
сталь
1.00
1.00
3.0
1.04
1.14
5.0
1.10
1.35
93
Лабораторная работа №8
РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИИ
Цель работы: Знать определения всего времени, затрачиваемого на
выполнение операции и рассчитать его.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:
1. Изучить теоретическую часть работы.
2. Рассчитать основное время.
3. Рассчитать штучное время.
4. Рассчитать потребность в оборудовании.
5. Рассчитать коэффициент основного времени.
6. Рассчитать коэффициент использования станка по мощности.
7. Сделать выводы.
1. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИИ
Штучное время Тшт - время, затрачиваемое на выполнение операции, мин, равно:
Тшт = То + Твсп + Тобс+ Тотд
(42)
где То - основное время, это часть штучного времени, затрачиваемая
на изменение и последующее определение состояние предмета труда,
т.е. время непосредственного воздействия инструмента на заготовку;
Твсп - вспомогательное время, это часть штучного времени, затрачиваемая
на выполнение приёмов, необходимых для обеспечения непосредственного воздействия на заготовку; к этому времени относится время, затрачиваемое на установку, закрепление, снятие заготовки, время на управление станком при подготовке рабочего хода, выполнение измерений в
процессе обработки; Тобс - время обслуживания рабочего места, это
часть штучного времени, затрачиваемая исполнителем на поддержание
средств технологического оснащения в работоспособном состоянии и
уход за ними и рабочим местом. Время обслуживания рабочего места
складывается из времени организационного обслуживания (осмотр и опробование станка, раскладка л уборка инструмента, смазка и очистка
станка) и времени технического обслуживания (регулирование и подналадка станка, смена и подналадка режущего инструмента, и т.п.); Тотд
- время на личные потребности, это часть штучного времени, затрачиваемая человеком на личные потребности и, при утомительных работах, на дополнительный отдых.
1.1.
Определение основного времени
Основное технологическое время То , определяется по формуле:
94
Li
Tо=
ns
,
(43)
где L - общая длина рабочего хода резца (суппорта) в траектории
движения подачи, мм, i -число рабочих ходов. Длина рабочего хода
L = l+ l1 + l2 +l3,
(44)
где l - длина обрабатываемой поверхности детали, мм; l1 - величина
пути врезания, мм,
l1 = t ctgφ + (0,5 - 2); l2 - величина, перебега резца, l2 = 1-3 мм; l3 величина пути для снятия пробных стружек или для замеров детали, l3
= 5-8 мм. При работе на настроенных станках l3 = 0.
1.2.
Вспомогательное время
К этому времени относится, затрачиваемое на установку, выверку
и снятие заготовки (табл. 22П), на рабочий ход (табл. 23П), на выполнение измерений в процессе обработки (табл. 24П).
1.3.
Определение оперативного времени
Сумму основного и вспомогательного времени называют оперативным временем:
Топ = То + Твсп
(45)
Оперативное время является основной составляющей штучного времени.
1.4.
Время на обслуживание рабочего места и время на
личные надобности
Время на обслуживание рабочего места, и время на личные надобности часто берут в процентах от оперативного времени:
Тобс = (3-8 %) Топ; Тотд = (4-9 %) Топ ; Тобс + Тотд ≈ 10 % Топ
1.5.
Штучно-калькуляционное время
Штучно-калькуляционное Тшт определяет норму времени - время
выполнения определённого объёма работ в конкретных производственных условиях одним или несколькими рабочими. В состав штучнокалькуляционного времени входит, помимо штучного времени, ещё и
время на подготовку рабочих и средств производства к выполнению технологической операции и приведение их в первоначальное состояние после; её окончания -подготовительно-заключительное время Тпз. Это время необходимо для получения задания, приспособлений, оснастки, инструмента, установки их, для наладки станка на выполнение операции,
снятие всех средств, оснащения и сдачи их (табл. 25П). В штучнокалькуляционное время подготовительно-заключительное время входит
как доля его, приходящаяся на одну заготовку. Чем большее число заготовок п обрабатывается с одной наладки станка (с одного установа в
95
одной операции), тем меньшая часть подготовительно-заключительного
времени входит в состав штучно-калькуляционного:
Tшт  Т шт 
Т пз
n
(46)
В массовом производстве Тпз принимается равным нулю, так как практически вся работа выполняется при одной наладке станка.
Таблица 4
2. РАСЧЁТ ПОТРЕБНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ
Расчетное количество станков для выполнения определенной операции:
z
Tшт П
Т см 60
(47)
где Тшт - штучное время, мин; П - программа выполнения деталей в смену, шт.; Tсм - время работы станка в смену, ч (обычно Тсм = 8 ч).
3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФЕКТИВНОСТЬ
Оценку технико-экономической эффективности технологической
операции проводят по расчетам потребного количества станков и ряда
коэффициентов, в числе которых: коэффициент основного времени и
коэффициент использования станка по мощности.
Коэффициент Ко основного времени То определяет его долю в общем времени Тшт, затрачиваемом на выполнение операции:
96
Ко 
То
Т шт
(48)
Чем больше значение Ко, тем лучше построен технологический процесс, поскольку больше времени, отведенного на операцию, станок работает, а не простаивает, т.е. в этом случае уменьшается доля вспомогательная времени.
Ориентировочно величина коэффициента Ко следующая:
- протяжные станки
- Ко = 0,35-0,945;
- фрезерные непрерывного действия - Ко = 0,85-0,90;
- остальные
- Ко = 0,35-0,90.
Если коэффициент основного времени Ко ниже этих величин, то
необходимо разработать мероприятия по снижению вспомогательного
времени (применение быстродействующих приспособлений, автоматизация измерений детали и др.).
Коэффициент использования станка по мощности:
Np
КN 
(49)
N сп
где KN - коэффициент использования станка по мощности; Np - мощность резания, кВт ( выбирает технологический переход операции с максимальным расходом мощности); Nсп - мощность главного привода станка, кВт; η - КПД станка. Чем KN ближе к единице, тем наиболее полно, используется мощность станка, чем он меньше, тем менее используется
мощность станка. Например, если KN = 0,5, то станок используется на 50
% от своей мощности и, если это возможно, следует выбрать станок
меньшей мощности.
1.
2.
3.
4.
5.
Контрольные вопросы:
Дайте определение основного времени.
Дайте определение вспомогательного времени.
Дайте определение штучного времени.
Дайте определение оперативного времени.
Дайте определение штучно-калькуляционного времени.
97
Таблица 22П Вспомогательное время на установку, выверку и снятие
детали
Масса детали, кг, до
Способ установки детали
Характер
выверки
1
3
5
10
Время, мин
В
самоцентрирующем
патроне
Без выверки,
По мелку
По индикатору
0,38
0,80
1,65
0,55
0,95
1,90
0,68
1,15
2,30
0,94
1,42
2,90
В
самоцентрирующем
патроне с поджатием
задним центром
Без выверки
По мелку
0,49
0,83
0,66
1,20
0,80
1,40
1,06
1,75
В четырехкулачковом
патроне
Без выверки
По рейсмусу
По
-
0,95
1,48
2,10
1,05
1,70
2,50
1,32
2,10
3,10
Без выверки
0,33
0,55
0,62
0,76
Без выверки
0,58
0,68
0,74
0,96
Без выверки
1,10
1,30
2,30
2,55
В центрах
с хомутиком
В центрах с люнетом
На планшайбе с
центрирующим
приспособлением
Таблица 23П Вспомогательное время на рабочий ход
Переход
100
Наружное точение или
растачивание по 9,10
Наружное точение или
растачивание по 11-13
Наружное точение или
растачивание на
последующие рабочие ходы
Подрезка или отрезание
Снятие фасок, радиусов,
галтелей
Нарезание резьбы резцом
Нарезание резьбы метчиком
или плашкой
Сверление и центрирование
98
Высота центров, мм
200
Время, мин
300
0,70
0,80
1,00
0,40
0,50
0,70
0,10
0,20
0,30
0,10
0,20
0,30
0,06
0,07
0,07
0,03
0,04
0,06
0,20
0,20
0,26
0,50
0,60
0,90
Таблица 24П Вспомогательное время на измерения
Измерительный инструмент
Линейка
Угольник
Штанга раздвижная
Штангенциркуль
Микрометр
Скоба двухсторонняя
Скоба односторонняя
Нутромер (микрометрический
штихмасс)
Пробка двухсторонняя предельная
Индикатор
Точность измерения,
мм;
квалитет
100
Измеряемый
размер, мм
500
1000
0,1 мм
0,02 мм
0,1 мм
11-13
6-10
11-13
6-10
0,06
0,10
0,13
0,25
0,22
0,07
0,16
0,06
0,06
Время, мин
0,09
0,11
0,24
0,17
0,21
0,20
0,44
0,35
0,66
0,30
0,13
0,20
0,03 мм
0,15
0,18
0,34
9-10
6-8
6-10
0,13
0,18
0,08
-
-
-
-
Таблица 25П Подготовительно-заключительное время
Способ
установки
детали
В патроне,
центрах, на
оправке
Степень
сложности
подготовки
при
наладке
Простая
Средняя
Сложная
В специальном
приспособлении
Простая
Средняя
Сложная
Количество
инструментов
при
наладке
1-2
3-4
3-4
5-6
7-9
4-5
6-8
1-2
3-4
3-4
5-6
7-9
4-5
6-8
99
Высота центров,
мм
200
300
Без замены
приспособления
7
9
9
11
10
12
12
15
15
17
18
20
20
23
9
11
11
13
12
14
14
17
17
19
20
22
22
26
200
300
С заменой приспособления
10
12
15
17
20
22
25
14
16
19
22
25
27
30
12
14
17
20
22
26
30
17
19
22
25
27
30
35
Таблица 26П Паспортные данные токарных станков. Частота вращения шпинделя, об/мин, в числителе и наибольший допустимый момент на шпинделе, Нм, в знаменателе
Номер
степени
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1А62,
1А62Б,
1А62Г
11,5/1200
14,5/1200
19/1200
24/1200
30/1200
37,5/1200
46/1200
58/980
76/750
96/590
120/475
350/380
184/310
230/245
305/188
380/148
480/120
600/89
370/170
460/134
610/94
770/70
960/53
1200/40
1В62Г
1К62
16К20
1А616
10/1100
12,5/1100
16/1100
20/1100
25/1100
31,5/1100
40/1100
50/1100
63/994
80/787
100/625
125/501
160/385
200/312
250/250
315/195
400/152
500/125
400/145
500/123
630/95
800/78
1000/55
1250/47
12,5/1300
16/1300
20/1300
25/1300
31,5/1300
40/1300
50/1300
63/1240
86/975
100/780
125/620
160/490
200/390
250/310
315/260
400/202
500/154
630/119
630/125
800/93
1000/70
1250/545
1600/42
2000/30
12,5/1300
16/1300
20/1300
25/1300
31,5/1300
40/1300
50/1300
63/1090
80/855
100/670
125/530
160/405
200/380
250/300
315/240
400/180
500/146
630/114
800/90
1000/70
1250/555
1600/418
11/580
18/580
28/580
45/580
56/580
71/460
90/360
112/290
140/230
180/180
224/145
280/117
355/92
450/73
560/66
710/46
900/36
1120/29
1400/23
1800/18
2240/14
Мощность электродвигателя главного движения, КПД станка,
значения продольных и поперечных подач, а также значения допустимых усилий подач токарных станков.
Модели станков: 1А62, 1А62Б, 1А62Г
Мощность электродвигателя главного движения Nэ = 7 кВт; КПД
станка η = 0,75.
Продольные подачи станка: 0,082; 0,088; 0,10; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14;
0,15; 0,16; 0,18; 0,20; 0,23; 0,24; 0,25; 0,28; 0,30; 0,33; 0,35; 0,40; 0,45;
0,48; 0,50; 0,55; 0,60; 0,65; 0,71; 0,80 0,91; 0,96; 1,00; 1,11; 1,21; 1,28;
1,46; 1,59.
Поперечные подачи станка: 0,027; 0,029; 0,033; 0,038; 0,040; 0,042;
0,046; 0,050; 0,054; 0,058; 0,067; 0,075; 0,079; 0,084; 0,092; 0,10; 0,11;
0,12; 0,13; 0,15; 0,16; 0,17; 0,18; 0,20; 0,22; 0,23; 0,27; 0,30; 0,32; 0,33;
0,37; 0,40; 0,48; 0,52.
1В62Г
100
Мощность электродвигателя главного движения Nэ = 7,5 кВт; КПД
станка η = 0,786.
Продольные подачи станка: 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15;
0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4;
2,8.
Поперечные подачи станка ½ от Sпрод., т.е. 0,025-1,4.
Наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной подачи –
7500 Н, поперечной подачи – 2600 Н.
1К62
Мощность электродвигателя главного движения Nэ = 10 кВт; КПД
станка η = 0,8.
Продольные подачи станка: 0,070; 0,074; 0,084; 0,097; 0,11; 0,12; 0,13;
0,14; 0,15; 0,17; 0,195; 0,21; 0,23; 0,26; 0,28; 0,30; 0,34; 0,39; 0,43; 0,47;
0,52; 0,57; 0,61; 0,70; 0,78; 0,87; 0,95; 1,04; 1,14; 1,24; 1,4; 1,56; 1,74;
1,9; 2,08; 2,28; 2,42; 2,8; 3,12; 3,48; 3,8; 4,16.
Поперечные подачи станка: 0,035; 0,037; 0,042; 0,048; 0,055; 0,06;
0,065; 0,07; 0,074; 0,084; 0,097; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,15; 0,17; 0,195;
0,21; 0,23; 0,26; 0,28; 0,30; 0,34; 0,39; 0,43; 0,47; 0,52; 0,57; 0,6; 0,7;
0,78; 0,87; 0,95; 1,04; 1,14; 1,21; 1,4; 1,56; 1,74; 1,9; 2,08 1,14; 1,21; 1,4;
1,56; 1,74; 1,9; 2,08.
Наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной подачи –
3600 Н, поперечной подачи – 5500 Н.
16К20
Мощность электродвигателя главного движения Nэ = 10 кВт; КПД
станка η = 0,75.
Продольные подачи станка: 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15;
0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8.
Поперечные подачи станка, мм/об: ½ от Sпрод., т.е. 0,025 – 1,4.
Наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной подачи –
6000 Н.
101
Лабораторная работа №9
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ
ТОРЦОВОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ
Цель работы. Ознакомиться с методикой назначения рациональных режимов резания при торцевом фрезеровании, основными технологическими закономерностями, связанными с обработкой детали на
фрезерном станке, построением технологического процесса фрезерования.
Оборудование, приборы, инструмент
1.Станок фрезерный
4.Штангенциркуль
2. Фреза торцевая
5. Микрокалькулятор
3. Заготовка
Общие сведения
1.1. Элементы теории резания
Фрезерование является одним из наиболее распространённых и
высокопроизводительных способов механической обработки резанием. Обработка производится многолезвийным инструментом - фрезой.
Фрезерованием обрабатываются горизонтальные, вертикальные, наклонные плоскости, фасонные поверхности, уступы и пазы различного профиля. Особенностью процесса резания при фрезеровании является то, что зубья фрезы не находятся в контакте с обрабатываемой
поверхностью всё время. Каждое лезвие фрезы последовательно
вступает в процесс резания, изменяя толщину срезаемого слоя от наибольшей к наименьшей, или наоборот. Одновременно в процессе резания могут находиться несколько режущих кромок. Это вызывает
ударные нагрузки, неравномерность протекания процесса, вибрации и
повышенный износ инструмента, повышенные нагрузки на станок.
1.2. Конструкция фрез.
Инструментом при фрезеровании являются фрезы (от французского la frais - клубника), представляющие собой многолезвийный инструмент, лезвия которого расположены последовательно в направлении главного движения резания, предназначенные для обработки с
вращательным главным движением резания без изменения радиуса
траектории этого движения и хотя бы с одним движением подачи, направление которого не совпадает с осью вращения.
Фрезы бывают:
по форме - дисковые, цилиндрические, конические;
по конструкции - цельные, составные, сборные и насадные, хвостовые;
по применяемому материалу режущей кромки - быстрорежущие
и твердосплавные;
по расположению лезвий - периферийные, торцовые и перифе102
рийно-торцовые;
по направлению вращения - праворежущие и леворежущие;
по форме режущей кромки - профильные (фасонные и обкаточные), прямозубые, косозубые, с винтовым зубом;
по форме задней поверхности зуба - затылованные и незатылованные,
по назначению - концевые, угловые, прорезные, шпоночные,
фасонные, резьбовые, модульные и др.
Износ фрез определяется, так же как и при точении, величиной
износа по задней поверхности. Для быстрорежущей фрезы допустимая ширина изношенной ленточки по задней поверхности составляет
при черновой обработке сталей 0,4...0,6 мм, чугунов - 0,5...0,8 мм, при
получистовой обработке сталей 0,15...0,25 мм, чугунов - 0,2...0,3 мм.
Для твёрдосплавной фрезы допустимый износ по задней поверхности
составляет 0,5...0,8 мм. Стойкость цилиндрической быстрорежущей
фрезы составляет Т = 30...320 мин, в зависимости от условий обработки, в некоторых случаях достигает 600 мин, стойкость твёрдосплавной фрезы Т= 90...500 мин.
Торцовое фрезерование - наиболее распространенный и производительный способ обработки плоских поверхностей деталей в условиях серийного и массового производства.
2. ТОРЦОВОЕ ФРЕЗЕРОВАНИЕ.
2.1. Основные типы и геометрия торцовых фрез.
В большинстве случаев для обработки плоскостей открытых и
углублённых применяются торцовые фрезы имеющие периферийные
лезвия, т.е. работающие по принципу периферийно - торцовых. Конструкции торцовых фрез стандартизованы, основные типы которых
приведены в табл.1 При обработке плоскостей этими фрезами, основную работу по удалению припуска выполняют режущие кромки, расположенные на конической и цилиндрической поверхности. Режущие
кромки, расположенные на торце, производят как бы зачистку поверхности, поэтому шероховатость обработанной поверхности получается меньше, чем при фрезеровании цилиндрическими фрезами.
2.2. Выбор торцовой фрезы
2.2.1. Выбор конструкции фрезы.
При выборе конструкции (типа) фрезы предпочтительным является применение сборных конструкций фрез с неперетачиваемыми
пластинами из твердого сплава. Механическое крепление пластин дает возможность поворота их с целью обновления режущей кромки и
позволяет использовать фрезы без переточки. После полного износа
пластины она заменяется новой. Завод изготовитель снабжает каждую
103
фрезу 8...10 комплектами запасных пластин. Весь комплект пластин
можно заменить непосредственно на станке, при этом затрата времени на замену 10...12 ножей не превышает 5...6 минут.
2.2.2. Выбор материала режущей части.
Фрезы для работы при невысоких скоростях резания и малых
подачах изготовляют из быстрорежущих и легированных сталей Р18,
ХГ, ХВ9, 9ХС, ХВГ, ХВ5. Фрезы для обработки жаропрочных и нержавеющих сплавов и сталей изготовляют из быстрорежущих сталей
Р9К5, Р9К10, Р18Ф2, Р18К5Ф2, а при фрезеровании с ударами - из
стали марки Р10К5Ф5. Марки твердых сплавов выбирают в зависимости от обрабатываемого материала и характера обработки для чистовой обработки применяется твёрдый сплав с меньшим содержанием
кобальта и большим содержанием карбидов (ВК2, ВК3 Т15К6 и т.д.),
а для черновой обработки - с большим содержанием кобальта, который придаёт определённую пластичность материалу и способствует
лучшей работе при неравномерных и ударных нагрузках (ВК8, ВК10,
Т5К10 и т.д.).
2.3. Назначение режима резания
К элементам режима резания при фрезеровании относятся:
- глубина резания;
- скорость резания;
- подача;
- ширина фрезерования.
Глубина резания t определяется как расстояние между точками
обрабатываемой и обработанной поверхностей находящихся в плоскости резания и измеренное в направлении, перпендикулярном направлению движения подачи. В отдельных случаях эта величина может измеряться как разность расстояний точек обрабатываемой и обработанной поверхностей до стола станка или до какой-либо другой
постоянной базы, параллельной направлению движения подачи.
Глубину резания выбирают в зависимости от припуска на обработку, мощности и жесткости станка. Надо стремиться вести черновое
и получистовое фрезерование за один проход, если это позволяет
мощность станка. Обычно глубина резания составляет 2...6 мм. На
мощных фрезерных станках при работе торцовыми фрезами глубина
резания может достигать 25 мм. При припуске на обработку более 6
мм и при повышенных требованиях к величине шероховатости поверхности фрезерование ведут в два перехода: черновой и чистовой.
При чистовом переходе глубину резания принимают в пределах
0,75...2 мм. Независимо от высоты микронеровностей глубина резания не может быть меньшей величины. Режущая кромка имеет некоторый радиус округления, который по мере износа инструмента уве104
личивается, при малой глубине резания материал поверхностного
слоя подминается и подвергается пластическому деформированию. В
этом случае резания не происходит. Как правило, при небольших
припусках на обработку и необходимости проведения чистовой обработки (величина шероховатостей Ra = 2…0,4 мкм) глубина резания
берётся в пределах 1 мм.
При малой глубине резания целесообразно применять фрезы с
круглыми пластинами (ГОСТ 22086-76, ГОСТ 22088-76). При глубине
резания, большей З...4 мм, применяют фрезы с шести-, пяти- и четырехгранными пластинами (табл.2).
При выборе числа переходов необходимо учитывать требования
по шероховатости обработанной поверхности:
- черновое фрезерование - Ra = 12,5...6,3 мкм (3...4 класс);
- чистовое фрезерование - Ra = 3,2...1,6 мкм (5...6 класс);
- тонкое фрезерование - Ra = 0,8...0,4 мкм (7...8 класс).
Для обеспечения чистовой обработки необходимо провести черновой и чистовой переходы, количество рабочих ходов при черновой
обработке определяют по величине припуска и мощности станка.
Число рабочих ходов при чистовой обработке определяется требованием шероховатости поверхности. В производственных условиях при
необходимости проведения черновой и чистовой обработки они разделяются на две отдельные операции. Это вызвано следующими соображениями. Черновая и чистовая обработки проводятся с применением различного материала режущей части фрезы и при разных скоростях резания что вызвало бы неоправданно большие затраты времени на переналадку станка , если эти переходы будут выполняться в
одной операции. Черновая обработка приводит к большим вибрациям
и неравномерным и знакопеременным нагрузкам, это, в свою очередь,
приводит к быстрому износу станка и потере точности обработки.
Черновая обработка приводит к образованию большого количества
стружки, а также абразивной пыли, что требует специальных мер по
уборке отходов. Как правило, станки для черновой обработки находятся обособленно от станков, выполняющих окончательную - чистовую и тонкую.
Подача при фрезеровании - это отношение расстояния, пройденного рассматриваемой точкой заготовки в направлении движения
подачи, к числу оборотов фрезы или к части оборота фрезы, соответствующей угловому шагу зубьев.
Таким образом, при фрезеровании рассматривается подача на оборот
So(мм/об) - перемещение рассматриваемой точки заготовки за время,
соответствующее одному обороту фрезы, и подача на зуб Sz(мм/зуб) перемещение рассматриваемой точки заготовки за время, соответст105
вующее повороту фрезы на один угловой шаг зубьев.
Помимо этого рассматривается также скорость движения подачи
vs (ранее определялась как минутная подача и в старой литературе и
на некоторых станках такой термин ещё применяется), измеряемая в
мм/мин. Скорость движения подачи - это расстояние, пройденное
рассматриваемой точкой заготовки вдоль траектории этой точки в
движении подачи за минуту. Эта величина используется на станках
для наладки на необходимый режим, поскольку у фрезерных станков
движение подачи и главное движение резания кинематически не связаны между собой.
Применение соотношения скоростей подачи и резания помогает
правильно определить величины So и Sz. Используя зависимости: So =
Sz· z, vs = So · n где z - число зубьев фрезы, n - число оборотов фрезы
(об/мин) определим vs = So · n = Sz · z · n.
Исходной величиной при черновом фрезеровании является подача на один зуб Sz, так как она определяет жёсткость зуба фрезы.
Подачу при черновой обработке выбирают максимально возможной.
Ее величина может быть ограничена прочностью механизма подачи
станка, прочностью зуба фрезы, жесткостью системы СПИД, прочностью и жесткостью оправки и по другим соображениям. При чистовом фрезеровании определяющей является подача на один оборот
фрезы So, которая влияет на величину шероховатости обработанной
поверхности.
Ширина фрезерования B (мм) - величина обрабатываемой поверхности, измеренная в направлении, параллельном оси фрезы - при
периферийном фрезеровании, и перпендикулярном к направлению
движения подачи - при торцовом фрезеровании. Ширина фрезерования определяется наименьшей из двух величин: ширины обрабатываемой заготовки и длины или диаметра фрезы.
Расчёт режимов резания
Последовательность выполнения расчетов следующая. Выбирают инструмент (в данном случае торцевую фрезу). При этом, исходя
из ширины В фрезеруемой поверхности, выбирают диаметр фрезы,
марку твердого сплава, геометрические параметры ножей по табл. П1,
П2, П3.
Ориентировочно можно принять D=(1.5….1.6)В
Назначают глубину резания t, мм.
Назначают допустимую подачу на зуб SZ, мм/зуб по табл. П4,
П5.
Назначают стойкость Т фрезы по табл. П8 и рассчитывают скорость резания V, допустимую режущими свойствами фрезы.
Определяют частоту вращения шпиндиля n и ступень коробки
106
передач, на которой предполагается обработка.
Определяют величину фактической минутной подачи
Sм
мм/мин и фактическую скорость резания V.
Делают проверку по крутящему моменту М или мощности N,
потребной на фрезерование, и усилию подачи стола Рпод.
Определяют основное (машинное) время То на фрезерование
плоскости.
Производят анализ результатов расчета по использованию инструмента по скорости, а станка по мощности на шпиндиле.
Скорость резания, допускаемая режущими свойствами фрезы,
определяется по формуле:
V = Cv∙Dqv∙Kv/Tm∙txv∙Szyv∙Buv∙zpv, м/мин,
(50)
Где Сv- коэффициент, зависящий от условий работы (группы
обрабатываемого материала, группы инструментального материала,
вида фрезерования и др.);
D-диаметр фрезы, мм
Т- стойкость фрезы, мин
Sz-подача на один зуб, мм/зуб
t-глубина фрезерования, мм
В- ширина фрезерования, мм
z- число зубьев
Кv- общий поправочный коэффициент на скорость резания
для изменных условий работы.
Кv = Kmv∙Kиv∙Kϕv∙Kn v
(51)
Значение коэффициента СV и показателей степеней приведены в
табл. П6, П7. Общий поправочный коэффициент для измененных условий работы учитывают влияние некоторых факторов: свойств обрабатываемого материала Кmv, материала режущей части инструмента
Киv, главного угла в плане Kϕv , состояние поверхности заготовки Кnv
Значеня коэффициентов Кmv, Kиv, Kϕv K v, и Knv приведены в
табл. П9, П10, П11.
Фактическая скорость резания
Vф = π∙D∙n/1000 ,
м/мин ,
(52)
Где n – частота вращения шпиндиля, выбранная из паспортных
данных станка, исходя из скорости резания, допускаемой режущими
свойствами инструмента.
Окружная сила резания при симметричном торцевом фрезеровании
P = Сp∙txp∙Szyp∙z∙Bup∙Dqp∙Kp ,
н.
(53)
Значения коэффициента Сp и показателей степеней и поправочных коэффициентов приведены в табл. П12, П13, П14 и П15.
107
Общий поправочный коэффициент Ср и показателей степеней и
поправочных коэффициентов приведены в табл. П12, П13, П14, и
П15.
Общий поправочный коэффициент на окружную силу Кр учитывает измененные условия обработки и равен произведению поправочных коэффициентов на обрабатываемый материал Кmp , передний угол
К p , главный угол в плане К p , скорость резания Кvp
Kp = Kmp∙K p∙K p∙Kvp
(54)
Мощность, потребная на фрезерование
N = P∙V/60∙1000 кВт,
Где Р- окружная сила в Н;
V- скорость резания в м/мин.
(55)
Усилие продольной подачи при симметричном торцевом фрезеровании
Рпод = (0,3…0,4)Р, Н,
(56)
Основное (машинное) время на торцевое фрезерование
Т0 = ( l + l1 + l2 )/Sм , мин,
(57)
Где l – длина фрезеруемой поверхности, мм;
l1 , l2- величины врезания, перебега, мин l2 = 1…6 мм
Величина врезания вычисляется по формуле:
l1 = 0,5CD- D 2  B 2 +(0,5…3) , мм.
(58)
Применяются и другие методы расчета с которыми можно познакомиться по специальной литературе
1.
2.
3.
4.
5.
Порядок выполнения работы
Вычертить экскиз обрабатываемой детали.
Выполнить расчет режимов резания.
Разработать технологический процесс фрезерования.
Фрезеровать поверхность в соответствии с техпроцессом.
Составить отчет .
108
ПРИЛОЖЕНИЯ
Таблица П1 Фрезы торцевые насадные со ставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава. ГОСТ 24359-80
Обозначение
2214-0001 0003
0004
0007
D, мм
100
125
160
200
z
8
8
10
12
Обозначение
2214-0011
0013
0014
0015
D, мм
250
315
400
500
z
14
18
20
26
Главный угол в плане ϕ у фрез может быть 45, 60, 75, 90°. В ценрализованном порядке фрезы изготовляются с углом в плане ϕ = 60°.
Пример условного обозначения фрезы с ножами, оснащенными твердым сплавом, диаметром D = 200 мм и углом ϕ = 60°:
Фреза 2214-0007 60°ГОСТ 24359-80.
Таблица П2 Фрезы торцевые с механическим креплением многогранных пластин
ГОСТ 26595-85
Обозначение фрезы с пластинами формы
Трехгран.
Четырехгран φ
Пятигран
φ=90°
=75°
φ =67°
2214-0404
2214-0406
2214-0271
0415
0417
0273
0539
0542
0544
0554
0556
0277
0462
0464
0466
0479
0482
0484
0497
0499
0502
0515
0517
0519
Круглой
2214-0537
0538
0293
0558
0468
0486
0504
0522
D,
мм
100
125
160
200
250
315
400
500
z
8(10)
8(12)
14(10,16)
12(16,20)
14(24)
18(30)
20(40)
26(50)
В скобках указаны числа зубьев для фрез данного диаметра, но других исполнений (обозначений). Пример условного обозначения торцевой фрезы диаметром D=200 мм с механическим креплением пятигранных пластин из твердого сплава с числом зубьев 12: Фреза 22140277 ГОСТ 26595-85.
Таблица П3 Фрезы торцевые концевые с механическим креплением
круглых твердосплавных пластин ГОСТ 22088-76
Обозначение фрезы
2214-1321
0322
0323
D. мм
50
63
80
z
5
6
8
109
Таблица П4Подача на зуб фрезы Sz для торцевых фрез с пластинами
из твердого сплава (черновое фрезерование).
Глубина
резания
t,мм
При обраб. чугуна,НВ
При обработки стали,δв, Н/мм
до 229
>229
до 600
600-800
800-1000
1000-1100
До 2
2-5
>2
0,20-0,35
0,15-0,3
0,12-0,3
0,15-0,3
0,12-0,3
0,10-,15
0,15-0,20
0,12-0,18
0,10-0,15
0,12-0,18
0,10-0,15
0,10-0,12
0,10-0,15
0,08-0,10
0,08-0,10
0,08-0,10
0,06-0,10
0,06-0,08
Таблица П5 Подача на оборот фрезы S0 мм/об для торцовых фрез,
оснащенных твердым сплавом, в зависимости от требуемой шероховатости поверхности (чистовое фрезерование)
Шереховатость
поверхности
Ra,мкм не более
5
2,5
1,25
0,63
Сталь незакаленная с δв Н/мм2
700
900
1100
Сталь закаленная
0,5-0,35
0,35-0,2
0,2-0,15
0,15
0,75-0,5
0,5-0,3
0,3-0,2
0,20-0,15
0,9-0,6
0,6-0,36
0,35-0,22
0,22-0,15
0,6-0,4
0,4-0,25
0,26-0,15
0,15
Таблица П6 Значение коэффициента Сv для твердосплавных торцовых фрез
Обрабатываемый материал
Сталь углеродистая бв= 750 Н/мм2
Чугун серый НВ 190
Sz
0,08-0,2
>0,15
≤0,15
Cv
300
176,5
306,5
Таблица П7 Значение показателей степеней в формуле скорости резания для твердосплавных торцевых фрез
Обраб. матер.
Сталь
Sz
0,04-0,08
0,08-0,2
Чугун серый
≤0,16
>0,16
Xv
0,1
Yv
0,1
m
0,2
qv
0,2
Uv
0,2
Pv
0
0,1
0,4
0,2
0,2
0,2
0
0,2
0,2
0,3
0,56
0,35
0,35
0,25
0,25
0,15
0,15
0
0
Таблица П8 Рекомендуемые стойкости торцовых фрез
Диаметр фрезы
Д, мм
Стойкость Т,
мин
75
100
150
200
300
400
500
90
120
200
300
500
600
800
110
Таблица П9 Поправочные коэффициенты в зависимости от свойств
обрабатываемого материала Кmv и состояния заготовки Кnv
Поправочный При обработке чугуна НВ
коэфф.
143-207
163-229
170-241
Кmv
1,1
1,0
0,9
При обработке стали
бв, Н/мм
≤550
650
1,35
1,15
2235-295
0,7
При наличии литейной корки Кnv=0,9
При наналичии окалины Knv=0,9…0,95
При работе без окалины или с предварительно снятой коркой Knv=1,
Таблица П10 Поправочные коэффициенты на скорость резания в зависимости от марки твердого сплава
Обрабатываемый маСталь
териал
Марка твердого сплава T15K6
Коэффициент Киv
1,0
Чугун
T14K8
T15K10
BK6
ВК8
0,80
0,65
1,26
1,0
Таблица П11 Поправочные коэффициенты на скорость резания в зависимости от угла в плане
Угол в плане ϕ
15
30
45
60
90
Коэффициент Кϕз
1,6
1,28
1,1
1,0
0,86
Таблица П12 Значение коэффициента Ср и показателей степени
формуле окружной силы резания при торцевом фрезеровании
Обрабат. материал
Ср Хр
Ур
Zp
qp
Сталь бв=750 Н/мм2
Чугун НВ=190
700 1,1
0,71 1
-1,1
430 1,14 0,70 1
-1,14
в
Up
1
1
Таблица П13 Поправочный коэффициент на окружную силу резания в
зависимости от скорости резания
При скорости v м/мин
Кvp при положительных зна-
100
1,0
200
0,92
300
0,86
400
0,83
500
0,8
600
0,78
700
0,77
чениях передних углов ϒ
Kvp при отрицательных зна-
1,0
0,78
0,80
0,77
0,73
0,71
0,70
чениях передних углов ϒ
111
Таблица П14 Поправочный коэффициент на окружную силу резания в
зависимости от свойств обрабатываемого материала
Сталь, предел прочн.
бв, Н/мм2
Кmp
Чугун, твер- 150
дость НВ
Кmp
0,72
650
750
0,87
1,0
170
850
950
1,08
1,15
190
0,85
1050
1150
1300
1400
1,25
1,30
210
1,40
230
1,45
1,0
1,13
1,3
Таблица П15 Поправочные коэффициенты на окружную силу резания
в зависимости от углов зубьев фрезы
Передний -20°
-15°
-10°
0°
+5°
+10°
+15°
+20°
1,32
1,26
1,12
1,07
1,0
0,94
0,87
угол ϒ°
Кϒр
1,39
Угол в плане ϕ°
15°
30°
45°
60°
75°
90°
Кϕр
1,24
1,15
1,06
1,0
1,04
1,08
112
Лабораторная работа №10
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
МОЙКИ АВТОМОБИЛЯ
Цель работы. Освоить технические термины, связанные с разработкой технологического процесса мойки автомобиля. Изучение
структуры технологических карт, состава и порядка расположения
информации, правил оформления и заполнения бланков.
Общие сведения
Виды загрязнений
Очистка и мойка машин и деталей — очень важный технологический процесс, оказывающий большое влияние на культуру производства, производительность и качество ремонта машин. Чтобы представить объем работ и масштабы затрат на этот процесс, достаточно
сказать, что во время эксплуатации и ремонта ежегодно подвергается
мойке столько машин, сколько их выпускается за 6 … 7 лет. Исследованиями установлено, что при плохой очистке поверхностей деталей
современных машин ресурс их снижается на 20...50%. Полное удаление всех загрязнений в значительной степени улучшает качество дефектации, восстановление деталей, снижает появление брака и на
6...8% повышает производительность труда на разборочно-сборочных
операциях.
Виды и характеристика загрязнений.
Рис.2.10 Виды загрязнений объектов ремонта
Выбор способа очистки во многом зависит от характера загрязнений, размеров, конфигурации деталей и мест отложения загрязнений. Главным фактором, определяющим выбор способа очистки, яв113
ляется вид загрязнений. Загрязнения тракторов и автомобилей, работающих в сложных условиях сельскохозяйственного производства,
условно раздедяют на следующие виды: отложения нежирового происхождения (пыль, грязь, растительные остатки) и маслянистогрязевые; отложения ядохимикатов; остатки смазочных материалов;
углеродистые отложения; накипь; коррозия; остатки лакокрасочных
покрытий; технологические загрязнения.
Отложения нежирового происхождения, ядохимикатов и маслянисто-грязевые образуются, как правило, на наружной поверхности
машин и их агрегатов. Пыль, грязь, растительные остатки и ядохимикаты в процессе эксплуатации машин попадают на сухие и маслянистые поверхности. Такие загрязнения сравнительно легко удаляются.
Остатки ядохимикатов следует не только удалять с поверхности, но и
обеззараживать.
Остатки смазочных материалов имеются на всех деталях машин, которые работают в механизмах со смазкой. Это наиболее распространенные загрязнения, для удаления которых уже требуются
специальные препараты и условия очистки. Во время работы под действием окружающей- среды остатки смазочных материалов окисляются и разлагаются, в результате чего сцепление их с поверхностями
деталей возрастает.
Углеродистые отложения представляют собой продукты термоокисления смазочных материалов и топлива. Такие отложения образуются на деталях двигателей внутреннего сгорания и в зависимости от степени окнсления разделяются на нагары, лаковые пленки,
осадки и асфальтосмолистые вещества.
Нагар образуется при сгорании топлива и масел. Он оседает на
стенках камер сгорания, днищах поршней, клапанах, искровых свечах
зажигания, форсунках и выпускных коллекторах.
Лаковые пленки образуются под воздействием высокой температуры на масляные слои небольшой толщины. Они отлагаются на
шатунах, внутренних поверхностях поршней, коленчатых валах и
других деталях.
Осадки, образованные из продуктов окнсления масла, топлива,
сажи, пыли, воды;, частиц износа и других, оседают в поддоне картера, масляных каналах, клапанной коробке, в масляном фильтре, на
стенках маслоприемника.
Асфальтосмолистые вещества (асфальтены, карбены и карбоиды) образуются под действием высоких температур и кислорода воздуха. Они представляют собой твердые частицы, которые входят в
114
состав осадков, оказывают абразивное действие на детали и вызывают
их повышенный износ.
Накипь откладывается на поверхностях циркуляции воды в системе охлаждения двигателей. Она образуется в результате выделения
солей, кальция и магния при нагреве воды до температуры 70...80°С.
Теплопроводность накипи в 60... 100 раз ниже теплопроводности металла. Поэтому даже незначительный слой накипи ухудшает условия
Теплообмена и приводит к перегреву деталей двигателя.
Коррозия —гидрат окиси железа (ржавчина), образуется в результате химического и электрохимического разрушения металлов.
Коррозии подвергаются детали системы охлаждения двигателя, где
преимущественно протекают электрохимические процессы, и все
другие металлические поверхности.
Лакокрасочные покрытия как вид загрязнений часто условно
называют термином «старая краска». В процессе эксплуатации лакокрасочные покрытия, защищающие поверхности деталей машин от
коррозии, частично разрушаются, а иногда скрывают мелкие трещины и другие дефекты. Кроме того, старая краска загрязняет при ремонте рабочее место и другие детали, затрудняет выполнение сварочных работ, поэтому ее необходимо удалять перед ремонтом.
Технологические загрязнения на деталях и узлах образуются в
процессе ремонта, сборки и обкатки агрегатов — это металлическая
стружка, остатки притирочных паст, шлифовальных кругов и др. Их
также необходимо своевременно и тщательно удалять, так как они
могут являться причиной износа трущихся поверхностей детали.
Способы очистки
Физико-химический способ очистки (струйный и в ваннах) заключается в том, что загрязнения с поверхностей деталей удаляются водными растворами различных препаратов или специальными растворителями при определенных условиях (режимах). Основные условия
высококачественной физико-химической очистки водными растворами: высокая температура моющего химического раствора (75...95°С),
вибрирующий поток или струи при значительном давлении и эффективные моющие свойства. Этот способ получил наибольшее применение на ремонтных предприятиях.
Электрохимическая очистка протекает в токопроводящем электролите на постоянном или переменном токе. Чаще используется постоянный ток. Процесс ведут при плотности тока 3...10 А/дм2 очищаемой
поверхности. С увеличением плотности тока процесс обезжиривания
поверхности возрастает. Электрохимическая очистка широко приме115
няется при подготовке деталей к гальваническим, полимерным илакокрасочным покрытиям.
Ультразвуковой способ очистки основан на передаче энергии от
излучателя ультразвука через жидкую среду к очищаемой поверхности. Колебания, составляющие 20...25 кГц, вызывают большие ускорения и приводят к появлению в жидкой среде мелких пузырьков, при
разрыве которых в микрообъемах возникают гидравлические удары
большой силы, разрушающие углеродистые отложения в течение
2.ч.З мин, а масляные пленки за 30.,.40 с. Ультразвуковой способ
применяется главным образом для очистки мелких деталей сложной
конфигурации (детали карбюраторов, топливных насосов, электрооборудования и т. п.), < \
Термический способ используется для очистки деталей от наиболее
стойких углеродистых отложений (нагара, асфальтенов и др.). Деталь
помещают в термическую печь, нагревают до температуры
600...700°С, выдерживают 2...3 ч и затем медленно охлаждают вместе
с печью. В деталях, не подверженных короблению, нагар можно удалять выжиганием его газовым пламенем.
Механический способ заключается в очистке поверхности детали
вручную скребками, щетками и т. п. или механизированно — косточковой крошкой, абразивными и другими материалами, подаваемыми
вместе с воздухом, водой или моющим раствором.
Рис.2.11. Классификация способов мойки и очистки деталей.
116
Основные факторы, влияющие на выбор моющих и дезинфицирующих средств.
1. Вид и характер и степень загрязнения, очищаемой поверхности
(масло - жировые, белковые, солевые, минеральные, атмосферные,
ржавчина, накипь и т.д.);
2. Вид и тип оборудования (трубопроводы, емкости, специальное
и технологическое оборудование и т.д.};
3. Структура и материал поверхности (гладкая, пористая, сталь,
алюминий, медь, стекло, ЛКП, керамическая плитка, мрамор и т.д.);
4. Степень адгезии загрязнения с поверхностью (слабая, прочносвязанная и т.п.);
5. Сепень чистоты поверхности (общая, профилактическая уборка, дезинфекция, удаление загрязнений и т.п.);
6. Периодичность мойки (ежедневная, разовая, регулярная, по
необходимости);
7. Микробиологические показатели предприятия;
8. Качество воды (жесткость и т.п.);
9. Экологическая и токсикологическая безопасность.
Моющие растворы и препараты
Вода и растворы каустической соды. Отложения на наружной поверхности машин и сборочных единиц, состоящие из пыли, грязи, остатков растительности и других загрязнений нежирового происхождения, удаляют обычно струей воды, подогретой до температуры
70...80°С. Для удаления с поверхности горюче-смазочных материалов
применяют 1...2%-ный раствор каустической соды в воде. Эти же растворы используют для удаления и других загрязнений. Они имеют
сравнительно низкую производительность, а повышение концентрации более 6% вызывает коррозию и увеличивает расход соды. Кроме
того, растворы каустической соды оказывают вредное воздействие на
кожу человека и разрушающе действуют на детали из алюминия и его
сплавов.
Химические чистящие средства – это смесь компонентов, выполняющих определенную функцию. Обычно средство предназначено
сразу для нескольких видов загрязнений. Производитель такого профессионального средства рекомендует на этикетке или в инструкции
порядок и условия использования своего продукта. Нужно четко следовать этим инструкциям, чтобы добиться желаемого результата.
Моющие и чистящие средства классифицируют на щелочные, кислотные и нейтральные.
Щелочные средства включают ПАВ (органические вещества,
117
снижающие поверхностное натяжение вследствие адсорбции на границе раздела фаз, называются поверхностно-активными веществами,
иначе ПАВ), комплексообразователи, щелочи, антикоррозийные ингредиенты и др. Слабощелочные средства применяют для удаления
«легких» масляных и жировых пятен. Более сложные жиры хорошо
чистятся с помощью среднещелочной химии. Эти средства менее
коррозионные и не столь агрессивные для кожи как сильнощелочные
средства. Для удаления застарелых, тяжелых загрязнений используются сильнощелочные моющие средства, обладающие высокой коррозионной способностью и раздражительным для кожи и слизистой
оболочки действием.
Кислотные моющие средства применяются для удаления различных минеральных отложений: соляного налета, молочного или пивного камня, накипи.Легкими и среднекислотными средствами чистят
комбинированные загрязнения, содержащих ржавчину и минеральные
отложения. Применяются на поверхности, устойчивые к кислотам:
фаянс, керамическая плитка и др.Сильнокислотные средства используют для борьбы с тяжелыми минеральными отложениями, которые
встречаются промышленном оборудовании: в генераторах пара, бойлерах и др. Если температура чистящего средства выше 800 градусов,
то может произойти повторное осаждение минеральных отложений
на поверхность, образуется налет или белая пленка. Нужно иметь в
виду, что сильные кислоты, например соляная кислота, вызывают
коррозию. Кислотные средства, особенно сильнодействующие, негативно воздействуют на цемент. Поэтому сильные кислотные средства
идеальны для очистки поверхностей от цемента после строительных
работ.
Нейтральные моющие средства – это комбинация поверхностноактивных веществ, эмульгаторов, комплексообразователей, диспергентов, загустителей и др. Предназначены для удаления масляных,
жировых и других загрязнений. В первую очередь предпочтительнее
использовать именно их, если они справляются с загрязнениями. Нейтральные средства, в отличие от кислотных и щелочных, не вызывают
коррозию, химические ожоги. Очень долго для мытья и очистки использовалось мыло. Теперь его заменили моющие средства на основе
синтетических ПАВ. Они намного эффективнее мыла благодаря смачивающим, эмульгирующим и суспендирующим эффектом. Моющие
средства состоят из различных видов ПАВ, каждый из которых работает по своему сценарию. Исходя из знаний об особенностях тех или
иных ПАВ, можно лучше подобрать моющее средство для конкретно118
го случая.
С помощью очистителей на основе растворителей обычно удаляют краску, пятна нефтяных отложений и смазки.
Абразивные чистящие средства содержат моющие компоненты и
твердые частицы (песок, бура, бикарбонат натрия и др.). Дополнительное механическое воздействие благодаря этим частицам облегчает процесс очистки. Недостатком такого способа очистки являются
царапины на поверхности. Поэтому использовать его можно только
для устойчивых поверхностей. Металлические поверхности не рекомендуется чистить абразивными средствами.
Виды мойки
По способу выполнения различают мойку ручную, механизированную и комбинированную.
Ручная мойка производится из шланга с брандспойтом или моечным пистолетом струей воды низкого (0,2–0,4 МПа) или высокого
(1,0–2,5 МПа и более) давления.
Механизированная мойка автомобилей осуществляется с помощью специальных установок, которые по своему устройству и условиям применения классифицируются: по конструкции рабочего органа установки – на струйные, щеточные и струйно-щеточные; по относительному перемещению автомобиля и рабочих органов установки –
на проездные и подвижные; по условию применения – на стационарные и передвижные; по способу управления – на установки с ручным
управлением и автоматические.
В струйной моечной установке в качестве рабочего органа используются сопла или форсунки, установленные в неподвижных или
подвижных трубопроводах-коллекторах, по которым подается вода
или моющий раствор. Основное их назначение – мойка грузовых автомобилей. При использовании моющих растворов они применяются
и для мойки легковых автомобилей.
В щеточной моечной установке рабочим органом являются цилиндрические вращающиеся ротационные щетки с подводом к ним
воды или моющего раствора. Используются установки для мойки автобусов и легковых автомобилей.
Струйно-щеточные установки имеют в качестве рабочего органа
комбинированное устройство из щеток, а также сопла, по которым
подается вода или моющий раствор. Используются для мойки автобусов, легковых автомобилей и грузовых автомобилей-фургонов.
Проездные моечные установки представляют собой стационарные устройства, через которые с помощью конвейера или самоходом,
119
перемещается обрабатываемый автомобиль.
Подвижные моечные установки – это устройства с рабочими органами, перемещающимися относительно неподвижного автомобиля.
Стационарные моечные установки – устройства, устанавливаемые фундаментально на моечном посту.
Передвижные моечные установки представляют собой самоходные установки, смонтированные на шасси автомобиля и используемые для мойки подвижного состава автомобильного транспорта, работающего в отрыве от основной базы.
Моечные установки с ручным управлением характеризуются
включением (выключением) ее в действие вручную.
Автоматические моечные установки приводятся в действие либо
при наезде колеса автомобиля на педаль, встроенную в пол, либо с
помощью фотоэлемента, при пересечении автомобилем светового луча, либо при опускании монеты в кассовый аппарат. Наконец, существуют моечные установки с программным управлением.
Моечные комбинированные установки сочетают в себе устройства для струйной мойки низа шасси и механизированной щеточной установки для обмывания наружных частей кузова.
Механизация процесса мойки автомобиля значительно сокращает
затрачиваемое на нее время, которое составляет 1,5– 3 минуты вместо
10–20 минут при ручной мойке (в зависимости от типа автомобиля).
Технико-экономические расчеты показывают, что экономия от снижения суммы годовых расходов при механизации процесса мойки по
сравнению с ручным способом относительно невелика. Так, для парка
грузовых автомобилей и автобусов она составляет 1–3 %.
Технология паровой мойки – это очередной шаг вперёд в технологиях моечного оборудования. При помощи специального парогенератора, пар под высоким давлением подаётся через специальный
шланг с насадкой. Пар, как субстанция, аморфная сама по себе, способен проникнуть в наиболее труднодоступные места, включая самые
малые зазоры и щели. При этом все поверхности аподвергшиеся чистке остаются сухими, что является несомненным плюсом данной
технологии.Пар по своей природе позволяет исключить или максимально уменьшить использование химических реагентов за счет собственной высокой температуры и давления. Мойка паром намного
эффективней, чем мойка водой. Она не только отмывает поверхность,
но и стерилизует ее, придавая естественный блеск. Периодическое
воздействие на кузов автомобиля агрессивной химии (активной пены
или шампуня) не проходит бесследно и приводит к постепенному
120
уничтожению верхнего лакового слоя и появлению матового эффекта.
Пар позволяет полностью очистить поверхность без прямого воздействия, лишь за счет высокой температуры и давления. Достаточное
давление пара способно разорвать сцепные связи между грязью и кузовом и убрать все загрязнения.
Оборудование для уборочных и моечных работ.
Уборочно-моечное оборудование делится на оборудование для
уборочных работ и санитарной обработки кузова автомобиля; оборудование для мойки автомобилей; оборудование для обдува и сушки
автомобилей после мойки, кроме того, применяется вспомогательное
оборудование, предназначенное для регенирирования использованной
воды в условиях производства (рис. 6).
Рис. 2.12. Классификация уборочно-моечного оборудования
121
Оборудование для механизации уборочных работ и санитарной обработки кузова автомобиля. Для удаления пыли и мусора из
кузова автобуса и легкового автомобиля, из кабины и с платформы
грузового автомобиля применяются электропылесосы и пылеотсасывающие установки стационарного, передвижного или переносного
(ручного) типа. Для уборки салонов легковых автомобилей, автобусов, кузовов грузовых автомобилей и специальных фургонов применяют пылесосы с электродвигателями мощностью соответственно
0,3–7 кВт.
Оборудование для мойки автомобилей (табл. 3). Оборудование
для мойки автомобилей подразделяется на общее и специальное.
Таблица 5
Типовое уборочно-моечное оборудование
Рис. 2.13. Типовое уборочно-моечное оборудование.
122
К общему относят площадки и различного типа канавы (боковые и межколейные узкого типа, широкие с колейным мостиком), эстакады и подъемники. Посты разделяются водонепроницаемой перегородкой. Дверной проем может иметь гибкую завесу для автоматического ограждения моечной камеры после въезда и выезда автомобиля.
Специальное оборудование разделяется в зависимости от способа
мойки и типа автомобиля. Мойка может быть ручной (шланговой),
механизированной, автоматизированной и комбинированной.
Пункт мойки автомобиля.
Рис.2.14. Пункт мойки автомбиля
1 Автоматическая портальная мойка
Щеточное оборудование (механически контактные установки)
применяют в основном для мойки легковых автомобилей, автобусов,
автофургонов, а также (значительно реже) грузовых автомобилей,
имеющих обтекаемые формы (например, КамАЗ-5320, -5322). Преимуществами щеточных моечных установок являются улучшение качества мойки, существенное сокращение времени мойки (в 2–3 раза
по сравнению со струйными моечными установками), уменьшение
расхода воды и моющих веществ. К недостаткам следует отнести

123
сложность конструкции, возможность повреждения лакокрасочного
покрытия автомобилей при мойке, неуниверсальность. В таких установках применяют два или четыре вертикальных вращающихся щеточных барабана для мойки бортов, укрепленных на поворотных рычагах, и один горизонтальный для мойки крыши. Диаметр цилиндрической щетки (в рабочем состоянии) составляет 0,7–1,0 м, а частота ее
вращения – 150– 200 мин».
Различают ротационные и плоские щетки. Ротационные щетки подразделяются на пневматические, щетки с пластмассовым щетиноносителем, щетки с использованием в качестве вала металлического
гибкого проволочного троса либо гибкого троса из полимерных материалов, щетки с различной длиной нитей. Материалом для щеток
служат капроновые нити или другой синтетический материал.
Производительность моечных установок на сквозных постах или
поточных линиях (например, установки М-123) составляет до 60 автобусов в час при расходе воды 100–150 л, а моющей жидкости –
0,05–6,1 л на автобус (без учета расхода воды на мойку нижней части).
Стационарная пятищеточная установка для мойки кузовов (см. рис.
9) также работает в автоматическом режиме и выполнена в виде мощной П-образной рамы, в верхней части которой с обеих сторон смонтированы направляющие поперечины для подвижных кареток, на которых при помощи консолей закреплены четыре вертикальные щетки,
предназначенные для обмыва боковых, передних и задних вертикальных плоскостей автомобиля. Привод кареток осуществляется по заданной программе с помощью пневмоцилиндров и трособлочной системы с противовесами. В направляющих вертикальных стоек рамы
установлена подвижная маятниковая рамка с горизонтальной щеткой,
уравновешенные системой противовесов (на тросе с пятой, смонтированными внутри рамы, устанавливаются гири с щелевидным пазом –
общая масса гирь должна полностью уравновешивать щетку с водяным столбом, образующимся при вращении щетки и подаче воды на
нее). То есть горизонтальная щетка как бы не имеет собственной массы и при вращении, обмыв переднюю часть автомобиля, легко «взбирается» на капот и т. д., обмывая верхние плоскости автомобиля,
включая лобовое и заднее стекло, а также переднюю и заднюю части
кузова.
Стационарная пятищеточная установка для мойки кузовов работает
в автоматическом режиме и выполнена в виде мощной П-образной
рамы, в верхней части которой с обеих сторон смонтированы направ124
ляющие поперечины для подвижных кареток, на которых при помощи консолей закреплены четыре вертикальные щетки, предназначенные для обмыва боковых, передних и задних вертикальных плоскостей автомобиля. Привод кареток осуществляется по заданной программе с помощью пневмоцилиндров и трособлочной системы с противовесами. В направляющих вертикальных стоек рамы установлена
подвижная маятниковая рамка с горизонтальной щеткой, уравновешенные системой противовесов (на тросе с пятой, смонтированными
внутри рамы, устанавливаются гири с щелевидным пазом – общая
масса гирь должна полностью уравновешивать щетку с водяным
столбом, образующимся при вращении щетки и подаче воды на нее).
То есть горизонтальная щетка как бы не имеет собственной массы и
при вращении, обмыв переднюю часть автомобиля, легко «взбирается» на капот и т. д., обмывая верхние плоскости автомобиля, включая
лобовое и заднее стекло, а также переднюю и заднюю части кузова.
 2 Моечная установка высокого давления
Передвижная моечная установка выполнена в виде тележки с рукояткой, на которой смонтированы 4-цилиндровый плунжерный насос,
шланг с одним моечным пистолетом для регулирования подачи воды
и формы струи и канистра для моющей жидкости и полировочного
состава.
Также может быть и стационарное моечное оборудование –
установка для шланговой мойки, состоящая из кожуха, внутри которого размещаются бак для воды и водяной насос высокого давления,
раздаточных шлангов, снабженных моечными пистолетами с регулируемыми распылителями.
В бак вода поступает из водопровода под давлением от 0,15 до 0,35
МПа. Максимальное рабочее давление воды – 2,2 МПа. Производительность установки при работе одним пистолетом – 13,5 л/мин, двумя – 24 л/мин. Мощность электродвигателя – 1,5 кВт при частоте
вращения 1400 мин~'.
Ориентировочный расход воды на ручную мойку одного автомобиля при высоком давлении составляет для легковых и грузовых автомобилей: 150–200 л, автобусов – 300–400 л.
 3 Вращающаяся консоль для шланга
Струйное оборудование (без механического контакта с очищаемыми поверхностями автомобиля) применяют главным образом для
мойки автомобилей со сложной конфигурацией: грузовых автомобилей и самосвалов, седельных тягачей, некоторых специализированных автомобилей. Реже они используются для мойки автофургонов и
125
легковых автомобилей.
Струйные установки для мойки легковых автомобилей выполняются с качающейся аркой или в виде передвигающегося по рельсам портала. По внутреннему периметру арки (портала) расположены сопла,
через которые подается вода или мыльный раствор. Процесс мойки
осуществляется при неподвижно стоящем автомобиле и циклически
качающейся арке или передвигающемся портале. Управление перемещением производится оператором. Полный цикл мойки одного автомобиля составляет 6–10 минут. Недостатками этих установок являются большой расход воды (до 3000 л на автомобиль) и недостаточно
высокое качество моечных работ.
Струйное оборудование (без механического контакта с очищаемыми поверхностями автомобиля) применяют главным образом для
мойки автомобилей со сложной конфигурацией: грузовых автомобилей и самосвалов, седельных тягачей, некоторых специализированных автомобилей. Реже они используются для мойки автофургонов и
легковых автомобилей.
Струйные установки для мойки легковых автомобилей выполняются с качающейся аркой или в виде передвигающегося по рельсам портала. По внутреннему периметру арки (портала) расположены сопла,
через которые подается вода или мыльный раствор. Процесс мойки
осуществляется при неподвижно стоящем автомобиле и циклически
качающейся арке или передвигающемся портале. Управление перемещением производится оператором. Полный цикл мойки одного автомобиля составляет 6–10 минут. Недостатками этих установок являются большой расход воды (до 3000 л на автомобиль) и недостаточно
высокое качество моечных работ.
 4 Пылесос для влажной уборки
 5 Очистные сооружения
Чтобы сделать процесс мойки автомобилей экологически чистым,
без сброса в канализационную сеть грязи и смытых остатков ГСМ и
различных токсичных веществ, а также обеспечить повторное (многократное) использование воды, в систему мойки включают очистные
сооружения различной мощности и типа.
 6 Моющие средства
 7 Полоуборочная машина
 8 Обдувочный пистолет
Пример перечня работ по мойке автомобиля
1. Смывка консерванта с кузова автомобиля:
1.1 Аппаратом высокого давления производится смывка грязи с
126
кузова а/м.
1.2 При помощи пулевизатора на кузов автомобиля наносится
средство для смывки консерванта.
1.3 Согласно инструкции по применению, средства для смывки
консерванта, выдержать необходимую паузу.
1.4 Аппаратом высокого давления производится смывка раствора с кузова а/м.
1.5 Щетками – сгонками производится удаление воды с кузова
а/м.
1.6 Производится осмотр кузова автомобиля на предмет наличия остатков консерванта.
1.7 В случае обнаружения остатков консерванта производится
повторное нанесение средства для смывки консерванта на остатки
консерванта.
1.8 Операции, согласно пунктам 1.2 – 1.7, производятся до тех
пор, пока на кузове автомобиля не останется следов консерванта.
1.9 Полотенцами или салфетками производится протирка кузова а/м насухо.
2.
Техническая мойка автомобиля:
2.1 Аппаратом высокого давления производится смывка грязи с кузова а/м.
2.2 Производится нанесение средства, для бесконтактной мойки, на
кузов автомобиля.
2.3 Аппаратом высокого давления производится смывка пенного раствора с кузова а/м.
2.4 Щетками – сгонками производится удаление воды с кузова а/м.
2.5 Наружные зеркала заднего вида протираются насухо.
3.
Полная мойка кузова автомобиля:
3.1
Аппаратом высокого давления производится смывка грязи с кузова а/м.
3.2
Производится нанесение средства, для бесконтактной
мойки, на кузов автомобиля.
3.3
Производится мойка внутрисалонных ковриков
3.4
Производится мойка порогов передних и задних дверей,
а также центральных и задних стоек а/м.
3.5
Аппаратом высокого давления производится смывка
пенного раствора с кузова а/м
3.6
Щетками – сгонками производится удаление воды с ку127
зова а/м.
3.7
Полотенцами или салфетками производится протирка кузова а/м насухо.
4.
Уборка салона автомобиля пылесосом:
4.1 Производится мойка внутрисалонных ковриков.
4.2 Производится мойка порогов передних и задних дверей, а также
центральных и задних стоек а/м.
4.3 Пылесосом производится уборка передних и задних сидений автомобиля.
4.4 Очищаются все пепельницы, имеющиеся в а/м.
4.5 Пылесосом производится уборка пола салона, с обязательной
уборкой под передними сидениями, а так же между ними.
5.
Полная уборка салона автомобиля:
5.1 Производится мойка внутрисалонных ковриков.
5.2 Производится мойка порогов передних и задних дверей, а также
центральных и задних стоек а/м.
5.3 Пылесосом производится уборка передних и задних сидений автомобиля.
5.4 Очищаются все пепельницы, имеющиеся в а/м.
5.5 Пылесосом производится уборка пола салона, с обязательной
уборкой под передними сидениями, а так же между ними.
5.6 Производится мойка стекол а/м снаружи и изнутри с применением специальных средств.
5.7 Производится протирка всех пластиковых и кожаных поверхностей салона с применением специальных средств.
6.
Уборка багажного отделения автомобиля:
6.1 Вынимается все содержимое багажника.
6.2 Полностью пылесосится багажное отделение.
6.3 В случае наличия коврика производится его мойка, с последующей сушкой воздухом высокого давления.
6.4 Производится мойка, с обязательной протиркой, проема крышки
багажника.
6.5 Аккуратно складываются все вещи в багажник автомобиля.
7.
Мойка моторного отсека автомобиля:
7.1 Производится закрытие пленкой следующих деталей:
- сирены автосигнализации;
- блока управления ДВС (в случае его расположения в моторном отсеке)
7.2 Нанести специальное средство на поверхность двигателя, шумоизоляцию капота, переднюю панель(номерную), а так же внутрен128
ние брызговики и чашки крепления амортизаторов.
7.3 Согласно инструкции по применению очищающего средства
выдержать необходимую паузу.
7.4 Аппаратом высокого давления произвести полную смывку очищающего средства.
7.5 Снять защитную пленку.
7.6 Сжатым воздухом продуть поверхность двигателя, шумоизоляцию капота, электрические разъемы, свечные колодца.
Контрольные вопросы
1. Дайте определения основных видов и характеристик загрязнений.
2. Какие бывают способы мойки и очистки деталей.
3. Назовите основные факторы, влияющие на выбор моющих и
дезинфицирующих средств.
4. Перечислите моющие растворы и препараты.
5. Классифицируйте виды мойки по способам выполнения.
6. Классификация уборочно-моечного оборудования.
7. Перечислите оборудование, используемое в пункте мойки автомобиля и дайте его краткую характеристику.
Лабораторная работа №11
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
РЕМОНТА АВТОМОБИЛЯ
Цель работы. Освоить технические термины, связанные с разработкой технологического процесса ремонта автомобиля. Изучение
структуры технологических карт, состава и порядка расположения
информации, правил оформления и заполнения бланков.
Технологическая карта ремонта автомобиля
Технологический процесс капитального ремонта агрегатов
трансмиссии автомобиля КамАЗ включает следующие операции:
предварительную очистку, мойку и подразборку агрегатов; мойку их
в подразобранном состоянии; разборку агрегатов на детали; мойку,
очистку, дефектацию и сортировку деталей на годные, негодные и
требующие восстановления; восстановление деталей; комплектовку
узлов; сборку, окраску, приработку и испытание агрегатов. Маршрутная схема технологического процесса капитального ремонта агрегатов
трансмиссии автомобиля КамАЗ приведена на рис. 2.15.
129
Рис. 2.15. Схема технологического процесса капитального ремонта
агрегатов трансмиссии автомобиля КамАЗ
Разборочные работы являются одними из основных видов работ
при ремонте агрегатов трансмиссии, так как они влияют на количество повторно используемых деталей.
После предварительной очистки и мойки производится подразборка агрегатов: с коробки передач снимается верхняя крышка в сборе, с мостов—редукторы и тормозные барабаны, с переднего моста—
тормозные барабаны.
Прежде чем поступить на посты полной разборки на детали,
частично разобранные агрегаты подвергаются мойке во вращающихся
130
барабанах в моечной машине роторного типа.
Мелкие детали (штифты, шайбы, сухари и др.) подвергаются
обезжириванию горячим моющим раствором.
Детали очищаются от смолистых загрязнений фарфоровой или
косточковой крошкой в специальных установках.
Шариковые и роликовые подшипники очищаются керосином в
ваннах.
Виды и назначение технологических карт
Для наиболее рациональной организации работ по ТО, ремонту
и диагностированию автомобилей, его агрегатов и систем составляются различные технологические карты.
На основании этих технологических карт определяется объем
работ по техническим воздействиям, а также производится распределение работ (операций) между исполнителями.
Любая технологическая карта является руководящей инструкцией для каждого исполнителя и, кроме того, служит документом для
технического контроля выполнения обслуживания или ремонта.
Технологические карты составляются на:
• специализированный пост зоны ТО (постовая карта);
• один из постов линии диагностирования (карта диагностирования
Д-1, Д-2);
• специализированное переходящее звено (бригаду) рабочих при
методе универсальных постов;
• определенный вид работ ТО, ремонта, диагностирования (часть
постовых работ);
• операцию ТО, ремонта, диагностирования (операционная карта);
• операции, выполняемые одним или несколькими рабочими (карта
на рабочее место).
В зависимости от темы курсового проекта студент составляет
соответствующую технологическую карту, указанную в задании на
проектирование, и помещает ее в пояснительной записке на листах
формата А4.
Технологическая карта составляется раздельно по видам обслуживания (ЕО, ТО-1, ТО-2), а внутри вида обслуживания – по элементам.
Например, по видам работ:
контрольные, крепежные, регулировочные операции; электротехнические работы; обслуживание системы питания; смазочные,
очистительные операции и др.
В технологических картах указывают перечень операций, место
131
их выполнения (снизу, сверху или сбоку автомобиля), применяемое
оборудование и инструмент, норму времени на операцию, краткие
технические условия на выполнение работ, разряд работ и специальность исполнителей.
Технологические карты составляют в соответствии с перечнем
основных операций, изложенных в первой или второй (нормативной)
части положения о ТО и ремонте.
При разработке технологических карт необходимо предусмотреть:
• удобство установки, снятия и перемещения автомобиля или
агрегатов в процессе выполнения операций;
• необходимое осмотровое, подъемно-транспортное оборудование;
• применение высокопроизводительного технологического оборудования, инструмента и приспособлений;
• создание удобных, безопасных и гигиенических условий труда
для рабочих в соответствии с требованиями НОТ;
• средства и способы контроля качества работ. Формулировка
операций и переходов должна указываться в строгой технологической
последовательности, кратко, в повели тельном наклонении, например
«Установить автомобиль на пост, открыть капот…» и т.д.
Технологическая карта на вид работ (группу операций), специализированный пост ТО, диагностирования или переходящее звено рабочих помещается в технологической части проекта.
Эскизы к технологическим картам
Необходимые эскизы, поясняющие последовательность выполнения операций и переходов, выполняются аккуратно, от руки, карандашом на лист графической части проекта Формат А4 или A3) с угловыми штампами по ГОСТ.
Эскизы обязательны при выполнении контрольных, регулировочных, разборочно-сборочных и других работ, так как при этом одного описания недостаточно для четкого представления о выполняемой операции или переходе.
Детали на эскизах обозначаются номерами (позициями), на которые делаются ссылки при описании операций или переходов в текстовой части технологической карты. Эскиз может быть представлен
в изометрии, в виде чертежа с разрезами, сечениями, выносками, в
виде схемы, иллюстрирующей последовательность операций, например, при проведении разборочно-сборочных работ.
Приспособления и инструмент, применяемый при проведении
132
работ, показывается в рабочем положении, соответствующем окончанию операции.
Постовые карты
Выполнению постовых карт предшествуют:
• выбор метода организации процесса ТО, диагностирования;
распределение объемов работ и исполнителей по постам поточной
линии или специализированным переходящим звеньям, обеспечивающее синхронность работы постов;
• определение перечня работ (операций), выполняемых на данном посту ТО, ремонта, диагностирования или перечня операций, выполняемых данным звеном рабочих.
Операционные карты остоят из нескольких переходов, приемов
и представляют собой детальную разработку технологического процесса той или иной операции ТО, диагностирования или ремонта.
Операции, на которые должны быть составлены карты, устанавливаются в задании или этот вопрос согласовывается с руководителем
проекта в процессе проектирования.
Карта на рабочее место содержит операции, выполняемые на
рабочем месте (местах), и определяет круг обязанностей одного или
нескольких рабочих.
Маршрутная карта
Отражает последовательность операций по ремонту агрегата
или механизма автомобиля в одном из подразделений ТР.
Составление технологической карты
Для наиболее рациональной организации работ по ТО, ремонту
и диагностированию автомобилей, его агрегатов и систем составляются различные технологические карты.
На основании этих технологических карт определяется объем
работ по техническим воздействиям, а также производится распределение работ (операций) между исполнителями.
Технологическая карта является руководящей инструкцией для
каждого исполнителя и, кроме того, служит документом для технического контроля выполнения обслуживания или ремонта.
Технологическая карта составляется раздельно на вид обслуживания (ЕО, ТО-1, ТО-2), а внутри вида обслуживания – по элементам.
В технологических картах указывают перечень операций, место
их выполнения (снизу, сверху или сбоку автомобиля), применяемое
оборудование или инструмент, норму времени на операцию, краткие
технические условия на выполнения работ, разряд работ и специальность исполнителей.
133
Технологические карты составляют в соответствии с перечнем
основных операций, изложенных в первой или второй (нормативной)
части положения о ТО и ремонте. При разработке технологических
карт необходимо:
удобство установки, снятия и перемещения автомобиля или агрегатов в процессе выполнения операций;
необходимое осмотровое, подъемно-транспортное оборудование;
применение высокопроизводительного технологического оборудования, инструмента и приспособления;
создание удобных, безопасных и гигиенических условий труда
для рабочих в соответствии с требованиями НОТ;
средства и способы контроля качества работ.
Формулировка операций и переходов должна указываться в
строгой технической последовательности, кратко.
Текущий ремонт автомобилей Камаз
Объем текущего ремонта автомобиля зависит от характера работ, которые определяются при возникновении неисправностей или
при техническом обслуживании машин. Объем работ при текущем
ремонте машин обычно не превышает 30 чел.-ч.
Содержание операций технологического процесса текущего ремонта может быть различным, так как оно зависит от количества и
характера выявленных неисправностей, способов их устранения.
Выполняется текущий ремонт машины в соответствии с маршрутной схемой технологического процесса. Он начинается с уточнения неисправностей и определения способов их устранения. При
необходимости автомобиль перед ремонтом очищается от загрязнений и подвергается мойке. Неисправные приборы, механизмы, узлы и
агрегаты могут ремонтироваться непосредственно на машине или после снятия их с автомобиля.
Виды работ, выполняемых при текущем ремонте автомобилей
Камаз
Распространенными видами работ по устранению дефектов при
текущем ремонте автомобилей являются сварочные, жестяницкие, арматурные и кузовные. Они выполняются при восстановлении изношенных деталей, заварке трещин, отколов, наложении заплат на пробоины.
Жестяницкие и сварочные, арматурные и кузовные работы включают
операции по разборке, сборке, правке и сварке поврежденных деталей
кузова, кабины, крыльев, оперения. В жестяницко-сварочных отделениях изготавливаются необходимые для ремонта дополнительные ре134
монтные детали (ДРД): панели, вставки, заплаты и др.
При разборочно-сборочных работах трудозатраты при текущем
ремонте составляют 60—65 % от общей трудоемкости текущего ремонта автомобилей. Эти работы выполняются в ремонтных мастерских на постах, оборудованных механизированным инструментом
(пневматическими или электрическими гайковертами).
Ручная слесарная обработка деталей производится после закрепления их в тисках на верстаке при помощи напильника, ножовки,
шабера, дрели с набором сверл или другого специализированного инструмента или приспособлений. Примером слесарной обработки деталей может служить восстановление испорченной резьбы с помощью
плашки (для наружной резьбы) или метчика (для внутренней резьбы).
Повреждение внутренней резьбы в корпусных деталях устраняется
путем рассверливания поврежденной резьбы и постановки резьбовых
вставок.
Отремонтированные механизмы устанавливаются на автомобиль, при необходимости выполняются их подгонка и регулировка.
Кузнечные работы производятся в кузнечно-рессорном отделении автотранспортного предприятия (АТП) при ремонте или изготовлении деталей с применением нагрева. В этом же отделении ремонтируются рессоры, имеющие пониженную упругость, заменяются отдельные поломанные листы рессор и т. д.
Изгиб передней балки устраняется правкой при капитальном
ремонте.
Обойные работы включают обивку спинок и подушек сидений,
изготовление чехлов для сидений автомобилей и утеплительных чехлов для двигателей. Подушки и спинки сидений разбираются на специальном верстаке, оборудованном вытяжным устройством для удаления пыли. Поврежденные металлические каркасы и основы сидений
направляются в арматурный участок для ремонта, а сломанные или
ослабевшие пружины заменяются новыми.
При выполнении медницких работ широкое распространение
получила пайка. Она применяется при ремонте радиаторов топливных
баков, топливопроводов деталей приборов электрооборудования и
системы питания. Под пайкой понимается процесс соединения нагретых частей металла, остающихся в твердом состоянии, путем введения в зазор между ними расплавленного припоя, металла или сплава,
имеющего меньшую температуру плавления, чем основной металл.
Расплавленный припой заполняет все неровности (шероховатости)
соединяемых поверхностей, смачивает их и, затвердев при охлажде135
нии, скрепляет эти поверхности.
Для медницких работ применяются припои, которые делятся на
мягкие, или легкоплавкие, плавящиеся при температуре ниже 500 °С,
и твердые, или тугоплавкие, плавящиеся при температуре выше 500
°С. К мягким припоям относятся припои марок ПОС-30 и ПОС-40, в
состав этих припоев входят олово и свинец; к твердым — ПМЦ-36 и
ПМЦ-48. В состав последних входят медь и цинк.
Мягкие припои применяются для пайки радиаторов и топливных баков; твердые припои — для пайки воздухо-, масло- и топливопроводов. Для пайки деталей из алюминиевых сплавов применяются
алюминиевые припои (силумины).
Радиаторы, бензобаки, топливо- и маслопровода и другие детали
также ремонтируются на медницком участке.
Электротехнические работы включают текущий ремонт приборов электрооборудования, аккумуляторных батарей, генераторов и
стартеров.
Текущий ремонт агрегатов и узлов - Камаз
Текущий ремонт агрегатов производится путем частичной их
разборки, замены или ремонта неисправных узлов и приборов, восстановления деталей, кроме базовых (картеров, рам). Разборка узлов и
агрегатов ведется так, чтобы можно было проверить техническое состояние деталей и при необходимости заменить негодные.
Особенность технологии текущего ремонта агрегатов состоит в
том, чтобы в процессе разборки без необходимости не нарушалось
взаимное расположение приработанных поверхностей деталей в подвижных сопряжениях, так как при естественной достигнутой приработке сопряженных поверхностей деталей в процессе эксплуатации
автомобилей исключается необходимость повторной приработки этих
деталей.
Снятые при разборке агрегаты, подлежащие по своему техническому состоянию капитальному ремонту, не вскрываются. Они в полной комплектности отправляются на обменные пункты или агрегатноремонтные заводы.
Ремонт сцепления. При текущем ремонте сцепления (в случае
необходимости) меняются фрикционные накладки дисков сцепления.
Новые накладки приклепываются латунными или алюминиевыми заклепками с помощью специального устройства на гидравлическом
прессе. Задиры и царапины на поверхности ведущего диска устраняются шлифованием. После ремонта ведомый диск проверяется на
биение плоскостей, которое должно быть не более 1 мм.
136
Ремонт карданного вала. В случае нарушения динамической балансировки карданного вала и появления вибрации он снимается с автомобиля и проверяется на специальных стендах и приспособлениях.
Дисбаланс может быть вызван прогибом вала, наличием вмятин труб
вала, погнутостью фланцев и другими неисправностями. При превышении биения выше допустимого (0,8 мм) вал правится при помощи
пресса. Он устанавливается для этого на специальные призмы и балансируется на балансирных станках.
Ремонт радиаторов. Радиаторы могут иметь следующие дефекты: течь в паяных швах, течь трубок сердцевины, повреждения бачков
(трещины, вмятины), охлаждающих пластин, засорение трубок и отложение накипи.
Поврежденные места радиаторов определяются следующим образом: отверстия патрубков закрываются пробками и радиатор погружается в ванну с водой. Через пароотводную трубку при помощи
ручного насоса или из воздушной магистрали воздух нагнетается до
давления 0,08 МПа. По выходящим пузырькам воздуха на поверхности радиатора определяется место повреждения, которое отмечается
чертилкой. Вынутый радиатор просушивается, а места течи запаиваются мягким припоем. Пайка выполняется паяльником или погружением предварительно протравленных поврежденных мест изделия в
расплавленный припой.
Деформированные охлаждающие пластины выпрямляются при
помощи специальной гребенки или плоскогубцами. При текущем ремонте допускается заглушка отдельных поврежденных трубок.
Отремонтированный радиатор проверяется на герметичность
под давлением 0,08 МПа погружением его в воду вышеуказанным
способом. Работы по текущему ремонту аккумуляторов выполняются
в отделении ремонта аккумуляторов электротехнического участка.
Батареи, требующие ремонта, очищаются от загрязнений, и поверхность крышек аккумуляторов нейтрализуется 10 %-м раствором кальцинированной соды или нашатырного спирта. После очистки батарея
насухо протирается ветошью. Ремонту подвергаются батареи, имеющие механические повреждения, трещины в заливочной мастике, обломы выводов и межэлементных соединений. Все работы по ремонту
выполняются в соответствии с технологическими картами и с применением соответствующего оборудования и инструмента.
Неплотности и трещины в кислотоупорной мастике батарей обнаруживаются по просачиванию электролита. Трещины разделываются под угол 90—120° и заливаются горячей мастикой.
137
Ремонт тормозов. При текущем ремонте тормозов сменяются
фрикционные накладки тормозных колодок, а при наличии на внутренней поверхности тормозного барабана глубоких рисок и задиров
или значительного местного износа их внутренняя поверхность растачивается на станках для расточки барабанов. На этих же станках
обтачиваются накладки тормозных колодок.
Ремонт кабин, платформ. Небольшие вмятины и прогибы на кабинах, платформах устраняются правкой с применением специального набора инструментов, куда входят молотки различной формы, оправки, поддержки. Промышленность выпускает специальные наборы
таких инструментов, например набор ГАРО 214-1. Глубокие вмятины
восстанавливаются методом вытягивания и рихтовки металла с последующей зачисткой поверхности. Глубокие царапины устраняются
плавкой припоями или синтетическими порошками и клеями путем
нанесения их на деформируемую поверхность.
Трещины, пробоины, разрывы после выравнивания поверхности
завариваются при помощи газовой сварки, после чего поверхность зачищается и шлифуется.
Окрашивание машин. После окончания текущего ремонта машины производится подкрашивание отдельных мест поверхностей
кабины и платформы для устранения местных повреждений лакокрасочного покрытия.
Технологический процесс окрашивания включает подготовку
поверхности под окрашивание, грунтовку, шпатлевку, шлифование,
нанесение промежуточных и внешних слоев покрытия, сушку. Качество выполнения текущего ремонта определяется при движении автомобиля путем прослушивания работы всех агрегатов и наружным
осмотром.
Ремонт генератора. Характерными неисправностями генератора
являются износ щеток, ослабление пружин, межвитковое замыкание,
износ вала ротора и др.
При текущем ремонте генераторов, стартеров, приборов электрооборудования и зажигания производится их разборка на отдельные узлы и детали, которые подвергаются контролю и дефектации.
Непригодные мелкие детали (втулки, щетки, подшипники, контакты и
др.) заменяются на новые. Детали, подлежащие ремонту, восстанавливаются.
Текущий ремонт двигателей - Камаз
Текущий ремонт двигателя производится путем его разборки,
замены или восстановления деталей и устранения неисправностей.
138
При текущем ремонте двигателя допускается замена следующих
деталей: поршневых колец, поршневых пальцев, тонкостенных вкладышей коренных и шатунных подшипников, прокладки головки блока. Неисправности устраняются выполнением слесарно-механических
работ. Шатуны в случае изгиба или скручивания правятся после закрепления их в приспособлении с индикаторами путем деформации с
помощью ломика или захвата.
Прилегание клапанов к их седлам восстанавливается путем притирки рабочих фасок клапанов к их седлам. При большом износе фасок клапанов и их гнезд производится предварительная шлифовка седел и фасок клапанов конусными абразивными кругами с использованием шлифовального приспособления. После шлифования фасок клапанных гнезд клапаны притираются при помощи ручной пневматической дрели абразивной пастой до образования фасок на рабочей поверхности гнезда и клапана шириной не менее 1,5 мм. Фаски должны
иметь матовую поверхность по всей окружности и обеспечивать герметичность прилегания клапана к седлу.
Технологический процесс текущего ремонта автомобилей Камаз
Технологический процесс — это часть производственного процесса, заключающаяся в последовательном выполнении операций по
изменению состояния детали или положения деталей при сборке механизмов и агрегатов. Технологические процессы могут быть следующих видов: операционный, маршрутный и маршрутнооперационный.
В операционном технологическом процессе содержание операций указывается с перечислением режимов обработки (скорости резания, подачи, машинного времени, инструмента).
В маршрутном технологическом процессе указывается последовательность операций.
139
Рис. 2.16. Маршрутная схема технологического процесса текущего
ремонта автомобиля Камаз
На современных специализированных авторемонтных предприятиях капитальный ремонт автомобилей (агрегатов) выполняется индустриальным методом. Сущность технологического процесса при этом
методе ремонта заключается в следующем: поступивший в ремонт автомобиль (агрегат) осматривают, составляют на него приемосдаточный
акт, после чего направляют на склад хранения ремонтного фонда. Со
склада автомобиль транспортируют в разборочно-моечное отделение.
Вымытые и очищенные от нагара, накипи и старой краски детали разобранного автомобиля направляют на дефектовку.
140
При дефектовке их сортируют на годные, требующие ремонта, и
негодные. Годные направляют в комплектовочный склад, негодные
— в утиль. Детали, требующие ремонта по соответствующим маршрутам, подвергают восстановлению. После комплектования узлов и
подбора сопряженных пар выполняют сборку и регулировку агрегатов. Собранные агрегаты подвергают приработке и испытанию, а затем окрашивают и подают в склад или на линию общей сборки автомобилей.
После сборки автомобиль подвергают испытанию, при этом выполняют необходимые регулировки и устраняют обнаруженные неисправности. Затем его окрашивают и после приема представителем
ОТК направляют в склад готовой продукции.
Капитальный ремонт автомобилей и агрегатов включает выполнение широкого комплекса разнообразных работ, которые можно
подразделить на основные и вспомогательные.
К основным работам относятся:

Приемка автомобиля в ремонт;

Разборка, очистка, дефектация и сортировка деталей;

Ремонт деталей;

Комплектование деталей;

Сборка, испытание и окраска автомобилей и их составных
частей и др.
К вспомогательным работам относятся:

Транспортные и складские работы;

Содержание и ремонт оборудования и зданий;

Обеспечение производства всеми видами энергии;

Технический контроль; материально - техническое снабжение и т.п.
Совокупность всех действий людей и средств производства, необходимых для ремонта автомобилей и их составных частей, называется производственным процессом. Часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства, называется технологическим
процессом ремонта. Таким образом, технологический процесс капитального ремонта автомобилей может быть представлен как совокупность перечисленных выше основных работ. Каждый вид основных
работ представляет собой также законченную часть производственного процесса. Поэтому наряду с понятием технологического процесса
капитального ремонта автомобилей существуют понятия технологических процессов по видам работ, т. е. технологические процессы
разборки, мойки и очистки, дефектации, восстановления деталей,
сборки, испытания, окраски.
141
На первом этапе с принятого в ремонт автомобиля снимают аккумуляторную батарею и электрооборудование и направляют его на
площадку хранения ремонтного фонда. Автомобиль буксиром переводят на пост наружной мойки. Очищенный от загрязнений автомобиль подают на пост предварительной разборки, где с него снимают
платформу, колеса, кабину и топливные баки. Снятые части направляют на соответствующие посты ремонта. Подразобранный автомобиль подвергают наружной мойке и окончательной разборке. С него
снимают механизм управления, силовой агрегат, карданный вал, передний и задний мосты, узлы подвески и привод тормозной системы.
Снятые агрегаты и узлы направляют в ремонт на соответствующие
участки предприятия. Раму автомобиля после мойки и очистки отправляют в ремонт.
Второй этап включает ремонт агрегатов и узлов автомобиля. На
этом этапе выполняется наружная мойка агрегатов, их подразборка и
повторная мойка. После разборки агрегатов их детали подвергаются
мойке и очистке от нагара, накипи, продуктов коррозии, старой краски и смолистых отложений.
В результате дефектации деталей выясняется возможность их
последующего использования, определяется объем и характер работ
по восстановлению деталей и число потребляемых запасных частей.
Детали, требующие восстановления, направляют в склад деталей,
ожидающих ремонта, и далее на соответствующие участки восстановления. Детали, годные для дальнейшего применения, а также восстановленные отправляют на участок комплектования деталей. Здесь
детали подбирают по размерным группам, массе и другим параметрам, обеспечивающим требуемую точность сборки. Подобранные в
комплекты детали направляют на сборку узлов и агрегатов, а затем на
приработку и испытание. После испытаний агрегаты окрашивают и
направляют на общую сборку автомобиля.
Третий этап технологического процесса капитального ремонта
автомобиля — общая сборка, которая выполняется обычно на поточных линиях. После сборки отремонтированный автомобиль заправляют топливом.
Четвертый этап технологического процесса капитального ремонта автомобиля — его испытания. Испытания проводятся пробегом
или на испытательных стендах с беговыми барабанами. Во время испытаний проводятся необходимые регулировки и устраняются обнаруженные неисправности. После испытаний в дорожных условиях автомобиль моют. При обнаружении в ходе испытаний неисправностей,
не устранимых регулировкой, автомобиль направляют на пост устра142
нения дефектов. Полностью исправный автомобиль при необходимости подкрашивают и сдают представителю отдела технического контроля или непосредственно заказчику.
Рис. 2.17. Схема технологического процесса капитального ремонта
грузового автомобиля.
143
Этапы разработки технологических процессов
Исходными данными для разработки технологических процессов
ТО и ремонта автомобилей являются:
1. Вид выполняемого технического обслуживания и ремонта.
2. Объект выполнения воздействия (автомобиль, агрегат, узел, деталь).
3. Сборочный чертеж изделия, который должен содержать всю
необходимую информацию для проектирования ТП:
проекции и разрезы, обеспечивающие быстрое и полное освоение
конструкции;
спецификации всех деталей, узлов и сборок, входящих в состав
разбираемого изделия;
размеры технические условия, которые необходимо соблюсти
при сборке или регулировке.
4. Технические условия на сборку, регулировку, испытания, контроль и приемку изделия.
5. Производственная программа (годовая или суточная), от величины которой зависит степень экономически оправданной механизации операций.
6. Сведения о применяемом оборудовании и инструменте.
7. Сведения о надежности деталей изделий, возможных сопутствующих ремонтах.
8. Масса изделия или автомобиля для выбора подъемнотранспортных средств.
Техническое условие (ТУ) – нормативно-технический документ,
устанавливающий требования к конкретному изделию. Он является
неотъемлемой частью требований к изделию и чаще всего устанавливается при отсутствии стандартов технических условий. ТУ являются
основным правовым документом, характеризующим качество ТО и
ремонта при сдаче выполненных работ, заключении договоров на услуги по ТО и ремонту, а также предъявления рекламаций.
Последовательность (алгоритм) разработки технологического
процесса следующий:
изучается конструкция изделия,
составляется план проведения работ,
определяется последовательность операция и переходов,
устанавливается темп (такт) выполнения работ,
определяются нормы времени на выполнение каждой операции,
выбираются оборудование, исполнители, приспособления и инструмент,
144
оформляется технологическая документация.
Технологическая документация представляет собой графические
или текстовые документы, которые определяют технологические
процессы технического обслуживания и ремонта автомобилей. Единая система технологической документации устанавливает следующую технологическую документация: технологические карты, маршрутные карты, операционные карты, инструкции, операционные
чертежи, ведомости заказа и нормы расхода запасных частей, материалов, инструментов, оснастки и принадлежностей, а также другие
документы.
Продолжительность выполнения работ технологического процесса называют нормой времени. Техническая норма времени – это регламентированное время выполнения технологической операции в определенных оргаизационно-технических условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации.
Норма времени определяется аналитически-исследовательским,
аналитически - расчетным и укрупнено - комплексным методами.
Первый метод основан на данных, полученных при помощи фотографии рабочего дня или хронометража, полученных на рабочем месте,
второй – на расчетных данных с учетом производительности оборудования. На автомобильном транспорте чаще всего используется третий метод, при котором нормы времени определяются по укрупненным комплексам приемов работы. Данное нормирование основано на
использовании операционных карт на типовые операции, ранее пронормированные расчетами и хронометражем с последующим корректированием применительно к новой конструкции изделия.
Последовательность выполнения работ технического обслуживания и ремонта автомобилей отражается в первичном документе ТП –
технологической карте. В карте также указывается оборудование, инструмент, приспособления, применяемые при каждой операции или
переходе; квалификация исполнителей, норма времени на отдельные
операции и переходы и на всю технологию в целом.
Проектируя технологический процесс, необходимо рассматривать
возможные варианты выполнения работ, предусматривая их совмещение по времени, месту и исполнителям с учетом применяемого
оборудования. Правильно выбранный вариант позволяет выстроить
операции и переходы в такой последовательности, когда для выполнения ТП потребуются минимальные затраты времени при гарантированном качестве проведения работ.
При разработке ТП необходимо с учетом объема выполняемых
145
работ и их повторяемости стремиться к наиболее полной и экономически оправданной механизации, всемерному сокращению ресурсных, энергетических и трудовых затрат, облегчению ручного труда.
Оптимальный вариант технологического процесса ТО и Р автомобилей позволяет получить следующие преимущества:
высокую производительность труда и качество работ;
исключить пропуски или повторения отдельных операций и переходов;
рационально использовать средства механизации;
выполнить требуемую организацию и обустройство рабочих
мест.
Рабочее место – это зона приложения труда рабочим по ТО и ремонту автомобилей. Рабочее место – часть пространства, приспособленная для выполнения работником (группой работников) производственного задания по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей.
Рабочие места включают в себя основное и вспомогательное производственное оборудование, технологическую и организационную
оснастку, приспособления и инструмент. При организации рабочих
мест учитываются антропометрические данные, достижения в области научной организации труда, передовой опыт, рекомендации физиологии, психологии и гигиены, требования охраны труда, эргономики, инженерной психологии и технической эстетики.
В зависимости от численности исполнителей, закрепленных технологическим процессом за рабочим местом, рабочие места бывают
индивидуальные и коллективные.
Рабочий пост представляет собой рабочее место, на площади которого устанавливается автомобиль или несколько автомобилей, т.е.
рабочий пост является разновидностью рабочего места.
На автомобильном транспорте рабочие места могут быть классифицированы следующим образом:
по категории работников – рабочих, руководителей, специалистов, служащих;
по профессии – т.е. по основным рабочим профессиям (автослесарей, диагностов, электриков, аккумуляторщиков, сварщиков и т.д.);
по виду производства ТО и ремонта (ЕО, ТО-1, ТО-2, ТР и т.д.);
по степени механизации выполняемых операций – автоматические, полуавтоматические, машинные, механизированные (машинноручные) и ручные (немеханизированные) процессы;
по размещению в пространстве – неподвижные и подвижные
146
(маршрутные);
по расстановке рабочих – индивидуальные и комплексные (бригадные);
по числу обслуживаемых постов – однопостовые и многопостовые;
по числу смен;
по условиям труда – нормальные, с тяжелым физическим трудом,
с вредными условиями производства.
Оформление технологической документации
Для наиболее рациональной организации работ по ТО, ремонту и
диагностированию автомобилей, его агрегатов и систем составляются
различные технологические карты. На основании карт определяется
объем работ по техническим воздействиям, а также производится
распределение работ (операция и переходов) между исполнителями.
Важнейший закон производства – соблюдение технологической
дисциплины. Технологическая карта является руководством для каждого исполнителя и служит документом для технического контроля
выполнения работ технического обслуживания и ремонта. На практике можно встретить следующие виды технологических карт:
для специализированного поста (постовая карта);
для работ по диагностированию автомобиля (диагностическая
карта);
специализированного переходящего звена (бригады) рабочих при
использовании на предприятии метода специализированных постов;
технологическая карта на определенный вид работ ТО, ТР, диагностирования (операционная карта);
технологическая карта на определенную операцию, выполняемую
одним или несколькими исполнителями на одном рабочем месте (карта на рабочее место).
Разновидностью технологических карт являются карта смазки.
Разработчиками технологической документации принято типовые
технологические карты объединять в единый документ – руководство
по ТО или ремонту автомобиля определенной модели. При этом технологии текущего ремонта разделяют для постовых и цеховых (участковых) работ.
Технологическая карта на ремонт и сборку регулятора давления
автомобиля ЗиЛ 5301 (Рис.2.18).
147
Рис.2.18. Технологическая карта на ремонт и сборку.
Типовые технологии и руководства на ТО и Р автомобилей могут включать в себя дополнительную информацию, которая будет необходимой при организации технологических процессов на автотранспортном предприятии. Например, к данной информации относится перечень оборудования, инструмента и приспособлений для
выполнения работ; данные о возможных сопутствующих ремонтах
или потребность в запасных частях. Кроме этого, технологические
карты имеют иллюстрации в виде рисунков, чертежей, схем и др.
Вся технологическая документация обязательно оформляется на
листах со стандартной рамкой и основной надписью.
При разработке ТК рекомендуется учитывать следующие положения:
1. Технологическая карта – это форма технологического документа, в котором записан весь процесс воздействия на автомобиль
или его агрегат, указаны в определённой последовательности опера148
ции, их составные части, профессия исполнителей и их местонахождение, технологическая оснастка, нормы времени, технологические
условия и указания.
2. Технологические карты являются документом, на базе которых строится вся организация производства, кроме того, служат документом для технического контроля качества выполнения обслуживания, ремонта, диагностирования.
3. Технологические карты служат средством синхронизации рабочих постов. При помощи ТК можно корректировать ТП путём перераспределения групп работ по постам с учётом их трудоёмкости и
специализации, расчленении отдельных групп работ на отдельные
операции и совмещении и с другими операциями. Для координации
работ нескольких постов, технологически связанных друг с другом,
используются карты-схемы. Они содержат по каждому посту:
- общую характеристику работ и номера операций (согласно
операционным картам);
- число исполнителей и места их расположения;
- трудоёмкость работ.
Карты схемы позволяют совершенствовать производственный
процесс путём перераспределения работ по постам, обосновывая целесообразность создания специализированных постов.
4. Технологические карты входят в различные типы нормативно-технической документации [Руководящие документы (РД), Руководства по текущему ремонту (РТ), Инструкции по техническому обслуживанию (ИО), Методические указания (МУ)].
Последовательность разработки технологической карты
Технологический процесс ТО, диагностирования или ТР представляет собой совокупность операций по соответствующим воздействиям, которые выполняются в определённой последовательности с
помощью различного инструмента, приспособлений и других средств
механизации с соблюдением технических требования (технических
условий).
Технологический процесс ТО и диагностирования оформляется
в виде операционно-технологической или постовой технологической
карты.
Операционно-технологическая карта отражает последовательность операций видов ТО (диагностирования) или отдельных видов работ по этим воздействиям по агрегату или системе агрегатов
автомобиля. Она оформляется с формой, представленной в приложении 1.
149
Постовая технологическая карта отражает последовательность операций ТО (диагностирования) по агрегатам (агрегату) или
системам (системе), которые выполняются на одном из постов ТО
(диагностирования). Она оформляется с формой, представленной в
приложении 2.
Технологический процесс ТР топливной аппаратуры, топливной
аппаратуры, разборочно-сборочные, вулканизационные, шинные аккумуляторные, арматурно-кузовные и другие работы, выполняемые
на участках ТР оформляются в виде маршрутной карты.
Маршрутная карта отражает последовательность операций
по ремонту агрегатов или механизмов автомобиля в одном из подразделений ТР. Она оформляется с формой, представленной в приложении3.
Технологическая карта ТО, диагностирования или ТР представляет собой совокупность переходов, которые выполняются в определённой последовательности с помощью различного инструмента и
приспособлений с соблюдением технических требований.
Технологические операции ТО, диагностирования или ТР
оформляются в виде операционных карт, слесарных, слесарносборочных, электромонтажных и др. видов работ по ГОСТ 9.1407-86.
Форма операционной карты вида работ представлена в приложении 4.
Общий порядок разработки ТК следующий:
- изучается конструкция изделия;
- составляется план проведения работ;
- определяется последовательность операций и переходов;
- устанавливаются нормы времени;
- определяется разряд работ и специализация исполнителей;
- выбирается оборудование и инструмент;
- разрабатываются удобные безопасные условия труда;
- калькулируются затраты труда и машинного времени;
- оформляется технологическая документация.
150
Приложение 1
МУ-200-РСФСР-12-0139-81 Форма 1
Операционно-технологическая карта
автомобиля
.
(модель, марка) .
чел.-ч
.
.
(вид обслуживания)
Общая трудоёмкость
(вид обслуживания)
Технологическая карта №
.
.
(наименование агрегата, системы или вида работ)
(чел.-мин)
Номер операции
Трудоёмкость
Наименование
и содержание
операции
Место
выполнения
операции
Количество
мест
(точек)
Трудоёмкость
чел.-ч
1
2
3
4
5
151
Приборы,
инструмент, приспособления
(модель,
тип)
6
Технические требования и
условия
7
Приложение 2
МУ-200-РСФСР-12-0139-81 Форма 2
Постовая технологическая карта
(вид обслуживания)
Количество специализированных постов в зоне
(вид обслуживания)
Общее количество исполнителей
ПОСТ №
автомобиля
.
(модель, марка) .
на поточной линии
.
.
чел.
Общая трудоёмкость
чел.-мин
.
.
Трудоёмкость работ:
чел.-мин
Номер операции
Содержание работ:
.
Количество исполнителей на посту
чел..
Наименование
и содержание
операции
Место
выполнения
операции
Количество
мест
(точек)
Трудоёмкость
чел.-ч
1
2
3
4
5
152
Приборы,
инструмент, приспособления
(модель,
тип)
6
Технические требования и
условия
7
НМСУ
Операционная карта
Номер перехода
Наименование операции
Содержание перехода
Оборудование
(наименование,
модель, код)
153
ТО (ТР, Д)
Лит у
Оборудование (наименование, модель)
Приспособл. и
вспомогат. инструмент
(наименование,
модель, код)
Рабочий инструмент
(наименование,
модель, код)
Измерительный
инструмент
(наименование,
модель, код)
НМСУ
Операционная карта
Номер перехода
Наименование операции
Содержание перехода
Оборудование
(наименование,
модель, код)
154
ТО (ТР, Д)
Лит у
Оборудование (наименование, модель)
Приспособл. и
вспомогат. инструмент
(наименование,
модель, код)
Рабочий инструмент
(наименование,
модель, код)
Измерительный
инструмент
(наименование,
модель, код)
Литература
1. Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник /
Под ред. А.Н.Резникова. М.: Машиностроение, 1977. 391 с.
2. Зуев А.А., Гуревич М.Е. Технология сельскохозяйственного
машиностроения. – М.: Колос, 1980. 3. Колев И.М. Основы технологии машиностроения: Учебник для машиностроительных специальностей вузов. – М.: Высшая школа, 1999.
4.Курсовое проектирование по технологии сельскохозяйственного машиностроения.: Учебное пособие // Астанин В.К. и др. – Воронеж: ВГАУ, 2001, 200 с.
5. Корсаков В.С. Основы технологии машиностроения. -М., Высшая школа,1974г., 336 с.
6. Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». – Л.: Машиностроение, 2012, 464 с.
7. Маталин А.А. Точность механической обработки и проектирование технологических процессов. -М.: Машиностроение,1970, 320 с.
8. Некрасов С.С. Гурьянов А.И. Лабораторные работы по курсу
"Технология машиностроения", МИИСП,М.,1973.
9. Некрасов С.С. Практикум по технологии сельскохозяйственного машиностроения: Учебное пособие. - М.: МГАУ, 2000
10. Справочник технолога - машиностроителя. Том 2./Под ред.
Малова А.Н. -М.: Машиностроение, 1972,694 с.
11. Хромов В. Н., Колокатов А. М. Курсовое и дипломное проектирование по технологии сельскохозяйственного машиностроения:
учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности
110304 "Технология обслуживания и ремонта машин в АПК" УМО
КолосС, 2010
12. Титова И.В., Астанин В.К., Пухов Е.В., Измайлов А.А., Воронков И.С., Тоцкий А.Л. Особенности дифференцированной технологии переработки полимерных отходов в системе АПК. Международный научный журнал, №3, 2012/ Москва, С.75-80.
13. Титова И.В., Астанин В.К., Василенко В.В., Пухов Е.В., Тоцкий
А.Л., Обоснование параметров перерабатывающего оборудования для
утилизации полимерных отходов технического сервиса. Вестник Воронежского аграрного университета №2(33), 2012/ Москва, С.148-151.
14. Титова И.В., Астанин В.К., Сазонов С.Н., Пухов Е.В., Тоцкий
А.Л., Измайлов А.А. Мобильный технологический комплекс утилизации полимерных отходов технического сервиса. Вестник Воронежского аграрного университета №2(33), 2012/ Москва, С. 151- 154.
155
Оглавление
Введение………………………………………………………..
Раздел 1. Лабораторные работы. Автомобиль как сложная техническая система. Основные понятия и определения производства и технологического процесса………………………………
Лабораторная работа №1. Структуры и формы технологических документов (карт) и составление технологического процесса изготовления на типовые детали (втулка, вал, винт, зубчатое колесо и.т.д.)………….
Лабораторная работа №2. Исследование точности механической обработки и определение уровня брака методом математической статистики………………………..
Лабораторная работа №3. Влияние режимов резания на шероховатость обработанной поверхности при точении……………
Лабораторная работа №4. Разработка технологической схемы
сборки и ее практическое применение………………
Лабораторная работа №5. Определение деформаций обрабатываемых деталей под влиянием сил резания при обточке в патроне и центрах…………………
Раздел 2. Лабораторные работы. Особенности механической
обработки деталей и понятия о режимах резания. Технологические процессы мойки и ремонта автомобилей…………………
Лабораторная работа №6. Назначение режимов резания
при шлифовании……………………………………………….
Лабораторная работа №7. Выбор и расчет рациональных
режимов резания при точении……………………………….
Лабораторная работа №8 Расчет времени выполнения
операции……………………………………………………….
Лабораторная работа №9. Определение режимов резания
при торцовом фрезеровании………………………………….
Лабораторная работа №10. Разработка технологического
процесса мойки автомобиля ……………………….
Лабораторная работа №11 Разработка технологического
процесса ремонта автомобиля………………………………..
Литература……………………………………………………
156
3
5
16
23
30
37
41
51
62
73
94
102
113
120
155
157
Учебное издание
Титова Ирина Вячеславовна
Астанин Владимир Константинович
Булыгин Николай Николаевич
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ОСНОВАМ
ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА И РЕМОНТА
ТРАНСПОРТНЫХ И ТРАНСПОРТНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ
Учебное пособие для вузов
Издается в авторской редакции.
Подписано в печать 25.08.2014 г. Формат 60х801/16
Бумага кн.-журн. П.л 9,9 Гарнитура Таймс.
Тираж 80 экз. Заказ № 10454
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»
Типография ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ 394087, Воронеж, ул. Мичурина, 1
Информационная поддержка: http://tipograf.vsau.ru
Отпечатано с оригинал-макета заказчика. Ответственность за содержание
предоставленного оригинал-макета типография не несет.
Требования и пожелания направлять авторам данного издания.
158
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
235
Размер файла
5 356 Кб
Теги
241
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа