Тема 5. Повышение технико-экономической эффективности изготовления деталей

 

 

Процесс: основные характеристики (продолжение) Процесс во времени и пространстве   При обозначении срока действия следует различать выражения, отвечающие на вопросы:   Сколько времени? В течение какого времени? За какой срок?   При полной закалке заготовку нагревают и выдерживают выше точки  определенное время. Как долго/ быстро? До какого времени /каких пор? За сколько времени? При отжиге заготовка нагревается на 30…50 ° С выше точки  и выдерживается до полного завершения структурно-фазовых превращений. Когда/ в какое время?     В течение времени быстрого охлаждения в поверхностных слоях чугунных отливок может происходить отбел. Как часто? При круглом наружном шлифовании круг правят каждые 15 – 20 минут.

 

Задание 1. Прочитайте предложения. Ответьте на вопросы, используя конструкции с временной характеристикой процесса.

1. Если при круглом наружном шлифовании круг правят через 15…20 мин, то, например, на внутришлифовальных автоматах его правят при обработке каждой заготовки. В ряде случаев правку круга осуществляют непрерывно.

Вопросы:

А) Через какое время правят круг при круглом наружном шлифовании?

Б) Как часто правят круг на внутришлифовальных автоматах?

В) Сколько времени может проходить между правками круга?

 

2. Наступление момента теплового равновесия станка (когда приток тепла от всех источников равен его оттоку в окружающую среду) происходит только после 5 часов работы. Охлаждение станка идет значительно медленнее, чем нагрев.

 

Вопросы:

А) Когда наступает момент теплового равновесия станка?

Б) Как медленно идёт охлаждение станка?

В) Как быстро происходит нагрев станка?

 

3. Остаточные напряжения в заготовках возникают после обработки, а также нанесения покрытий. Остаточные напряжения всегда уравновешиваются по сечению заготовки и внешне обычно никак не проявляются.

 

Вопросы:

А) Когда возникают остаточные напряжения в заготовках?

Б) Как часто остаточные напряжения уравновешиваются по сечению заготовки?

В) Как часто остаточные напряжения проявляются внешне?

Задание 2. Прочитайте предложения. Поставьте вопрос к тем частям предложения, в которых дана временная характеристика процесса.

1. Заготовки из легированных сталей сразу после закалки подвергают обработке холодом.

2. В зависимости от температуры нагрева различают три вида отпуска: низкий (120…250 С), средний (350…450 С) и высокий (500…650 С). При низком отпуске выдержка составляет 0,5…2 ч.; при температуре 100…120 С она может доходить и до 10…15 ч.

3. Выдержка при среднем и высоком отпуске обычно составляет от 1 до 2 ч. Для заготовок небольшой массы и от 3 до 8 ч. – для заготовок массой от 200 до 1000 кг.

4. Твердость поверхностного слоя после закалки и отпуска может составлять 64…66.

5. Длительность выдержки при цементации достигает 24 часов.

6. До азотирования выполняют чистовую обработку заготовок и подвергают их закалке и высокому отпуску. После азотирования проводят отделочную обработку заготовок.

7. Процесс азотирования протекает довольно медленно.

8. При температуре 500…520 С для получения азотированного слоя толщиной 0,1 и 0,8 мм требуется соответственно 3 и 90 ч.

9. Нитроцементация – это одновременное диффузионное насыщение поверхностного слоя заготовок азотом и углеродом.

10. Низкотемпературную нитроцементацию выполняют после закалки и отпуска заготовок.

Слова и словосочетания с пространственным значением отвечают на вопросы где? куда? как/ каким образом? откуда? в каком направлении?

 

Задание 3. Прочитайте предложения. Ответьте на вопросы, используя конструкции с пространственной характеристикой процесса.

1. Снятие различных припусков происходит с противоположных сторон маложестких заготовок несимметричного профиля.

 

Вопрос:

Где происходит снятие припусков у маложестких заготовок несимметричного профиля?

 

2. При закреплении корпус смещается вниз.

 

Вопрос:

Куда происходит смещение корпуса?

 

3. Отклонения формы цилиндрической заготовки обычно наблюдается как в осевом, так и в поперечном сечениях.

4.

Вопрос:

Каким образом отклоняется форма цилиндрической заготовки?

 

Задание 4. Прочитайте предложения. Поставьте вопрос к тем частям предложения, в которых дана пространственная характеристика процесса.

1. Допуск радиального биения шпинделей токарных и фрезерных станков нормальной точности ориентировочно составляет 0,01…0,02 мм, а допуск прямолинейности направляющих на длине 1000 мм – 0,02 мм.

2. Образования конусности поверхностей заготовки при обработке на токарном станке вызываются отклонениями в горизонтальной плоскости относительно оси шпинделя.

3. Упругие перемещения (отжатия) какого-либо элемента обычно рассматривают по направлению нормали к обрабатываемой поверхности заготовки.

4. При перемещении резца влево отжатие центра задней бабки уменьшается.

5. Температура в различных точках корпуса шпиндельной бабки изменяется в пределах 10…50 С.

6. Наиболее высокая температура наблюдается в местах расположения подшипников шпинделя и быстроходных валов.

7. При нагреве шпиндельной бабки шпиндель токарного станка может смещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях на несколько сотых долей мм.

8. При обтачивании наружной поверхности заготовки инструмент относительно нее может колебаться в радиальном направлении.

9. На поверхности заготовки образуются продольные (совпадающие с направлением скорости резания) и поперечные (совпадающие с направлением подачи) волны.

10. Обкатывание шариками происходит по обрабатываемой поверхности с небольшим проскальзыванием.

Выражение взаимосвязи и взаимодействия Выражение последовательных операций процесса Для того, чтобы описать в тексте последовательность процесса, необходимо обозначить начало процесса, развитие процесса и окончание процесса. Для этого используют следующие лексико-грамматические конструкции (слова-связки):
Начало процесса	Продолжение процесса в настоящем	Завершение процесса	Предположение о процессе
Процесс начинается, возникает… Сначала.., вначале.., в первую очередь…, прежде всего… Процесс начинается с… чего? Риторический вопрос	1) перечисление информации Процесс  идёт, происходит, осуществляется, совершается, продолжается… Затем.., потом.., далее.., после этого.., перед этим.., в момент (чего-либо).., одновременно.., во-первых.., во-вторых.., в третьих..; 2) иллюстрации, уточнения: например, так, точнее говоря, иначе говоря, другими словами, в частности	Наконец.., итак.., таким образом.., вообще.., в целом.., процесс заканчивается, прекращается, завершается…чем? Когда…, то… Достигнув… чего?, процесс …что?	Процесс должен /может начаться, возникнуть, осуществляться, совершаться, продолжаться, заканчиваться, прекращаться, завершаться… когда? при каком условии?

 

Задание 5. Прочитайте текст. Назовите этапы процесса, используя слова-связки из таблицы.

 

Трехкулачковые самоцентрирующие патроны оснащают «сырыми» кулачками, которые растачивают непосредственно на токарном станке. После установки электромагнитной плиты на плоскошлифовальный станок ее установочную плоскость в обязательном порядке шлифуют на этом же станке.

 

Задание 6. Прочитайте тексты с описаниями процессов. Составьте схемы каждого из них, перечислив микропроцессы, из которых складывается процесс.

 

1. Процесс электрохимической обработки детали (ЭХО).

При ЭХО заготовки турбинной лопатки обработка ведется в герметичной камере одновременно двумя инструментами, имеющими форму поверхностей лопатки. Выполнение инструментов происходит обычно из латуни или коррозионно-стойкой стали. Затем происходит подсоединение заготовки к положительному полюсу источника постоянного тока, инструмента – к отрицательному. После этого через зазор между заготовкой и инструментами следует прокачивание электролита. В качестве электролита рекомендуется использование 20 % раствора хлористого натрия в воде. Зазор составляет 0,05…0,3 мм, напряжение – 3…30 В, плотность тока – 10…500 А/см². Подача  жестко не задается, а регулируется по силе тока и составляет 0,1…20 мм/мин. При снятии небольших припусков ЭХО возможна и при неподвижных инструментах.

Рис. 1. Схема электрохимической обработки заготовки турбинной лопатки: 1 – инструменты; 2 – заготовка

 

Рис. 2. Схема перемещений и деформаций призматической заготовки при закреплении.

2. Процесс перемещений и деформаций призматической заготовки при закреплении.

Положение заготовки после базирования показано на рис. 2, а (точка  принадлежит заготовке). Предположим, что прихваты срабатывают не одновременно. Первым в работу вступает правый прихват. Под действием силы  заготовка повернется относительно точки . Одновременно она под действием этой силы (ее составляющей ) сместится вправо на величину  и займет положение, показанное на рис. 2, б. При срабатывании левого прихвата заготовка при определенных условиях будет упруго деформирована силой  на величину . Заготовка после закрепления и фрезерования верхней плоскости показана на рис. 2, в. При раскреплении под действием сил упругости материала нижняя плоскость заготовки примет первоначальную форму. При этом обработанная верхняя плоскость приобретет соответствующую погрешность формы  (рис.2, г).

 

3.Процесс использования метода пробных ходов.

Основным методом размерной настройки является метод пробных ходов, суть которого состоит в следующем (рис. 3). К установленной на станке заготовке подводят инструмент, придают ему с помощью лимба такое положение, при котором риск получить бракованную заготовку сводится к нулю, и обрабатывают небольшой участок поверхности. После этого станок останавливают, измеряют полученный размер, определяют его отклонение от требуемого (например, размера по чертежу детали) и вносят с помощью лимба поправку в положение инструмента. Затем вновь выполняют пробный ход, измеряют полученный размер и при необходимости вносят новую поправку в положение инструмента. Так путем пробных ходов получают размер в пределах установленного поля допуска. После этого обрабатывают заготовку на всю длину, т.е. осуществляют рабочий ход. Указанные действия выполняют при обработке каждой поверхности заготовки. Они целиком повторяются при обработке каждой последующей заготовки.

Рис. 3. Схема размерной настройки методом пробных ходов:
,  – соответственно участки установившегося процесса резания
при первом и втором пробных ходах

Выражение причинно-следственных отношений Для выражения причинно-следственных отношений используются активные и пассивные конструкции:   Активные конструкции   причина что? ведет/ приводит     следствие/ результат к чему Уменьшение длины врезания приведёт к снижению расчетной длины обработки. вызывает что Переход от точения поверхности заготовки с продольной подачей к точению методом врезания вызывает снижение расчетной длины обработки. обусловливает /обусловило что Необходимость сокращения основного времени за счет уменьшения числа рабочих ходов обусловила снижение припусков на обработку и напусков. является (явилось) причиной чего Недостаточная жесткость технологической системы является причиной отказа от применения метода врезания. Пассивные конструкции   Следствие/ результат   что? вызывается/ вызвано     причина   чем? Значительное снижение основного времени вызвано многоместной обработкой заготовок.     обусловливается/ обусловлено Снижение припусков на обработку обусловлено использованием заготовок, которые по форме и размерам максимально приближены к готовой детали. обеспечивается/ обеспечено     Сокращение вспомогательного времени обеспечивается применением приспособлений с быстродействующими механизированными приводами. достигается/ достигнуто Сокращение расходов на материалы может быть достигнуто максимальным приближением исходной заготовки к готовой детали.

Задание 7.  Выразите причинно-следственные отношения всеми возможными способами.

 

причина	следствие/ результат
величина врезания, подвода и схода инструмента уменьшаются пропорционально числу заготовок	снижение основного времени
многоместная многоинструментная параллельная обработка заготовок	совмещение переходов
уменьшение , или увеличение объема  партии	сокращение подготовительно-заключительного времени
ясно написанный технологический процесс и легко читаемый чертеж	уменьшение затрат времени на ознакомление с заданием
использование метода взаимозаменяемости	сокращение затрат времени на установку приспособлений и инструментов на станке

 

Изменение процесса, которое происходит при изменении другого процесса, может быть описано с помощью: ü союзных слов когда и если (в сложном предложении) ü с помощью предлога при (в простом предложении), ü с помощью составного союза - чем + сравн. степень, тем + сравн. степень (зависимость), ü при помощи слов и конструкций «следовательно», «таким образом», «поэтому», «в результате», «в результате чего…»

 

Задание 8.  Используя данные таблицы 10, составьте сложные предложения при помощи союзных слов когда и если:

причина	следствие
нет детали, которая может быть принята в качестве типового представителя	создают искусственную комплексную деталь, содержащую все поверхности деталей группы
при выполнении операции основное время, являющееся машинным, достигает значительных величин	многостаночное обслуживание становится возможным
экономное использование дорогостоящих материалов	сокращение расходов на материалы
использование исходных заготовок, близких по форме и размерам к готовой детали	уменьшение объема обработки резанием
экономия дорогостоящих материалов	выполнение составных деталей

 

Задание 9.   Прочитайте текст. В предложениях выделите причину и следствие процессуального действия. Перескажите текст, используя союзные слова когда и если; предлог при; составной союз чем, тем; слова и конструкции «следовательно», «таким образом», «поэтому», «в результате», «в результате чего…».

Параметры наклепа определяются конкурирующим влиянием силы резания, с увеличением которой интенсифицируются пластические деформации поверхностного слоя заготовки и наклеп возрастает, и температуры резания, повышение которой способствует снятию наклепа.

Степень наклепа и глубина наклепанного слоя зависят от метода и режима обработки резанием, геометрии режущего инструмента, его износа, а также от химического состава и структуры материала заготовки, определяющих его упрочняемость.

Приближенно можно считать, что всякое изменение условий резания, вызывающее увеличение силы резания, ведет к росту степени наклепа и глубины наклепанного слоя. Наоборот, всякое изменение условий резания, сопровождающееся ростом температуры резания, обуславливает снижение параметров наклепа.

Так, при точении с уменьшением переднего угла резца и скорости резания и увеличения подачи и глубины резания параметры наклепа поверхностного слоя заготовок возрастают. Увеличение переднего угла и скорости резания и уменьшение подачи и глубины резания приводят к противоположному результату.

При круглом шлифовании наклеп поверхностного слоя возрастает с увеличением зернистости круга и скорости вращения заготовки. При увеличении скорости круга нагрузка на абразивные зерна падает, а температура шлифования повышается, что снижает параметры наклепа.

 

Задание 10.   Изучите таблицу 3. Используя союзные слова когда и если; предлог при; составной союз чем, тем; слова и конструкции «следовательно», «таким образом», «поэтому», «в результате», «в результате чего…», составьте инструкцию по производству технологичных и нетехнологичных конструкций.

Примеры технологичных и нетехнологичных конструкций

Таблица 3

Конструкция отверстия с резьбой должна давать возможность работать резьбовым инструментом на проход			1. Повышение производительности. 2. Улучшение условий работы инструмента. 3. Применение инструмента, обладающего лучшими режущими свойствами.
Следует избегать наклонного расположения оси отверстия			1. Упрощение конструкции приспособления. 2. Возможность одновременно обрабатывать другие отверстия при параллельном расположении осей. 3. Снижение трудоемкости.
Следует избегать закрытых пазов, обрабатываемых концевыми фрезами			1. Применение более производительного инструмента. 2. Улучшение условий работы инструмента и особенно его врезания. 3. Снижение трудоемкости обработки.
Следует избегать закрытых гнезд и несквозных пазов			1. Сокращение числа рабочих ходов. 2. Упрощение конструкции режущего инструмента. 3. Снижение трудоемкости обработки.

 

Задание 11.   Прочитайте текст. В каких предложениях описано изменение процесса? Прокомментируйте рисунки 3, 4, используя конструкции причинно-следственного значения.

 

1. Во многих случаях упругие отжатия элементов технологической системы зависят от их взаимного расположения, которое изменяется в процессе обработки. На рис. 7. схематично показаны упругие отжатия элементов технологической системы при обтачивании заготовки вала, установленной на центры. Когда резец находится в крайнем правом положении сила  целиком воспринимается центром задней бабки и он имеет наибольшее отжатие . При этом отжатия центра передней бабки и заготовки равны нулю. При перемещении резца влево отжатие центра задней бабки уменьшается, а центра передней бабки возрастает и достигает наибольшего значения  в крайнем левом положении резца. В этом положении сила  полностью воспринимается центром передней бабки и отжатия центра задней бабки и заготовки равны нулю. Как отмечалось выше, наибольшее отжатие заготовки  имеет место тогда, когда резец находится посредине заготовки. Отжатия инструмента с суппортом  при обработке не изменяются.

Рис. 3. Схема отжатий элементов технологической системы
при обтачивании заготовки вала

 

2. Блок-схема системы автоматического управления подачей на вертикально-фрезерном станке, разработанной под руководством проф. Б.С. Балакшина, показана на рис. 8. Датчик Д измеряет силу , действующую по нормали к фрезеруемой плоскости. Электрический сигнал от датчика через усилитель попадает в сравнивающее устройство СС, в котором он сопоставляется с сигналом задающего устройства ЗУ, соответствующим установленной заранее величине . Сигнал рассогласования из сравнивающего устройства поступает в регулирующее устройство РО, которое управляет числом оборотов электродвигателя постоянного тока, осуществляющего подачу. Таким образом, если , то подача уменьшается, если , то она возрастает.

 

 

Рис. 4. Блок-схема системы автоматического управления
подачей на вертикально-фрезерном станке