Технология машиностроения

Учреждение образования

«Белорусский государственный

технологический университет»

ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Методические указания

по выполнению лабораторных работ

по одноименному курсу для студентов специальностей

1-36 05 01 «Машины и оборудование лесного комплекса»,
1-36 07 01 «Машины и аппараты химических производств
и предприятий строительных материалов»

Минск 2009

УДК 621 (075.8)

ББК 34.5я 73

Т38

Рассмотрены и рекомендованы к изданию редакционно-издательским советом университета

 

Составитель

Рецензент

доктор технических наук, профессор кафедры

технологии машиностроения БНТУ

По тематическому плану изданий учебно-методической литературы университета на 2009 год. Поз. 22.

Для студентов специальностей 1-36 05 01 «Машины и оборудование лесного комплекса», 1-36 07 01 «Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов».

© УО«Белорусский государственный технологический университет», 2009

Лабораторная работа № 2

Исследование точности обработки

на плоскошлифовальном станке

Цель работы – практическое освоение расчетно-аналитического
и опытного статистического методов определения погрешностей обработки при шлифовании плоских поверхностей деталей машин.

Работа рассчитана на два академических часа.

Общие положения

Шлифование наружных плоскостей корпусных деталей применяется, в основном, как окончатель­ная отделочная обработка для повышения чистоты и точности обрабатываемых поверхностей. Шлифо­вание выполняется на плоскошлифовальных станках с прямолинейным или круглым столами. Станки с круглым столом обеспечивают более высокую производительность в связи с непрерывностью процесса шлифования. Шлифование плоских поверхностей выполняется периферией плоского круга, торцом ча­шечного круга или торцовой поверхностью сегментного круга. Сборочные сегментные круги применя­ются для обдирочного шлифования наружных плоскостей. Припуск, снимаемый за один рабочий ход, может составлять при этом до 4 мм.

При абразивной обработке на точность влияет размерный износ шлифовального круга и случайные погрешности в результате действия большого количества несвязанных между собой факторов. Случай­ные погрешности вызывают рассеяния размеров в партии деталей, обработанных при одних и тех же условиях. В результате размерного износа шлифовального круга происходит смещение центра группи­рования размеров деталей и смещение уровня настройки станка. Погрешность обработки деталей на шлифовальном станке определяется по формуле

ω = 6σ + Δсм,

где σ – среднее квадратичное отклонение размеров при обработке деталей, зависящее от случайных факторов; Δсм – смещение уровня настройки станка (смещение центра группирования размеров) вследствие влияния систематических факторов.

Методические указания

Для проведения лабораторной работы используется плоскошлифовальный станок модели ЗГ71 с прямоугольным столом 5 (рис. 2.1), совершающим возвратно-поступательное перемещение от гидроци­линдра, расположенного в станине. Закрепление обрабатываемых деталей производится с помощью магнитной плиты 12, присоединяемой винтами к столу. На станине смонтирована стойка 9, несущая шлифовальную бабку 10 с горизонтальным шпинделем шлифовального круга 11, закрытого кожухом 7. От механизма подач, встроенного в станину, шлифовальной бабке сообщаются поперечная подача (по­сле каждого рабочего хода стола) и вертикальная подача (после каждого рабочего хода по снятию при­пуска со всей обработанной поверхности деталей). Шпиндель получает вращение от электродвигателя, встроенного в шлифовальную бабку. Работа механизмов подач осуществляется от гидроцилиндров, в которые поступает масло от гидростанции 13, управляемой от панели 2.

 

Рис. 2.1. Плоскошлифовальный станок с прямоугольным столом

Ручное перемещение стола (в продольном направлении) осуществляется маховиком 3, а шлифо­вальной бабки (в вертикальном) – маховиком 8.

Подача смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) обеспечивается от бачка с насосом 14. Во время работы магнитная плита с обрабатываемой деталью закрывается кожухом 6. Включение и выключение станка производится с пульта управления 4.

Для обработки на шлифовальном станке используется комплект из 16 заготовок с размерами 40×60 мм. Измерение обработанных деталей выполняется микрометром с точностью 0,01 мм.

Заготовки на электромагнитной плите плоскошлифовального станка устанавливаются в соответствии со схемой, показанной
на рис. 2.2.

 

Рис. 2.2. Схема расположения заготовок на магнитной плите

плоскошлифовального станка:

1 – электромагнитный стол; 2 – заготовка

Рекомендуется назначать режим шлифования в следующих пределах: глубина шлифования 0,02–0,04 мм; скорость продольного перемещения стола 8–12 м/мин; поперечная подача за каждый ход стола 1–4 мм.

Среднее квадратическое отклонение размеров для партии заготовок определяется по формуле

,

где n – количество обрабатываемых заготовок в партии; xi – текущее значение обрабатываемого размера; – центр группирования действительных размеров заготовок данной партии.

Смещение уровня настройки, обусловленное износом шлифовального круга, определяют по формуле

,

где u0 – относительный износ шлифовального круга (0,03–0,04 мкм/км); l – путь резания, м.

Путь резания

,

где Dk – диаметр шлифовального круга, мм; nk – частота вращения шлифовального круга, мин-1; B – ширина шлифования, мм; z – припуск на сторону, мм; n – количество деталей в настроечной партии, шт/; nc – число двойных ходов стола, дв. х./мин; Sn – подача круга на один двойной ход стола, мм/дв. х.; t – глубина шлифования, мм.

Суммарная погрешность обработки партии пластин, определяемая опытно статистическим методом, представляет собой сумму величин: поля рассеивания и смещения настройки вследствие износа шлифовального круга.

При нормальном распределении фактическое поле рассеивания размеров обработанных на станке деталей

ωф = 6σср,

где σср – среднее квадратическое отклонение в выборках

,

где .

Фактическое смещение центра настройки станка на размер

,

где и – центры группирования погрешностей контролируемого параметра, определяемые по мгновенным выборкам соответственно
в начальный (1-я выборка) и конечный моменты обработки партии деталей (последняя выборка).

Сравнение значений теоретического Δи и практического Δсм смещений уровня настройки производится по формуле

.

Пример построения диаграммы точности обработки приведен на рис. 2.3.

 

Рис. 2.3. Диаграмма точности обработки

Порядок выполнения работы

1. Определить суммарную погрешность обработки расчетно-аналитическим методом:

а) рассчитать путь резания, необходимый для обработки шестнадцати пластин;

б) рассчитать погрешность обработки, обусловленную износом шлифовального круга.

2. Определить суммарную погрешность обработки опытно-статистическим методом:

а) установить на электромагнитной плите станка шестнадцать пластин;

б) настроить плоскошлифовальный станок на заданный размер по первой заготовке;

в) прошлифовать в один проход все детали на заданных режимах;

г) измерить обработанные детали по рядам: 1-й ряд – 1-я выборка; 2-й ряд – 2-я выборка и т. д.;

д) определить в каждой выборке , σ, и σср.

е) рассчитать поле рассеивания размеров от случайных факторов;

ж) рассчитать смещение уровня настройки;

з) определить суммарную погрешность обработки.

4) Построить диаграмму точности обработки.

5) Проанализировать полученные результаты.

6) Составить отчет.

Содержание отчета

1. Название работы.

2. Содержание задания и оснащение.

3. Эскиз установки заготовок на станке.

4. Режимы обработки.

5. Определение погрешности обработки расчетно-аналитическим методом.

6. Результаты измерения фактической точности обработки
на плоскошлифовальном станке.

7. Определение ω и в каждой выборке.

8. Определение фактического смещения центра настройки станка.

9. Сравнение расчетных и экспериментальных данных.

10. Диаграмма точности обработки.

11. Выводы.

Контрольные вопросы

1. Как определить фактическое поле рассеивания размеров
при распределении их по закону Гаусса?

2. Как строится диаграмма точности?

3. Как определить погрешность смещения расчетным и экспериментальным методами?