Основы технологии производства и ремонта автомобилей: Методические указания к лабораторным работам

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА И РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ

УЛЬЯНОВСК 2007

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА И РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ Методические указания к лабораторным работам для студентов специальности 19060165 Автомобили и автомобильное хозяйство

Составитель А. Н. УНЯНИН

УЛЬЯНОВСК 2007

УДК 629.113.004.57 (076) ББК 39.33-04 я7 0-75

Рецензент: зам. главного технолога ОАО «Автодеталь-Сервис» канд. техн. наук С. Е. Ведров Одобрено секцией методических пособий научно-методического совета университета

0-75

Основы технологии производства и ремонта автомобилей : Методические указания к лабораторным работам для студентов специальности 19060165 - Автомобили и автомобильное хозяйство / сост. А. Н. Унянин.- Ульяновск : УлГТУ, 2007. - 55 с. Указания разработаны в соответствии с учебными программами дисциплины «Основы технологии производства и ремонта автомобилей». Предназначены для использования студентами всех форм обучения при проведении лабораторных работ по данной дисциплине. Указания подготовлены на кафедре «Технология машиностроения».

УДК 629.113.004.57 (076) ББК 39.33-04 я7

©АН.Унянин, составление.2007 © Оформление. УлГТУ, 2007

3

1. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 1.1. Общие положения На первом лабораторном занятии со студентами проводится инструктаж по технике безопасности в лаборатории технологии машиностроения с после­ дующей регистрацией и личной подписью студента в журнале по технике безо­ пасности. Перед выполнением лабораторной работы в целях исключения травма­ тизма, а также поломки оборудования, технологической оснастки и приборов, каждого студента знакомят с правилами техники безопасности при выполнении соответствующей работы. ЗАПРЕЩАЕТСЯ: - приступать к выполнению лабораторной работы без ознакомления с правилами техники безопасности; - включать оборудование без разрешения учебного мастера или препода­ вателя; - отводить или сметать стружку без применения специальных средств; - касаться движущихся частей механизмов, инструмента и заготовки; - подходить к оборудованию в расстегнутых халатах, с расстегнутыми рукавицами, с незаправленными под головной убор волосами; - заходить за станок в зону сброса стружки; - применять излишние усилия при работе с приборами; - курить и загрязнять помещение лаборатории, портить имущество. СТУДЕНТ ОБЯЗАН: - выполнять только порученную преподавателем работу; - сдавать свое рабочее место учебному мастеру или преподавателю чис­ тым и в полном порядке; - сообщать учебному мастеру или преподавателю о всех неполадках обо­ рудования, приборов до и во время выполнения работы; - знать места расположения и размещения средств пожаротушения и пра­ вила пользования ими; - не вмешиваться в работу студентов, выполняющих другую лаборатор­ ную работу, если это не поручено преподавателем. - перед началом работы заправить одежду, застегнуть рукава, убрать во­ лосы под головной убор; - подготовить рабочее место для безопасной работы, убрать все лишнее с рабочей площади и со станка; - проверить и подготовить к работе технологическую оснастку и прибо­ ры; - проверить целостность заземляющего провода и надежность его кон­ тактов; - проверить исправность светильника местного освещения;

4

- убедиться в отсутствии трещин и сколов на режущей кромке инстру­ мента; - надежно закрепить заготовку и режущий инструмент; - перед включением станка убедиться, что его пуск никому не угрожает; - использовать указанные преподавателем условия и режим обработки и всякое их изменение согласовывать с преподавателем; - для защиты глаз пользоваться защитными очками; - не производить чистку и смазку технологического оборудования, уста­ новку и подналадку режущего инструмента во время работы оборудования. 1.2. Правила техники безопасности при восстановлении деталей наплавкой под флюсом - Перед началом работы проверить надежность заземления, состояние защитного экрана и работу местной вытяжной вентиляции; - во время работы стоять на резиновом коврике толщиной не менее 3 мм; - во время наплавки следить за уровнем флюса в бункере, поскольку по­ сле прекращения подачи флюса дуга становится открытой и может повредить глаза; - при прорыве дуги сквозь флюс необходимо прекратить работу на уста­ новке; - работу производить в очках с защитными стеклами, чтобы обезопасить глаза от отлетающих раскаленных частиц шлака при отделении шлаковой кор­ ки от детали; - при снятии наплавленной детали пользоваться специальными клещами во избежание ожогов. 1.3. Правила техники безопасности при работе на токарных станках - Не измерять размеры вращающейся заготовки; - не наклоняться близко к вращающейся заготовке; - не допускать большого вылета резца; - при наладке станка и при обработке заготовок в ручном режиме отво­ дить суппорт на безопасное расстояние; - н е тормозить рукой или другим способом вращающийся патрон, не поддерживать отрезаемую заготовку рукой; - не снимать и не открывать ограждения и предохранительные устройст­ ва во время работы станка.

5

1.4. Правила техники безопасности при работе на шлифовальных станках - Перед началом работы проверить работу станка при вращении шлифо­ вального круга на холостом ходу; при наличии вибраций, связанных с биением круга, следует остановить станок и сообщить учебному мастеру; - при работе станка запрещается находиться напротив шлифовального круга; - при установке заготовки на центры станка необходимо фиксировать пиноль задней бабки для предотвращения вырыва заготовки в процессе обработ­ ки; - при работе на станке использовать защитное ограждение; - быстрый подвод круга следует производить, располагая его на доста­ точном расстоянии от заготовки, чтобы избежать удара круга о заготовку и ее возможного вырыва; - подвод круга к заготовке следует производить плавно и без рывков; - правку круга производить с разрешения учебного мастера при помощи специальных приспособлений; - обработку заготовок производить с применением СОЖ; при недоста­ точном ее расходе сообщить учебному мастеру. 1.5. Правила электробезопасности - Не производить ремонт электрооборудования, о неисправностях сооб­ щать учебному мастеру или преподавателю; - не снимать ограждения с электрооборудования, не открывать двери электрошкафов; - не касаться неизолированных токоведущих частей оборудования; - знать места расположения автоматов общего отключения и при необхо­ димости отключать с их помощью электрическое питание. 1.6. Правила техники безопасности после окончания работы на тех­ нологическом оборудовании - После окончания работы или при длительных перерывах выключать оборудование; - не вытирать руки обтирочным материалом, загрязненным СОЖ и стружкой; - сдавать рабочее место чистым и в полном порядке.

6

2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Студент допускается к выполнению лабораторной работы только после проверки знания им теоретических положений, цели, задач, содержания и по­ рядка выполнения работы. Студенты, имеющие неудовлетворительные знания, к ее выполнению не допускаются. Студенты, выполняющие лабораторную работу, должны: - изучить правила техники безопасности, касающиеся выполняемой рабо­ ты; - ознакомиться со средствами технологического оснащения; - изучить технику проведения экспериментов и порядок обработки их ре­ зультатов. Результаты работы оформляют в виде отчета на листах формата А4. Первую страницу (титульный лист) оформляют по образцу, приведенно­ му в приложении 1. Содержание последующих страниц отчета приведено в приложениях 2 - 4, 6. Работа считается выполненной после просмотра и подписи отчета препо­ давателем. Выполненная работа защищается перед преподавателем, ведущим заня­ тия.

7

3. РАБОТА № 1. РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ КОНИЧЕСКИХ РЕДУКТОРОВ ВЕДУЩИХ МОСТОВ АВТОМОБИЛЕЙ 3.1. Цель работы Привитие навыков регулирования подшипниковых узлов мостов автомобилей в процессе их изготовления и ремонта. 3.2. Основные понятия о методах и средствах обеспечения предвари­ тельного натяга подшипниковых узлов конических редукторов мостов Конические редукторы мостов автомобилей включают главную передачу и дифференциал. С целью ограничения осевого перемещения шестерни и коле­ са в процессе эксплуатации, исходя из требований к зацеплению в передаче, в процессе сборки создают предварительный натяг подшипниковых узлов. При затяжке гайки ведущей шестерни с определенным крутящим момен­ том возникает осевая сила Ро (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема размерной цепи, регламентирующей натяг в подшипниковом узле ведущей шестерни: 1 - ведущая шестерня; 2 - кольцо регулировочное; 3 - под­ шипник; 4 - прокладка; 5 - втулка

8

Эта сила раскладывается на две неравные силы: большая сила Р\ действу­ ет во «внутреннем» контуре узла, образованном внутренними кольцами под­ шипников и находящимися между ними элементами (кольцо, втулка); меньшая сила F0 действует в «наружном» контуре, образованном корпусом и наружны­ ми кольцами подшипников (см. рис. 3.1). При нагружении деталей подшипникового узла ведущей шестерни осевой силой размеры деталей изменяются за счет их податливости и отличаются от размеров, полученных при изготовлении на операциях механической обработ­ ки. К этому же приводит деформация при выполнении неподвижных соедине­ ний. Так, высота конического подшипника в узле является замыкающим звеном НА размерной цепи, составляющими звеньями которой являются: размер Н\ из­ готовленного подшипника; деформации (увеличение размера) подшипника Н2 и Я3, появляющиеся при установке колец подшипников на вал и в корпус; де­ формация (уменьшение размера) подшипника Щ при нагружении его осевой силой (рис. 3.2). Высота конических подшипников в узле имеет значительную погрешность, не позволяющую обеспечить технические требования (в том чис­ ле, натяг в подшипниковом узле) методами полной или неполной взаимозаме­ няемости. Размерные цепи, с помощью которых решаются задачи обеспечения технических требований, должны учитывать производные размерные цепи, возникающие в результате выполнения неподвижных соединений и силового замыкания.

Рис. 3.2. Схема размерной цепи Н

Следовательно, уравнение размерной цепи, имеющее согласно ГОСТ 16320-80 выражение

где т - число звеньев размерной цепи; А{ - размер /-го составляющего звена цепи (до сборки); - передаточное отношение z-го составляющего звена цепи; С/ - замыкающее звено производной размерной цепи, связанное с изменением размера /-го составляющего звена цепи при выполнении неподвижного соединения; £ - - передаточное отношение размерного параметра CJ

сила, действующая в контуре размерной цепи или ее части; wt - податливость /-

го составляющего звена цепи; ζw/ - передаточное отношение размерного пара-

где ωАi - погрешность составляющего звена Аi, ωci - погрешность замыкаю­ щего звена производной размерной цепи С,i, ωp.wi - погрешность (рассеива­ ние) перемещений (уменьшения размера) звеньев за счет их податливости. Уравнение размерной цепи, регламентирующей предварительный натяг подшипников, имеет вид:

j

ζССi - замыкающее звено производной размерной цепи, связанное с i-м со­ ставляющим звеном основной цепи; Р1 - сила, действующая во «внутреннем» контуре. В конструкции, приведенной на рис. 3.1, натяг в подшипниковом узле обеспечивается методом регулирования за счет неподвижного ступенчатого компенсатора (звено А7). Это звено выполняется в двух вариантах - прокладки с определенным числом ступеней или пакета прокладок различной толщины. Если пренебречь уменьшением звена А2 за счет податливости, то, решив уравнение размерной цепи относительно компенсирующего звена, получим

Для определения в процессе изготовления размера ступенчатого компен­ сатора измеряют размеры Ни В деталей, образующих наружный и внутренний контуры, и нагруженных осевыми силами F0 и Рх соответственно (рис. 3.3). Измеренное значение компенсирующего звена А7 определяют по форму­ ле:

10

Рис. 3.3. Схема измерения размеров Н (а) и В (б) деталей, образующих наружный и внутренний контуры

Ориентируясь на полученное значение А7, подбирают размер неподвиж­ ного ступенчатого компенсатора. В ряде конструкций автомобилей используется бесступенчатое регулиро­ вание натяга с помощью деформируемого распорного элемента (втулки), уста­ навливаемого во внутреннем контуре. Деформируясь, этот элемент компенси­ рует погрешности звеньев размерной цепи. При сжатии этого элемента с определенной осевой силой элемент теряет устойчивость (в точке С); на участке СЕ размеры элемента могут значительно измениться при небольшом увеличении осевой силы Р\\ точка Е соответствует пределу прочности элемента (рис. 3.4). Следовательно, деформируемый распорный элемент выполняет свое слу­ жебное назначение при деформации на участке СЕ, а максимальная возможная компенсация равна ΔlЕ - Δlс.

11

Рис. 3.4. Зависимость деформа­ ции сжатия А£ деформируемого распорного элемента от при­ кладываемой к нему силы Pi

Таким образом, создание необходимого предварительного натяга в под­ шипниковом узле ведущей шестерни с деформируемым распорным элементом достигается при выполнении условий:

где wp.э

min , W p . Э m a x —

минимальная и максимальная податливость распорного

элемента. В процессе изготовления (сборки) бесступенчатое регулирование осуще­ ствляется следующим образом. На измерительной позиции измеряется действи­ тельный момент трения Мтр.д в предварительно собранном наружном контуре (см. рис. 3.3, а), нагруженном силой F0, с передачей информации о Мтр.д на сбо­ рочную позицию. На сборочной позиции устанавливается деформируемый рас­ порный элемент, сальник и осуществляется затяжка гайки. При достижении в контуре момента, равного Мтр.д + ттр., где ттр. - момент сил трения в сальнике, привод затяжки гайки отключается. При регулировании натяга в подшипниковом узле автомобиля в процессе ремонта с использованием неподвижного ступенчатого компенсатора собирают узел, изменяя размер компенсатора, и контролируя момент сопротивления про­ ворачиванию (момент трения) и осевой люфт. При правильной регулировке осевой люфт должен отсутствовать, а момент сопротивления проворачиванию должен находиться в пределах, регламентируемых техническими требования­ ми. При бесступенчатом регулировании натяга затягивают гайку фланца, пе­ риодически контролируя момент сопротивления подшипников проворачиванию ведущей шестерни. Если момент сопротивления окажется ниже нормы, то под­ тягивают гайку. При превышении нормированного значения заменяют распор­ ную втулку, поскольку она получила недопустимо большую деформацию. За­ тем повторяют сборку с соответствующими регулировками.

12

3.3. Содержание работы В процессе выполнения работы студент изучает сборочный чертеж кони­ ческого редуктора моста автомобиля, формулирует служебное назначение ко­ нического редуктора, анализирует технические требования, предъявляемые к редуктору, разрабатывает методы их контроля, выявляет и составляет размер­ ные цепи, с помощью которых решается задача обеспечения натяга подшипни­ ковых узлов дифференциала и ведущей шестерни, составляет схему сборки, выполняет разборку и сборку редуктора, производя при этом регулировку под­ шипников дифференциала и ведущей шестерни, оформляет маршрутную карту сборки. 3.4. Средства технологического оснащения -

Оправки для выпрессовки и запрессовки подшипников. Молоток 0,5 кг, ГОСТ 2310-77. Ключ динамометрический. Динамометр пружинный, ГОСТ 13837-79. Стойка с индикатором часового типа, цена деления 0,001 мм. Тиски с винтовым зажимом.

3.5. Последовательность действий при регулировке подшипников дифференциала редуктора моста автомобиля УАЗ в процессе ремонта - Напрессовывают внутренние кольца подшипников на шейки собранно­ го дифференциала таким образом, чтобы между торцами коробки дифферен­ циала и торцами колец остались зазоры 3,5 ... 4,0 мм (рис. 3.5). - Устанавливают дифференциал в картер, затем прокладку и крышку кар­ тера и, проворачивая крышку, прикатывают подшипники. Затем болтами и гай­ ками соединяют крышку с картером. - Отворачивают болты, снимают крыш­ ку, вынимают из картера дифференциал и щупом замеряют зазоры А и В между торцами колец подшипников и коробкой дифферен­ циала (см. рис. 3.5). - Подбирают пакет прокладок толщи­ ной, рассчитанной по формуле (в мм) S = A+ В + 0,01. - Разделяют подобранный пакет про­ кладок примерно пополам. Снимают внутрен­ ние кольца подшипников дифференциала. УсРис. 3.5. Схема к регулировке танавливают пакеты прокладок на шейки коподшипников дифференциала: 1, робки дифференциала и напрессовывают 4 - внутреннее кольцо подшип- внутренние кольца подшипников до упора, ника; 2 - дифференциал; 3 - ве­ домая шестерня

13

3.6. Последовательность действий при регулировке подшипников ведущей шестерни моста автомобиля УАЗ в процессе ремонта - Напрессовывают на ведущую шестерню 1 (см. рис. 3.1) подшипники. Распорную втулку и регулировочные прокладки располагают между внутрен­ ними кольцами подшипников. - Устанавливают регулировочное кольцо 2 (см. рис. 3.1) ведущей шес­ терни 1. - Запрессовывают ведущую шестерню в сборе с подшипниками в картер до упора. Устанавливают на шестерню маслоотгонное кольцо и фланец и затя­ гивают гайку с моментом 160 ... 200 Н м . При правильно отрегулированном уз­ ле осевой люфт должен отсутствовать, а пружинный динамометр должен пока­ зывать усилие 15 ... 30 Н при проворачивании с его помощью шестерни за от­ верстие во фланце. Для уменьшения натяга добавляют прокладки, для увеличе­ ния - убирают. Используемые размеры прокладок и соответствующие им уси­ лия при проворачивании заносят в протокол. - После окончания регулировки снимают фланец, устанавливают крышку переднего подшипника ведущей шестерни и закрепляют ее болтами. Устанав­ ливают фланец, затягивают и шплинтуют гайку.

3.7. Порядок выполнения работы - Изучают сборочный чертеж моста автомобиля УАЗ и формулируют служебное назначение конического редуктора. - Анализируют технические требования, предъявляемые к редуктору. В случае необходимости вносят дополнения и исправления. - Разрабатывают методы контроля технических требований и приводят соответствующие схемы контроля с описаниями. - Составляют размерные цепи, с помощью которых решаются задачи обеспечения натяга подшипниковых узлов дифференциала и ведущей шестер­ ни. - Составляют схемы разборки и сборки редуктора. - Разбирают редуктор. - Выполняют регулировку подшипников дифференциала. - Выполняют регулировку и сборку подшипников ведущей шестерни. - Выполняют окончательную сборку редуктора. 3.8. Содержание отчета Отчет по работе должен содержать титульный лист, формулировку слу­ жебного назначения изделия, технические требования и схемы контроля, схемы размерных цепей, регламентирующих натяг подшипниковых узлов ведущей шестерни и дифференциала, схемы разборки и сборки редуктора, протокол с

14

размерами прокладок и соответствующими усилиями, маршрутную карту сбор­ ки. 3.9. Вопросы для самопроверки 1) С какой целью создается натяг в подшипниковых узлах конических ре­ дукторов мостов? 2) Какие виды компенсаторов используют в процессе регулирования под­ шипниковых узлов конических редукторов мостов? 3) Какова последовательность действий при регулировании подшипниковых узлов с использованием неподвижного ступенчатого компенсатора? 4) Какова последовательность действий при бесступенчатом регулировании подшипниковых узлов? 5) Каким образом контролируют натяг в подшипниковом узле автомобиля в процессе ремонта? 6) Каким образом размер неподвижного ступенчатого компенсатора влияет на натяг подшипников ведущей шестерни? 7) Какое усилие должен показывать пружинный динамометр при правильно отрегулированном в процессе ремонта натяге в подшипниковом узле ведущей шестерни автомобиля УАЗ? БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 3.1. ГОСТ 23887-79. Сборка. Термины и определения. - М.: Изд-во стан­ дартов, 1982.-С. 2- 16. 3.2. Худобин, Л.В. Разработка технологических процессов сборки в кур­ совых и дипломных проектах: учебное пособие /Л.В. Худобин, В.Ф. Гурьянихин, В.Р. Берзин. - Ульяновск: УлГТУ, 1995. - С. 6 - 36. 3.3. Механизация и автоматизация сборки в машиностроении / А.В. Во­ ронин, И.А. Гречухин, А.С. Калашников и др. - М.: Машиностроение, 1985. С. 1 4 3 - 156. 3.4. Технология автомобилестроения: учебник для вузов / А.Л. Карунин, Е.Н. Бузник, О.А. Дащенко и др./ Под. ред. А.И. Дащенко. - М.: Академический проект: Трикста, 2005. - С. 547 - 575.

15

4. РАБОТА № 2. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ РЕМОНТНОГО ФОНДА 4.1. Цель работы Получение практических навыков минимизации числа контролируемых параметров и определения коэффициентов структурного состава деталей ре­ монтного фонда с применением статистических методов. 4.2. Общие сведения Под дефектом детали понимают всякое отклонение ее параметров от зна­ чений, установленных в нормативно-технической документации. Дефектацию проводят с целью определения технического состояния де­ талей и сортировки в соответствии с техническими требованиями на три груп­ пы: годные, подлежащие восстановлению и негодные. Технические требования на дефектацию содержатся в руководствах по капитальному ремонту автомо­ билей и их сборочных единиц. Они составляются в виде карт, содержащих сле­ дующие сведения о детали: ее наименование и номер, материал, твердость по­ верхностей, перечень возможных дефектов и эскиз детали с указанием мест расположения дефектов, способы выявления дефектов и необходимые для это­ го средства, размеры по рабочему чертежу, допустимые без ремонта размеры, рекомендуемые способы устранения дефектов. Одной из задач, возникающих при дефектации сложных деталей с боль­ шим числом контролируемых параметров, является сокращение числа этих па­ раметров до рационального минимума. Минимизация числа контролируемых параметров возможна, если установлена взаимосвязь дефектов по этим пара­ метрам. Для установления взаимосвязи контролируемые параметры деталей одно­ го типоразмера оценивают в соответствии с техническими требованиями на де­ фектацию, а результаты заносят в следующую таблицу. Результаты обследования деталей партии № № детали X1

Х2

1 2

1 0

0 1

N-1

0 1

1 0

N

Контролируемый параметр Xi ... 0 1 0 0

...

ХK

1 1 0 1

Обозначения, принятые в табл.: К - число контролируемых параметров; Xj - обозначение j-го контролируемого параметра; 0 - значение параметра, при котором деталь считается годной без

16

ремонта; 1 - значение параметра, при котором деталь считается дефектной (подлежащей восстановлению или негодной); N- число деталей в партии. Для оценки взаимосвязи дефектов определяют значения коэффициентов корреляции по каждой паре контролируемых параметров. Число коэффициен­ тов корреляции рассчитывают по формуле:

Для случая парной корреляции коэффициент корреляции можно опреде­ лить по зависимости:

где Кij - оценка корреляционного момента параметров Xi и Xj, σ[Xi] и σ[Xj] средние квадратические отклонения параметров Xi и Xj вычисляемые по зависимостям:

(4.3)

(4.4) где Xik и Xjk - значения i-го и j-го параметра k-й детали; M(Xi) и M(Xj) - ма­ тематическое ожидание i-го и j-го параметра соответственно:

Значение Ktj рассчитывают по формуле:

(4.5) В тех случаях, когда rij> 0,66, можно считать, что между параметрами существует хорошая связь, что позволяет прогнозировать значение одного па­ раметра по значению коррелирующего с ним другого параметра. Определение объемов ремонтного фонда деталей связано с вычислением коэффициентов годности Кr и восстановления деталей Кв. Рассмотрим случай, когда необходимость восстановления определяется износом поверхности детали. За численные значения коэффициентов Кг и Kh можно принять вероятности появления годных деталей и деталей, требующих

17

восстановления, которые можно представить как противоположные несовмес­ тимые события: >

Рг + / » = 1 ,

где Рги Рв- вероятность появления годной и требующей восстановления дета­ ли. Если закон распределения износа какой-либо поверхности детали подчи­ няется закону нормального распределения (что имеет место в большинстве случаев), то задача определения Рг может быть выполнена с помощью функции Лапласа, которая позволяет определить вероятность нахождения случайной ве­ личины, подчиняющейся нормальному закону распределения, в каком-либо ин­ тервале [4.1]. Эта вероятность соответствует площади под кривой распределе­ ния, ограниченной наименьшим и наибольшим допустимыми (без ремонта) значениями размеров (износов):

Здесь Х1 и Х2 - наименьший и наибольший допустимый без ремонта раз­ мер (износ) детали; X - среднее арифметическое значение размера (износа) де­ тали; σ - среднее квадратическое отклонение размера (износа). Pг =Ф(z2)-Ф(z1). (4.7) С целью нахождения характеристик рассеивания размера (износа) в пар­ тии деталей строят практическую кривую распределения. Для этого измеряют размер X всех деталей партии. Износ каждой детали вычисляют по зависимо­ стям: для наружных поверхностей (валов) И = Х В Н -Х; (4.8) для внутренних поверхностей (отверстий) Х-Хон,

И=

(4.9)

где Хвн и Хон - номинальный размер нового (неизношенного) вала и отвер­ стия соответственно. Затем определяют величину рассеивания износа со max

max

где Х

ω = Xmax -Xmin или ω = И

min

,

- максимальный и минимальный размеры изношенных дета­

, Х

лей в партии;

min

-И

max

И

,

min

И

-

максимальный и минимальный износ деталей в

партии. Полученную величину ω делят на несколько равных интервалов, затем определяют частость попадания размеров в интервал ΔХi

где mi - количество размеров, попавших в i-й интервал.

18

По результатам измерений и расчетов составляют таблицы по форме табл. П 2.3 и П 2.4, затем гистограмму и практическую кривую распределения (см. рис.) [4.2]. Основными характеристиками кривой распределения являются: - среднее арифметическое значение размеров изношенных деталей, которое можно рассчитать по зависимости (4.11) где Xt - среднее значение размеров в i-м интервале; l - число интервалов; - выборочное среднее квадратическое отклонение размеров в партии деталей а (4.12)

Рис. Гистограмма (1), практическая (2) и теоретическая (3) кривые распределения размера изношенных деталей

На график практической кривой наносится также теоретическая кривая распределения (например Гаусса). Оценку точности совпадения кривых можно провести при помощи критериев согласия, например, критерия Пирсона [4.3].

19

4.3. Содержание работы В процессе выполнения работы необходимо оценить корреляционную связь между контролируемыми параметрами партии деталей ремонтного фонда и сделать заключение относительно возможности сокращения числа контроли­ руемых параметров. Используя методы математической статистики, необходи­ мо оценить величину рассеивания одного из размеров партии деталей, постро­ ить гистограмму и практическую кривую распределения, подобрать близкую к последней кривую нормального распределения и определить коэффициенты годности и восстановления деталей. 4.4. Средства технологического оснащения - Микрометры МК-25 и МК-50 со стойками. - Партия деталей ремонтного фонда объемом 25 - 50 штук. 4.5. Порядок выполнения работы - Измеряют с помощью микрометра несколько размеров у всех деталей партии и, сравнивая результаты измерений с допустимыми без ремонта разме­ рами, заполняют таблицу по форме табл. П 2.1 приложения. - По формуле (4.1) рассчитывают число коэффициентов корреляции. - Используя зависимости (4.2) - (4.4), находят коэффициенты корреляции по каждой паре параметров, результаты заносят в таблицу по форме табл. П 2.2 приложения. - Отмечают параметры, между которыми существует тесная корреляци­ онная связь. - Измеряют с помощью микрометра один из размеров у всех деталей пар­ тии, результаты измерений заносят в таблицу по форме табл. П 2.3 приложения. - Находят величину рассеивания со размеров (износа) деталей партии и, приняв число интервалов l, рассчитывают величину интервала АХ = со / £. - Производят разбивку деталей по интервалам согласно табл. П 2.3. - По зависимости (4.10) рассчитывают частость /?,; используя данные табл. П 2.4, строят гистограмму и практическую кривую распределения разме­ ра. - По зависимостям (4.11) и (4.12) находят среднее арифметическое значе­ ние и среднее квадратическое отклонение размеров деталей; промежуточные вычисления заносят в табл. П 2.5. - Строят теоретическую кривую нормального распределения и оценивают точность ее совпадения с практической кривой, используя методику, изложен­ ную в учебном пособии [4.2]. - Ориентируясь на наименьший и наибольший допустимый без ремонта размеры детали, определяют аргументы функции Лапласа z\ и zi\ из приложе­ ния [4.2] находят значения функции Лапласа Ф{г{) и Ф(г2) и по формуле (4.7) определяют вероятность появления годной детали Рг. Коэффициент годности Кг

20

принимают равным Рг ; коэффициент восстановления рассчитывают: Кв=1- Кг. Результаты вычислений заносят в табл. П 2.6. 4.6. Содержание отчета Отчет по работе выполняют по форме приложения 2. В выводах по работе необходимо дать предложения по сокращению числа контролируемых параметров; оценить коэффициенты годности и восстановле­ ния детали. 4.7. Вопросы для самопроверки 1) С какой целью проводят дефектацию деталей ремонтного фонда? 2) Какие сведения должны содержать карты дефектации? 3) При каком значении коэффициента корреляции считают, что между кон­ тролируемыми параметрами существует тесная корреляционная связь? 4) Каким образом связаны коэффициенты годности и восстановления дета­ лей? 5) От каких факторов зависит коэффициент корреляции контролируемых параметров? 6) Какой критерий может быть использован для оценки точности совпаде­ ния практической и теоретической кривых распределения размеров изношен­ ных деталей?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 4.1. Масино, М.А. Организация восстановления автомобильных деталей / М.А. Масино. - М.: Транспорт, 1981. - С. 35 - 48. 4.2. Белов, МА Лабораторные работы по технологии машиностроения. Ч. 1. Осно­ вы технологии машиностроения: Учебное пособие / М.А. Белов, А.Н. Унянин, Ю.В. Псигин, О.Г. Крупенников; под общ. ред. Л.В. Худобина. - Ульяновск: УлГТУ, 1997.-С. 1 4 - 2 3 . 4.3. Солонин, И.С. Математическая статистика в технологии машино­ строения / И.С. Солонин. - М.: Машиностроение, 1972. - С. 72 - 78.

21

5. РАБОТА № 3. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ НАПЛАВКОЙ ПОД СЛОЕМ ФЛЮСА 5.1. Цель работы Ознакомление с устройством и работой установки для наплавки под сло­ ем флюса, выбор условий и режима наплавки и исследование зависимостей вы­ ходных параметров процесса от условий его проведения. 5.2. Общие сведения Сущность способа наплавки под слоем флюса заключается в том, что электрическая дуга горит под слоем расплавленного флюса в газовой полости, образующейся между электродной проволокой и восстанавливаемой поверхно­ стью детали, и изолирующей расплавленный металл от атмосферного воздуха [5.1]. Восстанавливаемая деталь цилиндрической формы в процессе наплавки вращается с определенной окружной скоростью Vu (рис. 5.1). Электродная про­ волока 7 автоматически подается в зону наплавки со скоростью Vn и поступа­ тельно перемещается вдоль оси детали 4. Под действием теплоты, выделяю­ щейся при горении электрической дуги 1, плавятся электродная проволока и металл детали, а также часть флюса, попавшего в зону горения дуги. Вокруг этой зоны образуется полость 2, заполненная парами металла, флюса и газами. Их давление поддерживает флюсовый свод 5, образующийся над слоем рас­ плавленного металла, и представляющий собой оболочку из расплавленного флюса.

Рис. 3.1. Схема процесса наплавки: 1 - электрическая дуга; 2 - газовая полость; 3 - наплавленный слой; 4 - восстанавливаемая деталь; 5 - оболочка из жидкого флюса; 6 - устройство для подачи флюса; 7 - наплавочная проволока (элек­ трод); 8 - мундштук

22

Оболочка из расплавленного флюса предохраняет металл наплавки и око­ лошовной зоны от кислорода и азота воздуха и препятствует разбрызгиванию жидкого металла. Благодаря малой теплопроводности расплавленного флюса замедляется процесс охлаждения наплавляемого металла. Это облегчает всплы­ тие на поверхность шлаковых включений и растворенных в металле газов, в ре­ зультате качество наплавленного слоя улучшается. Электрод 7 рекомендуют смещать относительно оси восстанавливаемой детали на величину А, равную 5 ... 8 мм, в сторону, противоположную направ­ лению ее вращения, чтобы затруднить стекание расплавленного металла и флюса с поверхности детали. По мере продвижения дуги происходит остывание расплавленного металла, его кристаллизация и формирование шва в виде вали­ ка (см. рис. 5.1). Жидкий флюс превращается в шлаковую корку, которую затем отделяют от детали. Нерасплавленная часть флюса может быть использована повторно. Достоинствами наплавки под флюсом являются высокая производитель­ ность процесса и качество наплавленного слоя, незначительные потери на угар и разбрызгивание и возможность получения наплавленного слоя большой (до 5 мм) толщины. К недостаткам относятся: невозможность наплавки деталей диаметром менее 40 мм, поскольку расплавленные флюс и шлак не успевают затвердеть и стекают с поверхности детали; нагрев детали до высокой температуры; необхо­ димость применения дорогостоящих флюсов и специальной электродной про­ волоки, что значительно удорожает процесс; затраты времени на такие вспомо­ гательные работы, как приготовление флюса и отбивание шлаковой корки. Наплавку под слоем флюса применяют для восстановления деталей, имеющих значительный износ, или деталей последнего ремонтного размера (наплавка шеек коленчатых и распределительных валов, полуосей и валов ко­ робок перемены передач). Целесообразно наплавлять наружные поверхности деталей вращения диаметром свыше 45 мм. 5.3. Электроды и флюсы для наплавки В качестве электрода используют сварочную и наплавочную проволоку, порошки и прутки для наплавки, порошковую проволоку и наплавочные ленты. Условные обозначения марок сварочной и наплавочной проволок состоят из индекса «Св» (сварочная) и «Нп» (наплавочная) и следующих за ним цифр и букв. Первые две цифры показывают среднее содержание углерода в сотых до­ лях процента. Последующие цифры и буквы указывают на содержание в прово­ локе главных элементов. Легирующие элементы в составе проволоки имеют те же обозначения, что и при маркировке стали, например: Н - никель, С - крем­ ний, Т - титан, Ф - ванадий, X - хром, Ц - цирконий, Ю - алюминий. Если цифра после буквы отсутствует, то это означает, что данный элемент содержит­ ся в небольших количествах (менее одного процента). Буква А в конце услов­ ных обозначений марок низкоуглеродистой и легированной проволок указыва-

23

ет на повышенную чистоту металла по содержанию серы и фосфора. Например, в сварочной проволоке Св-06Х19Н9Т содержится: углерода 0,06 %, хрома 19 %, никеля 9 % и небольшое количество титана. Наплавочные проволоки изготавливают из углеродистой (Нп-30, Нп-40 и др.), легированной (Нп-30ХГСА, Нп-30Х5 и др.) и высоколегированной стали (Нп-4Х13, Нп-60ХЗВ10Ф и др.). Для восстановления деталей из среднеуглеродистых и малоуглеродистых сталей применяют малоуглеродистые (Св-08 и Св-15), марганцовистые (Св-08Г, Св-15Г, Св-10Г2) и кремниемарганцовистые (Св-12Г2С) проволоки и ленты. Детали из легированных сталей наплавляют специальными легированными проволоками (Нп-30ХГСА, Св-ЗХ13, Св-2Х13 и ДР-)Флюсы, применяемые для автоматической наплавки, по способу приго­ товления делятся на плавленые и неплавленые (керамические). Плавленые флюсы получают путем сплавления компонентов шихты в электрических или плазменных печах с последующей грануляцией. В зависимости от преобла­ дающего содержания легирующих элементов эти флюсы делятся на высоко­ кремнистые (SiO2 > 30 % ) , низкокремнистые (SiO2 < 30 % ) , марганцовистые (MgO > 2 %). В ремонтном производстве наиболее широко используют марган­ цовистые и высококремнистые флюсы, позволяющие получить наплавленный слой твердостью 300 ... 400 НВ. Включение в плавленые флюсы графита и ферросплавов позволяет легировать наплавленный металл кремнием, марган­ цем, углеродом, хромом, никелем, титаном и т.д. Неплавленые (керамические) флюсы представляют собой механическую смесь легирующих, раскисляющих и шлакообразующих компонентов, соеди­ ненных в общую массу жидким стеклом. Эти флюсы содержат до 50 % неокисленных элементов, что значительно расширяет возможность легирования на­ плавленного слоя. К недостаткам керамических флюсов относятся их сравни­ тельно высокая стоимость и значительные потери легирующих элементов, так как часть их остается в шлаковой корке. 5.4. Условия и режим наплавки При назначении условий и режима наплавки исходят из размеров детали, формы восстанавливаемой поверхности, величины ее износа и качества на­ плавленного слоя. Для получения требуемой твердости наплавленного слоя необходимо, в первую очередь, правильно подобрать марку электродной проволоки и флюса (приложение 3). Вылет электрода, особенно при наплавке тонкой проволокой, влияет на глубину проплавления и форму шва. С увеличением вылета электрода умень­ шается глубина проплавления и возрастает доля наплавленного металла в шве. Ориентировочно величину вылета можно определить как l= (10-12)d, (5.1) где d - диаметр проволоки, мм.

24

Величину смещения электрода (см. рис. 5.1) определяют по формуле [5.2]: A= (0,05-0,07)D, (5.2) где D - диаметр восстанавливаемой поверхности детали, мм. Электрод рекомендуют наклонять под углом 6 ... 8° в сторону, совпа­ дающую с направлением вращения детали, что позволяет получить валик пра­ вильной геометрической формы. При больших значениях угла появляются «непровары» по краям валика. К элементам режима наплавки относятся: сила I сварочного тока, ско­ рость Vn подачи электродной проволоки и окружная скорость (частота враще­ ния) детали. Силу тока назначают в зависимости от диаметра D детали (рис. 5.2) или толщины стенки в месте наплавки. С увеличением тока увеличивается объем жидкой ванны, возрастает глубина Н проплавления детали, но ширина валика В (см. рис. 5.1) изменяется незначительно. Это приводит к увеличению высоты h валика.

100

200

300

400 500 600 мм 800 D —• Рис. 5.2. Зависимость силы сварочного тока I от диаметра детали D: пунктирные линии - граница зоны допустимых значений, заштрихованная зона - зона оптимальных значений

Увеличение тока приводит к повышению устойчивости горения дуги, по­ вышению вероятности деформации деталей и проплавления тонкостенных де­ талей, увеличению доли основного металла и, соответственно, уменьшению концентрации легирующих компонентов в наплавленном слое. При выборе силы тока по рис. 5.2 следует ориентироваться на заштрихо­ ванную зону; пунктирным линиям соответствуют допустимые значения силы

25

тока. По назначенной силе тока подбирают диаметр электродной проволоки (табл. 5.1). Таблица 5.1 Зависимость между силой тока и диаметром электродной проволоки Сила тока I, А

90 ... 100

120... 300

160 ... 400

180 ...450

220 ... 500

Диаметр электрод­ ной проволоки d, мм

1,2

1,6

2,0

2,5

3,0

Скорость подачи электродной проволоки при наплавке (м/ч) [5.2]:

где dH - коэффициент расплавления (наплавки), г/(А ч), dH = (14 ... 18) г/(А ч); 3 j - плотность материала проволоки, г/см . Окружная скорость детали (м/ч):

где А - толщина наплавленного слоя, мм (в зависимости от величины износа принимается равной (1 ... 4) мм); S - величина продольной подачи наплавочной головки на оборот детали (шаг наплавки), мм (принимается равной (2 ... 6) диа­ метрам проволоки [5.2]). -1 Частота вращения наплавляемой детали (мин ):

Рассчитанные и принятые параметры режима наплавки корректируют в соответствии с технологическими возможностями установки для наплавки. По скорректированным параметрам вычисляют основное технологиче­ ское время наплавки (мин) [5.3]: (5.6) 2

где F = πd2 /4 - площадь поперечного сечения шва (валика), мм ; L - длина шва, мм; кп - коэффициент разбрызгивания металла (kп = 0,9); kс - коэффици­ ент, учитывающий сложность работы (кс =1 при автоматической сварке (на­ плавке) и ручной сварке (наплавке) плоскостей сверху; кс = 1,5 при ручной на­ плавке цилиндрических деталей диаметром 40 ... 50 мм и сварке на горизон­ тальной плоскости снизу; кс = 1,3 при ручной наплавке цилиндрических дета­ лей диаметром более 50 мм и сварке на вертикальной плоскости). Длину L наплавленного шва определяют по формуле: L = π D n, (5.7) где п - количество швов на наплавляемой поверхности:

26

(5.8)

n = b/S, где b - длина наплавляемой поверхности, мм. Назначение режима наплавки производят согласно табл. 5.2.

Таблица 5.2 Режим наплавки цилиндрических деталей [5.2] Диаметр детали D, мм 50 ... 60 65 ... 75 80 ... 100 150 ... 200 250 ... 300

Сила тока I, А, при диаметре электрод­ ной проволоки d, мм 2,0-2,5 1,2-1,6 120-140 140-160 150-170 180-220 180-220 230-280 230-250 300-350 270 - 300 350-380

Окружная Скорость На­ скорость подачи пряже­ детали VH, электрода ние, В м/ч Vn, м/ч 26-28 16-24 77 26-28 16-28 87 28-30 16-30 104 30-32 16-32 140 30-32 16-35 200

Продоль­ ная пода­ ча S, мм/об 3 3,5-4,0 4 5 6

5.5. Качество наплавленного слоя Наиболее распространенным дефектом наплавки, существенно снижаю­ щим эксплуатационные характеристики поверхностного слоя, являются трещи­ ны, возникающие как в наплавленном слое, так и в основном материале. Веро­ ятность возникновения трещин определяется химическим составом и физикомеханическими свойствами основного и наплавочного материалов, режимом наплавки и условиями охлаждения. В наплавленном слое могут также появляться поры, вызванные загрязне­ нием наплавочных материалов, их влажностью, применением чрезмерно боль­ ших токов и длины дуги. Подрезы, шлаковые включения, наличие «несплавле­ ний» вызываются в основном неправильно назначенным режимом или его не­ соблюдением. 5.6. Содержание работы Студент выполняет работу согласно выданному преподавателем варианту задания. Студент назначает и рассчитывает условия и режим наплавки, а затем экспериментально исследует, как влияет на толщину h наплавленного слоя и его качество один из элементов режима наплавки (/, VH, Vn или S). 5.7. Средства технологического оснащения - Заготовки-валики, материал - сталь 45, 180 ... 190 НВ. - Проволока сварочная Св. 15 ГСТЮЦА Ø 1,6 мм ГОСТ 2246-70. - Флюс АП-20П ГОСТ 9087-81.

27

- Штангенциркуль ШЦ-1 ГОСТ 166-89, 0 - 1 2 5 мм. - Головка наплавочная вибродуговая ОКС-6569М. - Секундомер. Головка смонтирована на суппорте 1 токарно-винторезного станка 1К62 (рис. 5.3). Перед наплавкой заготовку 2 закрепляют в патроне станка. Для уста­ новки заготовки относительно большой длины дополнительно используют центр, закрепленный в задней бабке станка. Для придания мундштуку 6 и проволоке 10 колебательного движения от­ носительно заготовки служит вибратор 9. Ид

Рис. 5.3. Схема установки для наплавки под флюсом: 1 - суппорт токарного станка 1К62; 2 - заготовка; 3 - флюсопровод; 4 - флюс; 5 - бункер; 6 - мундштук; 7 - привод переме­ щения проволоки; 8 - катушка; 9 - вибратор; 10 - проволока

5.8. Порядок выполнения работы - Изучают конструкцию и порядок работы на установке для наплавки. - Определяют условия и режим наплавки: силу тока, скорость подачи электродной проволоки; окружную скорость и частоту вращения детали; вели­ чины вылета и смещения электрода, используя данные табл. 5.1 - 5.3 и зависи­ мости (5.3)-(5.5).

28

Таблица 5.3 Твердость наплавленного слоя в зависимости от материала проволоки и марки флюса [5.1] Материал детали Сталь 40 Сталь 40 Сталь 40 Сталь 40 Сталь 40Х Сталь 40

Марка электродной проволоки Нп-ЗОХГСА Нп-65, Нп-80 Св-08 Св-08 Нп-ЗОХГСА Св-08

Марка флюса АН-348А АН-348А АН-348А Полуметаллический АН-348А АНК-18

Твердость наплав­ ленного слоя 280 ...300НВ 280 ...300НВ 170 ...220НВ 400 ...500НВ 280 ...300НВ 40 ...43 HRC

- По формуле (5.6) рассчитывают основное технологическое время на­ плавки. - Подготавливают установку для наплавки к работе. - Подготавливают деталь к наплавке (поверхность детали очищают от за­ грязнений, смазки и ржавчины). - Устанавливают назначенные силу сварочного тока, скорость подачи электродной проволоки, частоту вращения детали, величины вылета и смеще­ ния электрода. - Устанавливают деталь в патрон станка и (при необходимости) на зад­ ний центр, замеряют ее диаметр и производят наплавку, проводя не менее трех Э параллельных опытов и контролируя основное технологическое время Г0 . - Устанавливают значение одного из элементов режима (по согласованию с преподавателем) на 10 ... 20 % ниже, а затем на 10 ... 20 % выше назначенно­ го и производят наплавку, проводя не менее трех параллельных опытов и кон­ 3 тролируя основное технологическое время Го . - Измеряют диаметр наплавленной детали и вычисляют толщину наплав­ ленного слоя hэ как полуразность диаметров после и до наплавки, усреднив значения параллельных опытов. - Оценивают качество наплавленного слоя, визуально (или с использова­ нием магнитного дефектоскопа) контролируя на наплавленной поверхности на­ личие трещин, пор, подрезов, шлаковых включений и т.д. - Заносят полученные результаты в таблицу, выполненную по форме табл. П 3.1. - Определяют расхождение между расчетным Т0 и экспериментальным э T0 значениями основного технологического времени наплавки и оценивают причины его возникновения. - Систематизируют полученные результаты и строят необходимые гра­ фики. - Вывод по работе заносят в отчет (приложение 3).

29

5.9. Содержание отчета Вторую (после титульной) и последующие страницы отчета выполняют в соответствие с приложением 3. В выводах по работе сравнивают расчетные и экспериментальные значе­ ния основного технологического времени наплавки, оценивают расхождение и анализируют его причины, а также обсуждают полученные зависимости тол­ щины наплавленного слоя и параметров его качества от элементов режима на­ плавки. 5.10. Вопросы для самопроверки 1) С какой целью в зону наплавки подается флюс? 2) Какую толщину наплавленного слоя можно получить при наплавке под слоем флюса? 3) Почему невозможно произвести наплавку деталей диаметром менее 40 мм? 4) С какой целью и на какую величину рекомендуют смещать электрод от­ носительно оси восстанавливаемой детали? 5) Какие факторы определяют скорость подачи электродной проволоки при наплавке? 6) Какие факторы определяют окружную скорость детали при наплавке? 7) В зависимости от каких факторов назначают силу тока при наплавке? БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 5.1. Сварка в машиностроении: Справочник. В 4 т. / Редкол. Г.А. Никола­ ев и др. - М.: Машиностроение, 1978. Т. 2 / Под ред. А.И. Акулова, 1978. - С. 9 -32. 5.2. Восстановление автомобильных деталей: Технология и оборудование / В.Е. Канарчук, А.Д. Чигринец, О.Л. Голяк, П.М. Шоцкий. - М.: Транспорт, 1995.-С. 140-148. 5.3. Дюмин, И.Е. Ремонт автомобилей / И.Е. Дюмин, Г.Г. Трегуб // Под ред. И.Е. Дюмина. - М.: Транспорт, 1998. - С. 101 - 110.

30

6. РАБОТА № 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМА ТОЧЕНИЯ НАПЛАВЛЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ НА КАЧЕСТВО ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ 6.1. Цель работы Получение практических навыков оценки влияния режима точения на­ плавленных деталей на качество обработанной поверхности. 6.2. Обработка наплавленных поверхностей заготовок точением Предварительную обработку наплавленных поверхностей восстанавли­ ваемых деталей типа «ступенчатый вал» осуществляют точением. В условиях ремонтного производства обработку производят на универ­ сальных токарных станках, используя схемы обработки, приведенные на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Схемы обработки при точении резцами: а - прямым проходным правым; б - отогнутым проходным; в - проходным упорным; г - подрезным правым

Токарные резцы имеют определенную форму и углы режущей части: пе­ редний угол у, задний угол а, угол заострения β, а также главный и вспомога­ тельный углы в плане φ и φ1 (рис. 6.2). Углы выбирают в зависимости от марки обрабатываемого материала, условий и режима обработки, жесткости техноло­ гической системы. Для изготовления резцов наиболее широко используют быстрорежущие стали, твердые сплавы, композиционные материалы [6.1]. Быстрорежущие стали - это легированные инструментальные стали с вы­ соким содержанием вольфрама. Маркируются буквами и цифрами, например: Р12, Р9К9, Р6М5, Р6М5К5 и др. Цифра после буквы «Р» указывает на среднее содержание вольфрама в процентах. Остальные буквы и цифры означают то же, что и в марках легированных сталей.

31

Рис. 6.2. Углы проходного резца

Твердые сплавы выпускаются чаще в виде сменных пластинок различных форм и размеров, получаемых методом порошковой металлургии (прессовани­ ем и спеканием). Основой для них служат порошки карбидов тугоплавких ме­ таллов (вольфрама, титана, тантала), сцементированных кобальтом. Выпуска­ ются три группы твердых сплавов: вольфрамовые - ВК (ВКЗ, ВК4, ВК6 и др.) для обработки чугунных заготовок, титановольфрамовые - ТК (Т5К10, Т15К6 и др.) и титанотанталовольфрамовые - ТТК - для обработки стальных заготовок. В обозначениях марок твердых сплавов используют буквы: В - карбид вольф­ рама, К - кобальт, первая буква Т - карбид титана, вторая буква Т - карбид тан­ тала. Цифры после букв указывают на содержание компонентов в процентах; остальное в сплаве - карбид вольфрама. Композиционные материалы (природные и синтетические алмазы) обла­ дают самой большой из известных в природе материалов твердостью, тепло­ стойкостью (до 850 °С) и низким коэффициентом трения. Однако алмазы обла­ дают повышенной хрупкостью и интенсивно изнашиваются при резании чер­ ных металлов. Последнее свойство объясняется диффузией углерода алмаза в железе при высокой температуре. Поэтому алмазные резцы при точении заго­ товок из черных металлов не применяют. Кубический нитрид бора (КНБ) по твердости приближается к алмазу, но вдвое превосходит его цо теплостойкости и обладает химической инертностью к углероду и железосодержащим материалам. Поэтому КНБ используют при обработке заготовок, обладающих высокой твердостью. Элементами режима резания при точении являются глубина резания t, подача S и скорость резания V [6.1].

где D и d - размеры обрабатываемой и обработанной поверхности соответст­ венно, мм. Подача S (мм/об) - величина перемещения инструмента за один оборот заготовки.

32

Скорость резания определяют по формуле

где п - частота вращения заготовки, об/мин. Режимы резания назначают на основании исходных данных: чертежа де­ тали, размеров и материала заготовки, типа, материала и геометрии инструмен­ та, а также паспортных данных станка в следующем порядке: 1. Определяют глубину резания t, мм. 2. Назначают подачу S, мм/об и корректируют ее, исходя из данных стан­ ка, принимая ближайшую из имеющихся на станке. 3. Скорость резания V рассчитывают или назначают по нормативным таб­ лицам в зависимости от свойств обрабатываемого материала, принятых значе­ ний глубины резания и подачи. 4. Определяют частоту вращения заготовки по формуле

Nрез

Затем подбирают ближайшее меньшее или большее (если оно не превы­ шает на 5 % расчетное) значение п по станку. 5. По принятой частоте вращения по формуле (6.2) рассчитывают дейст­ вительную скорость резания. 6. При предварительной обработке с большими значениями t и S выпол­ няют проверку режима по мощности, соблюдая условие: Nшп, (6.4) где Nрез и Nmu - мощность, необходимая на резание и мощность на шпинделе станка соответственно, кВт. Предварительную обработку наплавленных деталей рекомендуют выпол­ нять резцами с пластинами из твердого сплава с углами: у = 8... 1 0 ° , а = 1 0 . . . 15°Д = 65...75°. Применение в качестве материала инструмента поликристаллических сверхтвердых материалов позволяет существенно увеличить производитель­ ность обработки и улучшить качество обработанных деталей. При выборе ре­ жима обработки наплавленных наружных цилиндрических поверхностей дета­ лей можно ориентироваться на данные, приведенные в табл. 6.1. В качестве критериев оценки технологической эффективности токарных операций используют: составляющие Рy и Рz силы резания, износ резца по зад­ ней и передней поверхностям, период стойкости резца, параметры качества, в том числе шероховатости обработанной поверхности. К высотным параметрам шероховатости относятся: среднее арифметиче­ ское отклонение профиля Ra, мкм; высота неровностей профиля по десяти точ­ кам Rz, мкм; наибольшая высота неровностей Rmax. Шероховатость измеряют с помощью профилометров или профилографов.

33

Таблица 6.1 Режимы обработки наплавленных деталей [6.2] Твердость наплавленного слоя, HRC До 30

30...45 Свыше 45

Материал режу­ щей части инструмента Т15К6 Т17К8 ВК60М СТИМ-3Б СТИМ-3Б ПСТМ Киборит

Глубина t, мм 2 ... 3

Режимы резания Подача S, мм/об 0,1 ... 0,4

Скорость V, м/мин 90 ... 120

2 ... 3

0,1 ... 0,2

130 ... 170

1,5 ... 2

0,2

100

1,5 ... 2

0,2 ... 0,25

120 ... 130

Значительное влияние на шероховатость оказывает подача S и скорость резания V. При исследовании влияния какого-либо входного параметрах (например, подачи S или скорости резания V) на критерий технологической эффективности операции Y (например, параметр шероховатости) на основе экспериментальных данных определяют Y = f (X), называемые эмпирическими формулами (зависи­ мостями). Процесс подбора эмпирических формул включает графическую обработ­ ку результатов исследований, в ходе которых ориентировочно выбирают тип формулы, и вычисление параметров формул (коэффициентов). Изменение параметров качества следует, в первую очередь, описывать наиболее простыми функциями, к которым относится линейная Y=A+BX, (6.5) где АиВ- постоянные коэффициенты. Для определения коэффициентов А и В можно, в частности, использовать графический метод (рис. 6.3). Для этого на график наносят экспериментальные точки и строят прямую линию так, чтобы она проходила по возможности ближе ко всем точкам (см. рис. 6.3). Параметр А определяют как ординату точки пересечения прямой с осью У, а тангенс угла наклона прямой к оси ОХ (см. рис. 6.3):

Для определения параметров А и tg а можно применить также другой гра­ фический метод. В уравнение (4.5) под­ ставляют координаты двух крайних точек прямой линии графика. Получают систе­ му двух уравнений, из которых вычисля­ ют коэффициенты AnB = tga.

Рис. 6.3. Графическое изображение коэффициентов эмпирического урав­ нения

34

Пример. Подобрать эмпирическую формулу, если при исследовании про­ цесса получены следующие результаты (табл. 6.2). Таблица 6.2 Значения входного и выходного параметра процесса Значения входного параметра х,

Значения выходного параметра Y,

Х1

Х2

Х3

X4

Х5

X6

Х7

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

12,1

19,2

25,9

33,3

40,5

46,4

54,0

Графический анализ показывает, что в прямоугольных координатах точки расположены вблизи от прямой линии. Подставив крайние значения парамет­ ров (Х\9 Y\, Х7, Y7) в уравнение (6.5), получим систему из двух уравнений: Аo + 0,7A1 = 54,0; Аo + 0,1A1 = 12,1, откуда A1 = 41,9 / 0,6 = 69,8 и Аo= 12,1-0,1 -69,8 = 5,12. Эмпирическая формула примет вид Y=5,12 + 69,8 X. 6.3. Содержание работы В процессе выполнения лабораторной работы студент назначает условия и режим точения, проводит исследование влияния указанных преподавателем элементов режима резания на качество обработанной поверхности детали. 6.4. Средства технологического оснащения - Токарный станок модели 1Е611. - Заготовки - валики с наплавленной поверхностью. - Профилограф-профилометр мод. 201. 6.5. Порядок выполнения работы - Выбирают марку материала и углы режущей части резца. - Определяют глубину резания t, ориентируясь на данные табл. 6.1. - Назначают подачу S, ориентируясь на данные табл. 6.1, и корректируют ее по данным станка. - Рассчитывают или назначают скорость резания V.

35

- Определяют частоту вращения заготовки п по формуле (6.3) и коррек­ тируют ее по данным станка. - По формуле (6.1) рассчитывают действительную скорость резания V. - При необходимости выполняют проверку режима по мощности. - Изучают устройство токарного станка. - Ориентируясь на согласованный с преподавателем входной параметр процесса резания, влияние которого на качество обработки предстоит изучить, устанавливают диапазон его варьирования и значения параметра X1, X2 ... Xn. Среднее значение диапазона варьирования должно соответствовать на­ значенному по нормативам значению, максимальное и минимальное значения его не должны отличаться от среднего более, чем на 30 %. - С помощью учебного мастера обрабатывают наплавленные поверхно­ сти, контролируя выходные параметры процесса, выбранные в качестве крите­ риев оценки технологической эффективности операции точения. Результаты измерений заносят в табл. П 4.1. - Для каждого выходного параметра подбирают коэффициент А и tg а линейной функции (6.5), используя графический метод или составляя систему двух уравнений. Дают заключение относительно влияния входного параметра на выход­ ные. 6.6. Содержание отчета Отчет по лабораторной работе выполняют по форме приложения 4.1. В выводах по работе необходимо проанализировать полученные резуль­ таты. 6.7. Вопросы для самопроверки 1) Какими методами рекомендуют осуществлять предварительную обработ­ ку наплавленных поверхностей? 2) Какие материалы служат для изготовления режущей части инструмента используемого для обработки наплавленных поверхностей? 3) В зависимости от каких факторов выбирают углы токарных резцов? 4) В какой последовательности назначают элементы режима резания на­ плавленных поверхностей? 5) Какие параметры используют в качестве критериев оценки технологиче­ ской эффективности токарных операций? 6) На что указывают цифры после букв в обозначениях марок твердых спла­ вов? 7) На что указывают цифры после букв в обозначениях марок быстрорежу­ щих сталей? 8) В зависимости от каких факторов выбирают скорость резания? 9) Какие факторы оказывают доминирующее влияние на шероховатость об­ работанных поверхностей?

36

10) деталей?

Какие параметры служат для оценки шероховатости обработанных

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 6.1. Грановский, Г.И. Резание металлов: Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов / Г.И. Грановский, В.Г. Грановский. - М.: Высш. шк., 1985. - С . 2 2 - 2 7 , 154-160. 6.2. Восстановление автомобильных деталей: Технология и оборудование / В.Е. Канарчук, А.Д. Чигринец, О.Л. Голяк, П.М. Шоцкий - М.: Транспорт, 1995.-С. 266-269.

37

7. Работа № 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМА ШЛИФОВАНИЯ НАПЛАВЛЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ НА КАЧЕСТВО ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ 7.1. Цель работы Получение практических навыков оценки влияния режима шлифования наплавленных деталей на качество обработанной поверхности. 7.1. Обработка заготовок наплавленных деталей шлифованием Окончательную обработку наплавленных поверхностей восстанавливае­ мых деталей осуществляют шлифованием. В условиях ремонтного производства обработку деталей типа «ступенча­ тый вал» производят на круглошлифовальных станках, используя два основных способа: многопроходное с продольной подачей и врезное шлифование. Главным движением при всех способах шлифования является вращение шлифовального круга. Рабочую (окружную) скорость круга (скорость резания) определяют по формуле [7.1, 7.2]:

где D - диаметр шлифовального круга, мм; п - частота вращения круга, мин" . Скорость вращения заготовки детали рассчитывают по зависимости [7.1, 7.2]:

где Dx - максимальный диаметр обрабатываемой поверхности (диаметр заго­ товки при круглом наружном шлифовании), мм; n1 - частота вращения заготов­ -1 ки, мин . Многопроходному шлифованию с продольной подачей подвергают заго­ товки деталей, имеющие обрабатываемые поверхности сравнительно большой длины L (L > H, где Н - высота шлифовального круга). Обрабатываемая заго­ товка перемещается вдоль своей оси со скоростью продольной подачи Snp. В конце двойного или каждого хода шлифовальный круг перемещают в направ­ лении, перпендикулярном оси заготовки, на величину, равную поперечной по­ даче Sn. Перебеги, во избежание образования «завалов» по краям обработанной поверхности детали, должны быть равными 11 = l2 = 0,3H(рис. 7.1, а). Один или несколько проходов выполняют без поперечной подачи (выха­ живающие проходы), что позволяет повысить точность и уменьшить высотные параметры шероховатости обработанной поверхности. При обработке с врезной подачей шлифовальный круг перемещается в направлении, перпендикулярном оси заготовки, со скоростью врезной подачи Vs. В конце цикла шлифования подачу выключают и осуществляют выхажива-

38

ние в течение определенного времени (рис. 7.1, б). Этот метод более произво­ дителен в сравнении со способом шлифования с продольной подачей. Точность

Рис. 7.1. Схемы способов круглого наружного шлифования: а, б - с продольной и врезной подачей соответственно; 1 - шлифовальный круг; 2 - заготовка

в значительной степени зависит от макрогеометрии рабочей поверхности шли­ фовального круга, поэтому круг необходимо править чаще, чем при обработке с продольной подачей. Этим способом осуществляют обработку поверхностей относительно небольшой длины (L < Н). Перед назначением режима шлифования выбирают характеристику шли­ фовального круга, его форму и размеры. Материал абразивного зерна, твер­ дость и связка круга определяются маркой материала шлифуемой заготовки и его твердостью. Зернистость круга зависит, в первую очередь, от требуемых параметров микрогеометрии обработанной поверхности. Окончательную обра­ ботку наплавленных поверхностей заготовки рекомендуют осуществлять кру­ гом из электрокорунда белого, зернистостью 25 ... 40, твердостью СМ2 ... С1 на керамической связке [7.3]. Режим шлифования выбирают по нормативам [7.1 - 7.3]. При этом ориен­ тируются на материал заготовки и его твердость, группу обрабатываемости это­ го материала шлифованием, размеры шлифуемой поверхности детали, допуск выдерживаемого размера, параметры шероховатости обработанной поверхно­ сти, припуск на обработку, тип и модель станка. Окончательное шлифование поверхностей заготовок, наплавленных элек­ тродной проволокой Св-08Г, Нп-65Г, Нп-30ХГСА, рекомендуют осуществлять, используя следующие режимы: рабочая скорость шлифовального круга VK = 35 м/с; скорость заготовки V3 = 20 ... 25 м/мин; режущая способность шлифоваль­ 3 ного круга Qm = 1000... 1500мм /мин [7.3]. Скорость врезной подачи, соответствующая оптимальной режущей спо­ собности шлифовального круга при круглом наружном шлифовании, опреде­ ляют по зависимости:

39

где D1 и L - диаметр заготовки и длина обрабатываемой поверхности, мм. Следует иметь в виду, что скорость врезной подачи при окончательном шлифовании не должна превышать Vs = 0,15 мм/мин [7.3]. С целью снижения погрешности геометрической формы и высотных па­ раметров шероховатости обработанной поверхности в конце цикла шлифования рекомендуется осуществлять выхаживание в течение 0,10 ... 0,15 мин. Для восстановления режущей способности шлифовального круга произ­ водят его правку. Правку круга при круглом наружном шлифовании осуществ­ ляют методом обтачивания, используя следующие режимы [7.1, 7.2]: при прав­ ке алмазом - 6 проходов со скоростью продольной подачи Vsп = 0,3 м/мин и по­ перечной подачей Sn = 0,02 мм/дв. ход, а также 4 выхаживающих прохода (без поперечной подачи); при правке алмазно-металлическим карандашом - 4 про­ хода при Vsn= 0,4 м/мин и Sn = 0,03 мм/дв. ход и 4 выхаживающих прохода. В качестве критериев оценки технологической эффективности операций шлифования используют: 1) критерии, учитывающие производительность об­ работки; 2) критерии, учитывающие качество обработанных деталей; 3) крите­ рии, одновременно учитывающие производительность обработки и качество обработанных деталей. К критериям первой группы относятся: режущая способность шлифо­ вального круга, коэффициент шлифования, составляющие силы шлифования, удельная мощность шлифования, скорость изнашивания шлифовального круга, период стойкости круга, контактная температура и др. В качестве критериев второй группы используют параметры шероховатости обработанной поверхно­ сти, отклонение формы, величину и знак остаточных напряжений в поверхно­ стном слое материала детали, дефекты поверхности в виде прижогов, трещин и др. Критерии третьей группы имеют сложную структуру и используются редко. Шероховатость поверхности характеризуется высотными и шаговыми па­ раметрами. К высотным параметрам относятся: Ra - среднее арифметическое отклонение профиля (мкм); Rz - высота неровностей профиля по десяти точ­ кам (мкм); Rmax - наибольшая высота неровностей (мкм). Шаговые парамет­ ры: Sm - средний шаг неровностей (мм); St - средний шаг по вершинам про­ филя (мм); tp - относительная опорная длина профиля. Показателями откло­ нения формы цилиндрических поверхностей являются овальность и огранка, которые являются характеристиками комплексного показателя - отклонения от круглости поперечного сечения поверхности. Радиальную Ру и касательную Pz составляющие силы шлифования при круглом наружном шлифовании измеряют с помощью тензометрических дат­ чиков, наклеенных на центры для установки заготовки. Сигнал с датчиков уси­ ливается усилителем и регистрируется с помощью осциллографа или компью­ тера. Размерный износ Ик шлифовального круга измеряют с помощью индика­ торной головки, закрепленной на стойке, установленной на столе шлифоваль­ ного станка (рис. 7.2).

40

Рис. 7.2. Схема измерения износа шлифовального круга: 1 2 - индикаторная головка; 3 - стойка; 4 - стол станка

шлифовальный круг;

Шероховатость поверхности измеряют с помощью профилометров или профилографов. Для измерения параметров, характеризующих отклонение формы цилиндрических поверхностей, применяют кругломеры. Для определе­ ния наличия прижогов применяют травление обработанных поверхностей, маг­ нитные дефектоскопы и др. Период стойкости шлифовального круга определяют: 1) выходом размера шлифованной детали за пределы поля допуска вследствие потери кругом гео­ метрической формы; 2) выходом параметров шероховатости детали за заданные пределы; 3) недопустимым повышением температуры шлифования и увеличе­ нием, в связи с этим, вероятности появления структурных изменений или при­ жогов на шлифованной поверхности. При исследовании влияния на критерии эффективности технологической операции двух и более входных параметров (варьируемых факторов), напри­ мер, элементов режима обработки, с целью сокращения общего количества экс­ периментов используют многофакторное планирование. При постановке полно­ го факторного эксперимента (ПФЭ) каждый уровень одного входного парамет­ ра комбинируется со всеми уровнями других параметров. Для получения ли­ нейной модели, связывающей какой-либо критерий технологической эффек­ тивности с входными параметрами, число уровней варьирования всех входных К параметров принимается равным двум. Такие планы называются ПФЭ типа 2 , где К- число исследуемых параметров. При составлении матрицы планирования ПФЭ переходят к кодированным значениям параметров, используя зависимость:

где Х{ - кодированное значение параметра; Xt - значение параметра на верх­ нем или нижнем уровне варьирования; X0i - значение параметра на нулевом

42

Табличное значение критерия Кохрена принимают в зависимости от чис­ ла степеней свободы f1 = N, f2 = т - 1 и выбранного значения доверительной вероятности р (р = 95 % при уровне значимости q = 5 %). Если Gp < GTабл, то ги­ потезу воспроизводимости опытов принимают, в противном случае - отверга­ ют. Уравнение регрессии, описывающее взаимосвязь критерия эффективно­ сти с входными параметрами при К = 2 имеет вид: у = b0 + b1 Х1 + b2Х2 + b12Х1Х2, (7.9) где b0, b1, b2, b12 - коэффициенты регрессии. Коэффициенты регрессии определяют умножением значений yv на Xvi в кодовых обозначениях с последующим делением полученного произведения на число точек в плане матрицы, т.е. по формуле

где i - номер фактора. Дисперсию ошибки определения коэффициента регрессии определяют по формуле

2

где S {y} - дисперсия параметра оптимизации.

Среднеквадратическое отклонение дисперсии ошибки определения коэф­ фициента регрессии 6, определяют по зависимости:

Для оценки значимости коэффициентов регрессии для каждого из них вычисляют значение критерия Стьюдента ti по формуле:

Принимают уровень значимости q = 5 % (р = 95 % ) , определяют число степеней свободы f3 = N(m - 1) и находят критическое значение tKp (табл. П 5.3). Если ti, > tкр, то коэффициент bi признается статистически значимым, в против­ ном случае - статистически незначимым. Если какой-либо коэффициент ока­ жется статистически незначимым, то он может быть исключен без пересчета остальных коэффициентов.

43

Проверку адекватности полученного уравнения регрессии проводят по результату расчета критерия Фишера и сравнения его с табличным значением (табл. П 5.4):

2 где S aд - оценка дисперсии адекватности:

где l - число значимых коэффициентов регрессии (включая b0); yv - математи­ ческое ожидание параметра оптимизации, подсчитанное по уравнению регрес­ сии. Табличное значение критерия Фишера Fкp находится для уровня значимо­ сти q = 5 % (р = 95 %) и числа степеней свободы f4 = (N - l) и f3 = N (т - 1. Если F
Круглошлифовальный станок модели ЗМ151. Заготовки - валики с наплавленной поверхностью. Профилограф-профилометр мод. 201. Кругломер мод. ВЕ-20. Тензометрические центры для установки заготовки в процессе шлифо­

-

Индикаторная головка 1МИГ мод. 05301. Усилитель 8АНЧ-26. Светолучевой осциллограф «Нева-МТ-1». Компьютер.

вания.

7.5. Порядок выполнения работы - Назначают припуск, используя данные табл. П 5.1. - Назначают характеристику шлифовального круга, его рабочую скорость K V и окружную скорость заготовки V3. - Рассчитывают частоту вращения заготовки щ из формулы (7.2).

44

- По формуле (7.3) рассчитывают скорость врезной подачи заготовки V . - Назначают время выхаживания. - Назначают режим правки шлифовального круга. - Корректируют элементы режима шлифования, руководствуясь паспорт­ ными данными станка. - Изучают устройство шлифовального станка. - Ориентируясь на согласованные с преподавателем входные параметры процесса, составляют матрицу планирования, которая для двух параметров имеет вид табл. П 6.1. Значения параметров на основном уровне должны соот­ ветствовать назначенным условиям и режиму шлифования. - С помощью учебного мастера обрабатывают наплавленные поверхности заготовок, контролируя выходные параметры процесса, выбранные в качестве критериев оценки технологической эффективности операции шлифования. Ре­ зультаты измерений заносят в табл. П 6.1. - По зависимостям (7.6) и (7.7) вычисляют средние значения критерия эффективности yv и дисперсии Sv в каждой точке плана; результаты заносят в табл. П 6.1. - Используя зависимость (7.8), вычисляют критерий Кохрена и сравни­ вают его с табличным; осуществляют оценку гипотезы воспроизводимости опытов. - рассчитывают коэффициенты регрессии по зависимости (7.10). По фор­ мулам (7.11) - (7.14) рассчитывают дисперсию параметра оптимизации, дис­ персию ошибки, среднеквадратическое отклонение дисперсиии ошибки и кри­ терий Стьюдента. Результаты расчетов заносят в табл. П 6.2. - Осуществляют оценку значимости коэффициентов регрессии, сравнивая вычисленные значения критериев Стьюдента с табличными. - По формулам (7.15) и (7.16) определяют оценку дисперсии адекватно­ сти и критерий Фишера. Дают заключение относительно адекватности полу­ ченного уравнения регрессии.

7.6. Содержание отчета Отчет по лабораторной работе выполняют по форме приложения 6. В выводах по работе необходимо проанализировать полученные резуль­ таты. 7.7. Вопросы для самопроверки 1) Какими методами рекомендуют осуществлять окончательную обработку наплавленных поверхностей? 2) Какие движения реализуются при многопроходном шлифовании с про­ дольной подачей? 3) Какие движения реализуются при шлифовании с врезной подачей?

45

4) Для чего необходима правка шлифовального круга? 5) Какие критерии используют для оценки технологической эффективности операций шлифования? 6) Для чего необходимо осуществлять выхаживание в конце цикла шлифо­ вания? 7) Каким образом определяется период стойкости шлифовального круга?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 7.1. Абразивная и алмазная обработка материалов. Справочник / Под ред. А.Н. Резникова. - М.: Машиностроение, 1977. - 391 С. 31 - 41, 69 - 76. 7.2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. / Под ред. A.M. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. - М.: Машино­ строение, 2001. Т 2. С. 587 - 604. 7.3. Восстановление автомобильных деталей: Технология и оборудование / В.Е. Канарчук, А.Д. Чигринец, О.Л. Голяк, П.М. Шоцкий. - М.: Транспорт, 1995.-С. 266-269. 7.4. Методика выбора и оптимизации контролируемых параметров техно­ логических процессов: РДМУ 109-77. М.: Изд-во стандартов, 1978. - С. 3 - 57.

46

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ОБРАЗЕЦ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА ОТЧЕТА

Ульяновский государственный технический университет

Кафедра «Технология машиностроения»

Лаборатория технологии машиностроения

Студент Группа Дата

ОТЧЕТ по лабораторной работе № (название лабораторной работы)

Задание:

Работу выполнил (подпись студента)

Работу принял (подпись преподавателя)

47

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ВТОРАЯ И ПОСЛЕДУЮЩИЕ СТРАНИЦЫ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 2 Эскиз детали

Таблица П 2.1 № детали

X1

Результаты обследования деталей партии № Контролируемый параметр X2 ... ... Xi

Xk

1 2 ... N

Таблица П 2.2 Результаты расчета коэффициентов корреляции 2 1 ... Номер коэффициента ••• ••• Обозначение коэффициента rij r12 r13 Значение

... ...

S rk-1 k

Параметры с тесной корреляционной связью:

Таблица П 2.3 изношенных деталей партии №

Результаты измерения размера № детали

Размер, мм

№

интервала

№ детали

Размер, мм

1 2 N

max

Максимальный размер Х : min Минимальный размер Х Величина рассеивания ω

max

:

Максимальный износ И : min Минимальный износ И :

№

интервала

48

Таблица П 2.4 Результаты обработки измерений размера (износа) деталей партии № № интервала

Предельные значения разме­ ров в интервале, мм

Средние значе­ ния размеров в интервале Xh мм

Количество раз­ меров в интер­ вале

Частость pi

1 2 i

Гистограмма, практическая и теоретическая кривые распределения

Таблица П 2.5

Таблица П 2.6 Результаты расчета коэффициентов годности и восстановления деталей Kг Ф(z2) Ф(z2) Kв Z1 Z2

Выводы:

49

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ВТОРАЯ И ПОСЛЕДУЮЩИЕ СТРАНИЦЫ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 3 Таблица П 3.1 Результаты исследований

№ опыта

I,А

VH, м/мин

v„,

м/мин

S, мм/об

1 2 N

Графики

Выводы:

h,

мм

э

T0,

To

мин

мин

Параметры, характеризу­ ющие качество наплав­ ленного слоя

Выходные параметры

Входные параметры

50

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 ВТОРАЯ И ПОСЛЕДУЮЩИЕ СТРАНИЦЫ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 4 Таблица П 4.1 Результаты измерений критериев, характеризующих качество обработанной поверхности Номер опыта

Значения входного параметра Хi

Значения выходного параметра Yx 1

Yi

2

Yi

1 2 3 • « •

п

Эмпирические формулы для выходных параметров

Выводы:

...

k

Yi

51

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 5 Таблица П 5.1 Припуск на круглое наружное шлифование [7.2] Диаметр заготов­ ки, мм 30 ... 50 50 ... 80 80 ... 120 120 ... 180

Длина заготовки, мм св. 100 до 300 0,45/0,45 0,5/0,5 0,55/0,55 0,6/0,7

до 100 0,4/0,4 0,45/0,45 0,5/0,6 0,6/0,65

св. 300 до 500 0,5/0,5 0,55/0,55 0,6/0,7 0,65/0,75

Таблица П 5.2 Значения критерия Кохрена Стабл при доверительной вероятности р = 95 %

2 0,9750 8709 7679 6838 6161 5612 5157

1 0,9985 9669 9065 8412 7808 7271 6798

2 3 4 5 6 7 8

Значения критерия Стьюдента f3

m-1 3 0,9392 7977 6841 5981 5321 4800 4377

f2=

fi-N

tкр

f3

tKp

4 0,9057 7457 6287 5440 4803 4307 3910

5 0,8772 7071 5895 5063 4447 3974 3595

Таблица П 5.3 при доверительной вероятности р = 95%

tкр

f3

tкр

f3

tкр

1

12,706

9

2,622

17

2,110

25

2,060

2

4,302

10

2,228

18

2,101

26

2,059

3

3,182

11

2,201

19

2,093

27

2,052

4

2,776

12

2,179

20

2,086

28

2,048

5

2,570

13

2,160

21

2,079

29

2,045

6

2,446

14

2,145

22

2,074

30

2,042

7

2,365

15

2,131

23

2,069

32

2,036

8

2,306

16

2,119

24

2,064

34

2,032

52

Таблица П 5.4 Значения критерия Фишера tKp при доверительной вероятности р = 95% /4

/з

1

2

3

4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

0,00619 0,05402 0,09874 0,12972 0,15133 0,16702 0,17884 0,18805 0,19541 0,20143 0,20643 0,21065 0,21426 0,21739 0,22012 0,22252 0,22465 0,22656 0,22827 0,22982 0,23122 0,23251 0,23368 0,23476 0,23575 0,23667 0,23753 0,23832 0,23906 0,23976 0,24041 0,24102 0,24159 0,24213 0,24264 0,24312 0,24358

0,00501 0,05263 0,10469 0,14400 0,17283 0,19443 0,21109 0,22427 0,23494 0,24373 0,25111 0,25738 0,26277 0,26746 0,27157 0,27520 0,27843 0,28133 0,28394 0,28630 0,28845 0,29041 0,29222 0,29387 0,29540 0,29682 0,29814 0,29937 0,30051 0,30158 0,30259 0,30353 0,30442 0,30526 0,30605 0,30680 0,30751

0,00464 0,05218 0,10780 0,15171 0,18486 0,21021 0,23005 0,24593 0,25890 0,26967 0,27875 0,28651 0,29321 0,29905 0,30419 0,30875 0,31281 0,31647 0,31976 0,32275 0,32547 0,32796 0,33025 0,33236 0,33431 0,33612 0,33780 0,33936 0,34083 0,34220 0,34349 0,34469 0,34583 0,34691 0,34792 0,34889 0,34980

0,00445 0,05196 0,10968 0,15654 0,19260 0,22057 0,24270 0,26056 0,27525 0,28752 0,29791 0,30683 0,31455 0,32131 0,32727 0,33257 0,33730 0,34156 0,34541 0,34891 0,35210 0,35502 0,35771 0,36019 0,36249 0,36462 0,36660 0,36845 0,37018 0,37180 0,37332 0,37475 0,37610 0,37737 0,37858 0,37972 0,38080

f3 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

1 0,24401 0,24442 0,24481 0,24519 0,24554 0,24588 0,24620 0,24651 0,24681 0,24709 0,24736 0,24762 0,24787 0,24811 0,24835 0,24857 0,24878 0,24899 0,24919 0,24938 0,24957 0,24975 0,24993 0,25009 0,25026 0,25041 0,25057 0,25072 0,25086 0,25100 0,25114 0,25127 0,25140 0,25152 0,25164 0,25176 0,25187 0,25199 0,25210 0,25220 0,25230

2 0,30818 0,30882 0,30943 0,31001 0,31056 0,31109 0,31160 0,31208 0,31254 0,31298 0,31341 0,31382 0,31421 0,31458 0,31495 0,31530 0,31563 0,31596 0,31627 0,31657 0,31686 0,31715 0,31742 0,31768 0,31794 0,31819 0,31843 0,31866 0,31889 0,31910 0,31932 0,31953 0,31973 0,31992 0,32011 0,32030 0,32048 0,32065 0,32082 0,32099 0,32115

Окончание табл. П 5.4 3 4 0,35066 0,38183 0,35149 0,38280 0,35227 0,38373 0,35301 0,38462 0,35373 0,38547 0,35441 0,38627 0,35505 0,38705 0,35568 0,38779 0,35627 0,38849 0,35684 0,38917 0,35739 0,38983 0,35792 0,39045 0,35842 0,39106 0,35891 0,39164 0,35938 0,39219 0,35983 0,39273 0,36026 0,39325 0,36068 0,39375 0,36109 0,39423 0,36148 0,39470 0,36185 0,39515 0,36222 0,39558 0,36257 0,39601 0,36291 0,39641 0,36324 0,39681 0,36357 0,39719 0,36388 0,39756 0,36418 0,39792 0,36447 0,39827 0,36475 0,39861 0,39894 0,36503 0,36530 0,39926 0,36556 0,39958 0,36581 0,39988 0,36606 0,40017 0,36630 0,40046 0,40074 0,36653 0,36676 0,40101 0,36698 0,40128 0,36720 0,40153 0,36741 0,40179

54

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 ВТОРАЯ И ПОСЛЕДУЮЩИЕ СТРАНИЦЫ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 5 Таблица П 6.1 Результаты измерений критериев оценки технологической эффективности операции шлифования Действительные значения Номер исследуемых опыта параметров Х1 Х2

Кодированные значения исследуемых параметров Х2 Х1

1

-1

-1

2

+1

-1

3

-1

+1

4

+1

+1

Среднее Результаты значение Дис­ измерения выход­ выход­ персия ных параметров ного па­ 2 раметра sv vm ... y yv1

Результаты оценки гипотезы воспроизводимости опытов Таблица П 6.2 Результаты проверки адекватности полученных моделей Критерий Ко эффициенты оценки регрессии техноло­ гической b1 0 b b2 b12 эффектив­ ности 1. 2.

Дисперсия Дисперсия Критерий параметра ошибки Стьюдента оптимиза­ 2 2 S {b0} S {b1} ции 2 2 2 S {b2} S {b12} t0 t1 t2 tn S {y}

Результаты оценки значимости коэффициентов регрессии

Результаты оценки адекватности полученного уравнения регрессии

Выводы

* Количество таблиц по форме табл. П5.1 должно соответствовать количеству критериев оценки технологиче­ ской эффективности

ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Техника безопасности при выполнении лабораторных работ

3

2. Методика выполнения лабораторных работ. Общие положения ..

6

3. РАБОТА № 1. Регулирование подшипниковых узлов конических редукторов ведущих мостов автомобилей

7

4. РАБОТА № 2. Статистическая оценка состояния деталей ремон­ тного фонда

15

5. РАБОТА № 3. Восстановление изношенных деталей автомоби­ лей наплавкой под слоем флюса

21

6. РАБОТА № 4. Исследование влияния режима точения наплавплавленных деталей на качество обработанной поверхности

30

7. РАБОТА № 5. Исследование влияния режима шлифования наплав­ ленных деталей на качество обработанной поверхности

37

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Образец титульного листа отчета

46

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Вторая и последующие страницы отчета по лабораторной работе № 2

47

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Вторая и последующие страницы отчета по лабораторной работе № 3

49

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Вторая и последующие страницы отчета по лабораторной работе № 4

50

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Справочные материалы к лабораторной работе № 5

51

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Вторая и последующие страницы отчета по лабораторной работе № 5

54

Учебное издание

Основы технологии производства и ремонта автомобилей Методические указания Составитель УНЯНИН Александр Николаевич

Подписано в печать 06.09.2007. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 3, 26 Тираж 100 экз. Заказ 1192 Ульяновский государственный технический университет 432027, г. Ульяновск, ул. Сев. Венец, д. 32 . Типография УлГТУ, 432027, г. Ульяновск, ул. Сев. Венец, д. 3 2 .