к выполнению лабораторных работ по курсу основы технологии машиностроения специальности
Журнал
Составители: к.т.н.,С.В.Шишков,А.М.Рудской
Журнал к выполнению лабораторных работ по курсу Основы технологии машиностроения Курск, 2007г. 33с.
Журнал содержит формы отчетов ,заполняемые студентом при выполнении лабораторных работ по курсу ОТМ.
Предназначены для студентов всех форм обучения специальностей 15100, 0608.
Рецензент: д.т.н. проф. Кафедры «Технология машиностоения» ОрелГТУ Тарапанов А.С.
| КПИ кафедра техмаш | Определение числа и расположения опорных точек при базировании деталей | Работа 1 |
Цель работы: Экспериментальная проверка правила «шести точек» и других положений теории базирования, закрепление навыков простановки опорных точек на схемах базирования, приобретение опыта разработки станочного приспособления по известной схеме базирования.
Оборудование:
Задание 1 Провести базирование различных деталей, используя экспериментальный стенд. Определить максимально возможное количество этих деталей.
2. Для схем базирования, предложенных преподавателем, произвести сборку приспособлений, работающих по этим схемам.
3. Для различных примеров установки деталей в приспособлениях разного типа, определить теоретические схемы базирования.
4 Таблица 1
Варианты базирования деталей в стенде №_____
| Наименование детали | Схема базирования | Номера отверстий |
| 1.Установка заготовки по плоскости основания и двум боковым сторонам 2. Установка заготовки по плоскости (на магнитной плите) | 
|
| 3. Установка заготовки по плоскости и двум отверстиям 4. Установка диска в трехкулачковом самоцентрирующем патроне 5. Установка вала в центрах | 
|
| 6. Установка вала на призме 6. Установка втулки на цилиндрической оправке (с зазором) 7. Установка заготовки по обрабатываемой поверхности при бесцентровом врезном шлифовании | 
|
| 8. Установка вала на призме 9. Установка заготовки по плоскости и двум отверстиям 10. Установка вала в трехкулачковом самоцентрирующем патроне |
|
Контрольные вопросы:
1. Что называется базированием и базой?
2. Сформулируйте правило «шести точек»?
3. Как классифицируются базы?
4. Чем отличаются базирование от закрепления?
5. В каких случаях теоретические опорные точки на схеме базирования не совпадают с расположением элементов приспособления, реализующего эту схему?
6. Привести примеры, иллюстрирующие применение различных по назначению, характеру проявления и лишаемым степеням свободы баз. Каковы будут примеры конструктивного воплощения этих схем?
| Дата | Подпись студента | Подпись преподавателя |
| КПИ кафедра техмаш | Исследование процесса смены баз | Работа 2 |
Цель работы: Изучение влияния базирования заготовок или изделий на достижение требуемой точности размеров между поверхностями детали или сборочной единицы.
Оборудование: Станки-вертикально фрезерный, токарно-винторезный. Приспособления: призма, прихват, патрон трехкулачковый, упоры.
Инструменты: режущий-фреза концевая, резец проходной упорный.
Измерительный: штангенциркуль, микрометр.
Задание:1. Определить расчетом с последующей эксперементальной проверкой погрешности получения размеров различных деталей при базировании их в приспособлениях металлорежущих станков.
2. Провести анализ причин появления погрешностей.
3. Разработать мероприятия по сокращению погрешностей.
Рис.1. Базирование цилиндрической детали в призме
Рис.2. Базирование заготовки ступенчатого вала
Таблица 1
Погрешности получения размеров при базировании деталей в призме
| №№ Де- та- лей | Измеренные размеры | Угол призмы | Погрешности размеров | |||||
| Д | Б | Г | 
|  Б
| Г
| |||
| расч. | действ. | расч. | действ. | |||||
| 1. | ||||||||
| 2. | ||||||||
| 3. | ||||||||
Таблица 2
Погрешности получения размеров при обработке ступенчатого вала
| №№ дета- лей | Измеренные размеры | Погрешности размеров | |||||
| 
| 
| 
| 
| |||
| расч. | действ. | расч. | действ. | ||||
Вывод: В результате проведения данной работы было изучено влияние базирования заготовки на достижение требуемой точности размера между поверхностями детали.
Контрольные вопросы.
1. Что называется погрешностью установки, базирования, закрепления?
2. Назовите основные причины этих погрешностей?
3. В чем заключается принцип единства баз?
4. Назовите основные причины погрешностей , базируемых в призме?
5. На каких размерах погрешность и почему?
6. Как сократить погрешности ?
| Дата | Подпись студента | Подпись преподавателя |
| КПИ кафедра техмаш | Исследование влияния температурных деформаций и размерного износа резца на точность обработки | Работа 3 |
Задание: 1. Определить зависимость температурных деформаций резца от
пути резания.
2. Определить зависимость размерного износа резца от пути
резания.
3. Определить погрешности, вызываемые совместным действием
температурных деформаций и размерного износа резца.
Формулы к лабораторной работе:
1. 
2. 
где L –путь резания, м;
V –скорость резания, м/мин;
T –время работы резца, мин;
D –диаметр заготовки, мм.
| Время работы резца, мин. Т | Путь резца, м. L | Первоначальное показание индикатора, мкм. А1 | Показание индикатора после обработки, мкм. А2 | Показание индикатора после остывания, мкм. A3 | l= A2- -A3 | U= A1- -A3 | = А2- -А3 |
Контрольные вопросы.
1. Как распределяется тепло, возникающее в зоне резания?
2. Что означает понятие «тепловое равновесие»?
3. От каких факторов зависит температурная деформация резца?
4. Какой износ инструмента называется размерным?
5. Каким образом температурные деформации и размерный износ
инструмента влияют на точность обработки?
6. Пути уменьшения погрешностей, вызываемых температурными
деформациями и размерным износом инструмента?
| Дата | Подпись студента | Подпись преподавателя |
| КПИ кафедра техмаш | Экспериментальное исследование жесткости токарного станка методами статического нагружения и производственным | Работа 4 |
Цель работы: Исследовать жесткость станка методами статического
нагружения и производственным.
Задание: 1. Определить жесткость токарного станка модели 1Е61М:
а) методом статического нагружения;
б) производственным методом.
2. Оценить преимущества и недостатки двух методов определения
жесткости токарного станка.
Рис. 1. Схема определения жесткости станка
методом статического нагружения.
Формулы к лабораторной работе
1. 
где P – сила, вызывающая упругие деформации;
Y –величина упругих деформаций.
2. 
где 
-сила статического нагружения системы;
-величина упругих деформаций системы в направлении действия
силы .
3. 
где 
-погрешность размера заготовки;
- погрешность размера детали.
4. 
где 
-коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемой
заготовки, равный 243;
-коэффициент, характеризующий соотношение 
,
равный 0,4…0,5;
-подача, мм/об;
-уточнение, показывающее во сколько раз в результате
обработки уменьшилась погрешность заготовки.
Рис. 2. Схема для расчета жесткости станка производственным методом
5. 
Результаты расчета жесткости станка производственным методом по формуле (4).
Таблица 1
| Нагрузка, кгс | |||||||||||
| Отжатия системы при возрастании нагрузки, мкм | |||||||||||
| Ср. ариф. знач. отжатия, мкм | |||||||||||
| Отжатия системы при уменьшении нагрузки, мкм | |||||||||||
| Ср. ариф. знач. отжатия, мкм |
Результаты расчета жесткости станка методом статического нагружения (по данным табл. 1).
Выводы: Результаты расчета жесткости станка методом статической нагрузки и произведенным методом отличаются т.к в этом методе есть уточнение, которое учитывает погрешность размера заготовки, погрешность размера детали.
Контрольные вопросы:
1. Что такое жесткость и податливость технологической системы и в каких единицах они измеряются?
2. Методы определения жесткости станка статическим нагружением.
3. Определение жесткости станка производственным методом.
4. В чем заключается механизм влияния жесткости станка на точность обработки?
5. От каких факторов зависит жесткость станка и его узлов?
6. Как определяется жесткость вала в зависимости от способа его базирования?
7. Перечислите пути повышения жесткости технологической системы.
| Дата | Подпись студента | Подпись преподавателя |
| КПИ кафедра техмаш | Экспериментальное исследование жесткости токарного станка методами статического нагружения и производственным | Работа 5 |
Цель работы: Исследовать и изучить закономерности технологического
наследования погрешностей формы заготовки при обработке деталей на токарном станке в зависимости от жесткости системы СПИД.
Задание: Определить степень переноса погрешностей формы заготовки на обрабатываемую поверхность в зависимости от жесткости СПИД:
а) экспериментальным способом;
б) на основе теоретических расчетов.
Рис. 1. Схема наладки при обтачивании заготовки, установленной
относительно оси вращения эксцентрично
Формулы к лабораторной работе
1. 
где 
-радиальное биение заготовки и детали;
-коэффициент, зависящий от механических свойств обрабатываемого материала;
- коэффициент, характеризующий соотношение 
-подача, мм/об.
2. 
,
3. 
,
где 
-суммарная жесткость СПИД;
-суммарная жесткость оправки с заготовкой, патрона и шпинделя;
-жесткость суппорта и режущего инструмента.
4. 
,
где 
-исходная погрешность заготовки;
-погрешность детали.
5. 
мкм,
где 
-соответственно, максимальное и минимальное отклонения стрелки индикаторной головки.
Таблица 1
Результаты экспериментальных и теоретических исследований
| Исследуемый фактор | Вылет оправки | ||
| 
| 
| |
| Жесткость системы заготовка –оправка –патрон -шпиндель, Н/мм | |||
| Жесткость системы СПИД, Н/мм | |||
Биение заготовки в мкм до обработки, 
| |||
Биение заготовки в мкм после обработки, 
| |||
Экспериментальная величина уточнения, 
| |||
| Теоретическая величина уточнения |
Контрольные вопросы
1. В чём заключается сущность технологической наследственности?
2. Какие факторы оказывают влияние на технологическую наследственность?
3. Что такое уточнение и как его можно определить?
| Дата | Подпись студента | Подпись преподавателя |
| КПИ кафедра техмаш. | Исследование зависимости точности формы обработанного отверстия от усилия закрепления заготовки в патроне. | Работа 8 |
Цель работы: Исследовать экспериментальным путём влияние усилия закрепления тонкостенного кольца в трёхкулачковом патроне на точность формы рассчитываемого отверстия.
Задание: Определить погрешность формы поперечного сечения отверстия втулки, вызванную усилием закрепления ёё в трёхкулачковом патроне:
а) теоретическим способом;
б) экспериментальным способом для трёх деталей.
Рис. 1. Схема образования погрешности формы отверстия во втулке: а) упругая деформация втулки при закреплении в трёхкулачковом патроне; б) форма втулки после растачивания; в) форма втулки после ёе раскрепления
Формулы к лабораторной работе.
1. 
где Q – усилие закрепления, Н;
L – длина втулки, мм;
K – отношение наружного радиуса R втулки к внутреннему радиусу 
Е – модуль упругости материала втулки, равный 2*10 Н/мм2
2. 
3. 
4. 
где Кр – коэффициент запаса, учитывающий влияние других составляющих усилия резания, равный 1,5…5;
Рz – тангенциальная составляющая силы резания, Н;
– коэффициент трения между наружной поверхностью кольца и кулачками, равный 0.4…0.6.
5. 
где Ср – постоянная резания, равная 300;
t – глубина резания, равная 0,8 мм;
S – подача, равная 0,2 мм/об;
V – скорость резания 100 м/мин;
Xpz, Ypz, n – показатели степени;
K – поправочный коэффициент, определяемый по формуле (6).
6. 
;
где – КПД патрона, определяемый по формуле
= 1 2 3 = 0,960,1530,81 = 0,12,
где 
- передаточное отношение рычажного механизма, равное 19,65;
- передаточное отношение зацепления конической зубчатой передачи, равное 0,89;
- передаточное отношение центрирующего клиноплунжерного механизма, равное 6,65.
7. 
где 
- можно принять, равным 0,001 мм.
Рис. 2. Схема измерения погрешности формы отверстия втулки
Результаты расчётов по формулам (3), (4), (5), (6), (7) занести в таблицу 1
Таблица 1
Результаты экспериментальных исследований
| Наименование измеряемой величины | № опыта | Номер точки замера | Отклонение от круглости | |||||
| 1. Погрешность отверстия заготовки | ||||||||
Ср. ариф. знач.,
|
Продолжение таблицы 1
| 2.Упругие деформации отверстия заготовки | ||||||||
Ср. ариф. знач.,
| ||||||||
| 3. Погрешность отверстия при незакрепленной детали | ||||||||
Ср. ариф. знач.,
| ||||||||
| 4. Погрешность отверстия детали после раскрепления | ||||||||
Ср. ариф. знач.,
|
Рис. 3. Контурограмма погрешности формы отверстия на различных этапах исследования.
Выводы: Под действием сил резания погрешность увеличивается, т.к. меняется погрешность отклонения от округлости.
Контрольные вопросы
1. Раскройте механизм влияния сил закрепления заготовки на точность обработки.
2. Как определяется величина упругой деформации заготовки под кулачками патрона и между ними?
3. Перечислите мероприятия, способствующие уменьшению влияния сил закрепления на точность обработки.
| Дата | Подпись студента | Подпись преподавателя |
| КПИ кафедра техмаш. | Определение минимального припуска для обработки цилиндрических поверхностей | Работа 9 |
Цель работы: Овладеть методом аналитического расчёта припуска и экспериментальной проверкой правильности назначения припусков обработки цилиндрических поверхностей вращения.
Оборудование: Станок токарный 1к62
Приспособления: патрон трехкулачковый, центр передний, центр задний.
Инструмент: резец проходной, резец расточной
Задание: Определить расчетно-аналитическим методом припуски для двукратного обтачивания валика из горячекатаного проката и двукратного растачивания отверстия разностенной втулки. Выполнить проверку правильности выполненных расчётов экспериментальным путём.
| Дата | Подпись студента | Подпись преподавателя |