Технологическая оснастка для металлообработки

Введение

Машиностроение является основной отраслью экономики, которая определяет возможность развития других отраслей и обеспечивает создание новых и совершенствование существующих машин. Отличительной особенностью современного машиностроения является существенное изменение эксплуатационных характеристик машин: увеличение скорости, мощности, уменьшение массы, объема, вибрации, снижение уровня шума и др. Беспрецедентный скачок случился в развитии станкостроения. Если в 20 — 30-х годах прошлого века в механических цехах заводов были универсальные станки, сверлильные, фрезерные станки с ременным приводом, то в настоящее время техника имеет станки-автоматы, токарные станки с ЧПУ и многоцелевые станки, работающие с компьютерами, которые выполняют несколько десятков операций, оснащенные мульти-инструментальными магазинами (32 — 40 инструментов и больше), автоматическими линиями и робототехническими комплексами. Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкций машин, но и улучшением технологии их производства. Термин "технология", образованный от двух греческих слов techne (искусство, мастерство, мастерство) и logos (обучение), означает науку, систематизирующую совокупность приемов и методов переработки сырья, полуфабрикатов с соответствующими инструментами производства с целью получения готовой продукции. Создавать машину нужно точно, качественно, в рамках временных ограничений и с минимальными трудозатратами. Более того, в условиях рыночных отношений, скорость выполнения решений играет доминирующую роль. Развитие новых прогрессивных технологических процессов способствует созданию более совершенных машин и снижению их стоимости. Задача повышения качества выпускаемых машин и, в первую очередь, точности их изготовления является актуальной. В XXI веке точность деталей машин возросла почти в 2 000 раз. Такого увеличения не наблюдается ни по одному из показателей инженерных характеристик машины. В ряде отраслей промышленности уже становится нормой производство деталей с микрометрической и нанометрической точностью. Основные направления развития современных технологий являются следующие: переход к автоматизации технологических процессов, обеспечивающих требуемое качество изделий; внедрение безотходных и малоотходных технологий для наиболее полного использования материалов, энергии и топлива; создание гибких производственных систем; широкое использование промышленных роботов и робототехнических систем. Теоретические основы технологии машиностроения основаны на положениях и законах таких фундаментальных дисциплин, как физика, химия, теоретическая механика, сопротивление материалов, теория вероятностей, математическая статистика, а также смежных технических дисциплин: технологии конструкционных материалов, материаловедение, теория резания и метрология и другое. Технология машиностроения развивалась и развивается во многих областях во главе с видными учеными, сотрудниками промышленных предприятий и научно-исследовательских институтов.


Точность изготовления изделий

Одним из важнейших показателей качества изделия является точность его изготовления, от которой зависит производительность, долговечность и надежность, сложность в изготовлении и эксплуатации. В технологии машиностроения, точность - степень, к которой изготовленные продукты соответствуют заранее установленным прототипу или образцу. 13 стандартами ИСО и ГОСТами установили следующие меры точности: точность размеров расстояний между различными элементами деталей; точность формы - отклонение формы реальной поверхности или реального профиля от номинального; точность расположения поверхностей - отклонение реального расположения элемента от номинального расположения. Точность размеров определяется допуском T, который является разницей между двумя предельными (наибольшим и наименьшим) размерами.
По ГОСТ 25346-89 установлено 19 квалитетом точности качества от IT01 до него IT17, где IT-допуск по международной системе ISO

. Точность размеров на чертежах помещают символами зон допуска (Ø50K6, Ø50H7) или крайнего отклонения, мм; иногда указывают оба обозначения (Ø50H7(+0,021)). Точность размеров грубее 13-го качества, чем это предусмотрено в технических требованиях чертежа, например, "неуказанные предельные погрешности размеров: h14 валов, отверстий Н14, линейных ±IT14/2". Точность формы определяется отклонениями от заданной геометрической формы. ГОСТ 24643-81 устанавливает отклонение двух форм поверхностей: цилиндрической и плоской. Количественно отклонение формы оценивается наибольшим расстоянием от точек реальной поверхности (профиля) до прилегающей к ней поверхности (профиля) по нормали. Допуск формы - это максимально допустимое значение отклонения формы.
ГОСТ 24643-81 устанавливает трехуровневую относительную точность в зависимости от соотношения между допуском по размерам и допуском по форме и расположению: А-нормальная, В- повышенная, С-высокая. Соответственно, допуск по форме и расположению составляет 60; 40 и 25% от допуска по размерам, а по отклонениям формы цилиндрических поверхностей-30; 20 и 12 %. Если точность формы поверхности на чертеже не указана, то допуск формы должен находиться в пределах допуска на величину Т. Отклонения формы плоской и цилиндрической поверхностей показаны на фиг. 1.1. Точность расположения определяется отклонениями поверхностей и осей. При оценке отклонения местоположения исключается из рассмотрения отклонение формы рассматриваемых элементов, для которых реальные поверхности (их оси, плоскости симметрии и центры) заменяются соответственно смежными поверхностями.


Рис. 1.0. Отклонения форм плоских и цилиндрических поверхностей: а — реальный профиль; б — выпуклость; в — вогнутость; г — некруглость; д — овальность; е — огранка; ж — отклонение от прямолинейности образующей цилиндра; з — конусность; и — бочкообразность; к — седлообразность; 1 — реальный профиль; 2 — прилегающая плоскость; 3 — прилегающая окружность; d, L — размеры деталей; Т — допуск на размер; ∆ — величина погрешности формы


Точность механической обработки и методы ее обеспечения

Под точностью обработки понимают степень соответствия размера, форм и расположения поверхностей обработанной детали техническим требованиям чертежа. Если все параметры партии находятся в пределах допусков, указанных на чертеже, деталь считается пригодной для сборки и дальнейшей работы.

Рис. 1.1. Условные обозначения допусков формы и расположения поверхностей на детали типа «вал»
Есть два метода обеспечения заданной точности обработки. В способе получения индивидуальных размеров точность обработки обеспечивается регулировкой положения заготовки на станке и подгонкой инструмента к заданному размеру, применяемому при маркировке рисков на заготовке или конечности с помощью тестового прохода инструмента и соответствующего измерения. Этот метод характерен для мелкосерийного и единичного производства.Метод автоматического нанесения размеров применяется при обработке заготовки на станке в приборах. В этом случае вся партия заготовок обрабатывается инструментом, предварительно настроенным под заданный размер. Этот метод характерен для серийного и массового производства. На точность обработки влияют многие факторы: погрешность обработки заготовки на станке; погрешности, обусловленные упругим прессованием технологической системы станок-инструмент-заготовка под действием сил резания; погрешности, вызванные неточностью изготовления и износом режущего инструмента; погрешности установки инструмента на комплект, размер; погрешности станка и износ его элементов; погрешности, вызванные термической деформацией технологической системы под воздействием тепла, выделяемого при обработке; деформация заготовки вследствие перераспределения внутренних напряжений