Конспект лекций по дисциплине Технологическая подготовка производства (842029), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Достаточное условие обеспечения заданной точности:Хmin ≤ Х ≥ Хmax,где Хmax - Хmin = δ, Х – номинальное значение получаемого параметра; Хmax – максимальное значение получаемого параметра; Хmin – минимальное значение получаемогопараметра.Изделия, погрешность изготовления которых больше заданного допуска, являются браком. Заданная точность изделия обеспечивается соответствующим выборомоборудования, методами обработки, оптимизацией и стабилизацией режимов, точностью технологического процесса.Деталь следует обрабатывать так, чтобы ее размеры, форма, качество поверхности и другие заданные чертежом условия были выдержаны.
Однако в процессе изготовления положение заготовки изменяется по отношению к инструменту, и возникаетотклонение действительных размеров или положений поверхности по отношению кзаданным по чертежу (нагревается инструмент и заготовка; под действием сил резания деформируется заготовка, приспособление, инструмент; происходит износ инструмента в процессе обработки и т.п.). Причиной несоответствия показателей качествадетали требованиям чертежа являются неизбежные отклонения реального технологи4142ческого процесса от расчетного (идеального). Такие отклонения называются первичными погрешностями.Например, в производстве полупроводниковых приборов используют кремниевые или германиевые пластины. В результате резки полупроводниковых слитков получают заготовки, которые подвергаются последующей обработке (шлифовке, полированию).
Вследствие возникающих погрешностей действительные размеры полупроводниковых пластин (толщина), положение поверхностей и другие параметры обрабатываемых заготовок отличаются друг от друга. Если разброс параметров готовыхизделий находится в пределах допусков по чертежу, то обрабатываемые детали считаются годными.Основные причины погрешностей изготовления деталей. Основными причинами погрешностей изготовления деталей являются:- неточность оборудования в ненагруженном состоянии и под нагрузкой;- неточность изготовления режущего инструмента и его износ;- погрешность установки заготовки;- погрешность установки инструмента;- погрешность измерения.Неточность оборудования в ненагруженном состоянии и под нагрузкой. В соответствии с ГОСТом «Нормы точности станков» допускаются отклонения в размерах деталей и узлов станка из-за неточности их изготовления (например, прямолинейность, плоскостность и параллельность направляющих станины должны быть впределах 0,02 мм на длине 1000мм).
Если точность станка не обеспечивает требуемойточности обработки детали, то нужно производить обработку на станке повышеннойточности или применять «плавающие» инструменты (например, развертки, метчики идр.). Такие инструменты связаны со станком не жестко и располагаются относительно детали так, чтобы стружка снималась равномерно со всех сторон.При выполнении технологических операций, связанных, например, с шовнойконтактной роликовой сваркой, используются сварочные ролики, которые в результате проходящего по ним электрического тока нагреваются, что приводит к их объемному и линейному расширению.
При этом изменяется первоначальное положение инструмента.Неточность изготовления режущего инструмента и его износ. Инструментыизготовляются с определенными отклонениями размеров. Поэтому, заменяя один инструмент на другой с другим допуском, работа выполняется с другой точностью.Чтобы не происходило изменения размеров желательно обработку вести одним и темже инструментом, т.е. стойкость инструмента должна быть большой.При износе инструмента изменяется размер обрабатываемых поверхностей.Чтобы износ инструмента был меньшим, нужно увеличить их стойкость. Увеличениестойкости достигается применением новых марок быстрорежущих сталей и заменой4243последних твердыми сплавами; работой на расчетных режимах резания; различными методами упрочнения.Погрешность установки заготовки.
При установке заготовок в приспособление на установке положение их должно быть одинаковым относительно ранее установленного инструмента. Из-за погрешности установки положение заготовки изменяется и обрабатываемые поверхности получаются неодинаковыми. Для уменьшенияэтой погрешности технолог должен применять все меры (проектирование оснастки,отрабатывать приемы, обучать операторов и рабочих).Погрешность установки инструмента. При износе инструмента приходитсяперемещать его по отношению к обрабатываемым поверхностям или заменять другим. Вновь устанавливаемый инструмент, аналогичный заменяемому, не может абсолютно точно занять положение предыдущего, поэтому его необходимо устанавливатьпо шаблонам или упорам (приспособлениям), однако иногда это происходит в неудобном положении и поэтому возникают неточности установки.Погрешности измерения.
Измерительные инструменты и устройства изготовляют с определенной точностью, но инструменты изнашиваются и деформируются отвоздействия внешней среды (температуры, влажности и др.); имеются также и субъективные погрешности в оценке показаний приборов. Поэтому размеры детали, измеренные в одном и том же сечении несколько раз, получаются разными.Применение статистических методов для анализа точности изготовления деталей. Для разбраковки изделий на годные и бракованные используются пассивные методы контроля.
С целью анализа точности изготовления деталей партиями, предупреждения появления брака и управления технологическими процессами используют статистические методы анализа и текущего активного контроля.Различают точность отдельно взятой детали и точность изготовленной партиидеталей. Точность отдельной детали оценивается отклонениями показателей качества непосредственно по результатам измерений. При измерении показателей качества партии деталей одни и те же показатели разных деталей отличаются своими значениями.
Такое наблюдаемое различие формируемых показателей качества называетсярассеянием или разбросом. Точность изготовления при наличии рассеяния контролируемых показателей качества можно оценить с помощью вероятностных статистических характеристик, основными из которых являются среднее арифметическое значение параметра; диапазон рассеяния; характеристики рассеяния значений параметроввнутри диапазона и др.Среднее арифметическое дискретное значение параметра:‾x =( x1 + x2 +…+ xN ) /N,где x1, x2,…, xN – действительные числовые значения параметра; N – число измерений,k4344‾x = ∑ xi nxi / N,i=1где k – число групп совпадающих значений параметра; nxi – частота появления значения xi.
Для непрерывно меняющейся величины вместо среднего арифметическогозначения используют математическое ожидание:x2Mx = ∫ xy dx.x1Практический диапазон рассеяния ∆р параметров определяется как разностьмежду наибольшим xmax и наименьшим xmin значениями параметров партии деталей:∆р = xmax - xmin.Середина поля рассеяния mx параметра относительно заданного чертежом номинального значения xном равна:mx = ‾x - xном.Характер рассеяния значений параметров внутри диапазона наглядно представляют кривые распределения (рис.1.13), из которых 1- гистограмма; 2 - теоретическаякривая вероятности; 3 – полигон распределения или практическая кривая распределения.
Для аппроксимации реальных кривых распределения используют законы,имеющие различные описания, например, закон Киши описывается уравнением y = A(1 + x2); биквадратный закон - y = A exp (-x4); формула Симпсона - y = A(1 + ׀x ) ׀приA ≤ 1 и др.Для большинства технологических процессов при отсутствии влияния доминирующих факторов, нарушающих правильное их течение, распределение погрешностей подчиняется закону Гаусса:y= A ℮ - (x – ‾x )2 / 2 σ2,где y - плотность вероятности; x – случайная величина (значение параметра качествадетали); σ – среднее квадратическое отклонение, определяемое для дискретных значений по формуле; А – некоторый параметр. Для закона Гаусса А = 1 / σ √2π,kσ = √ ∑ (xi - x) nxi / N,i=1для непрерывных значений:x2σ = √ ∫ x2 y dx.x1Существенных отступлений от этого закона можно ожидать тогда, когда средидействующих факторов имеется один или несколько доминирующих во времени поопределенным законам.4445Приведенные характеристики оценивают общую суммарную погрешность изготовления, которую можно представить как погрешность, вызванную несколькимиодновременно действующими факторами.
Каждый фактор вызывает первичную погрешность, отличную от суммарной погрешности.Методы обеспечения заданной точности изделий. В единичном производстветочность изделий обеспечивается высокой квалификацией рабочего. В серийном имассовом производствах точность изготовления деталей во многом определяется квалификацией технолога, который должен выбирать рациональный технологическиймаршрут, оборудование, оснастку, соответствующие вспомогательные материалы,режимы обработки, методы контроля и др.
Для обеспечения точности при выполнении операций технолог обязан знать причины, вызывающие погрешности обработки,и способы их устранения.При изготовлении деталей для обеспечения точности используют метод пробных проходов и промеров и метод автоматического получения параметров.Метод пробных проходов и промеров состоит в том, что операция выполняетсяв несколько приемов (переходов).
После выполнения каждого перехода производитсяпромежуточный контроль параметра. Так продолжается до тех пор, пока не получатнеобходимое значение параметра.Например, для получения отверстия овальной формы в деталях, толщиной более 3мм, применяют методы расточки, последовательно приближаясь к значению параметра, указанного в чертеже.
После каждого прохода инструмента полученныйразмер контролируют.Метод довольно точный, но малопроизводительный, используется в единичноми мелкосерийном производстве для универсального оборудованияи в массовом производстве, как правило, не применяется.Метод автоматического получения параметра основан на том, что оборудование предварительно настраивается на требуемый параметр.Например, настройка оборудования для герметизации корпусов микросхемшовной контактной роликовой сваркой (рис.1.14) осуществляется путем подбора режимов на образцах.
Одним из показателей качества герметизации является ширинасварного шва (зависит от типа корпуса). Если принять за настроечный размер а´н(рис.1.15), то при герметизации партии корпусов часть изделий, равная по количеству3σ, уйдет в брак (заштрихованная часть) (рис.1.16). Следовательно, минимальный настроечный размер а´н min необходимо увеличить на 3σ:а´н min = аmin + 3σ,где аmin – минимальное значение ширины сварного шва.Аналогично для определения максимальной границы настроечного размера а´нmах = аmах - 3σ,где аmах – максимальное значение ширины сварного шва.4546В этом случае допуск на настройку δ´ = δн - 6σ. Так как настройка ведется по 3…5 образцам, то математическое ожидание имеет разброс в соответствии с6σ--------,где m – значения замеров ширины сварного шва образцов.выражением√m6σЭто обстоятельство требует ужесточения допуска на настройку δ´ = δн - ----- .3σ√mан min = аmin + 3σ + ------;√m3σан mах = аmах + 3σ + ------;√m6σδн = δ - 6σ ----- .√mаmах + аminВ общем виде: ан = ---------------- ± 0,5 δн .2В процессе герметизации сварочные ролики нагреваются и изнашиваются, аширина сварного шва увеличивается, поэтому необходимо через определенное количество изделий производить поднастройку (процесс восстановления первоначальноустановленного настроечного размера).Процесс поднастройки состоит в реставрации сварочных роликов, которуюможно проводить вручную с помощью специального приспособления, не снимая сварочные ролики.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
