Обладнання та прилади
1. Токарний, свердлильний або фрезерний верстат.
2. Набір різального інструменту.
3. Штангенциркуль.
4. Заготовка.
5. Секундомір.
Методика й порядок виконання роботи
1. Отримати від викладача завдання у вигляді операційної карти зі всіма необхідними початковими даними.
2. Деталізувати зміст операції, розбивши її на технологічні і допоміжні переходи, робочі й допоміжні ходи. Деталізований зміст операції записати в таблицю 15.1.
Таблиця 15.1
Результати розрахунку та хронометражу норми часу
на операцію механічної обробки
| Деталізований зміст операції | Результати розрахунку норми часу, хв. | Результати хронометражу оперативного часу, хв | |||||
| Т о | Т д | Т оп |  Т обс +Т від п
| Т ш | Т ш-к | ||
3. Визначити норму штучно-калькуляційного часу на виконання операції:
- основний час за формулами(15.3), (15.4) або (15.5);
- допоміжний час – за формулою(15.7);
- час на обслуговування робочого місця відпочинок та особисті потреби робітника за таблицями: Г4 (для токарних операцій), Г13 (для свердлильних операцій), Г16 (для фрезерних операцій);
- підготовчо-заключний час за таблицями: Г5 (для токарних операцій), Г13 (для свердлильних операцій), Г16 (для фрезерних операцій).
4. Визначити оперативний час за допомогою хронометражу, виконавши 3-5 вимірів і знайшовши середньоарифметичне значення.
5. Записати в таблицю 15.1 результати розрахунку і хронометражу.
6. Порівняти результати розрахунку та хронометражу оперативного часу і зробити висновки.
15.4. Зміст звіту
1. Назва і мета роботи.
2. Стислі відомості про верстат: тип, модель, потужність двигуна головного руху.
3. Операційний ескіз.
4. Операційна карта.
5. Режими різання.
6. Поелементний розрахунок норми штучно-калькуляційного часу.
7. Дані хронометражу оперативного часу.
8. Заповнена таблиця 15.1.
9. Висновки.
15.5. Питання для самоперевірки
1. Мета технічного нормування.
2. Визначення норми штучного часу на операцію механічної обробки.
3. Визначення норми штучно-калькуляційного часу на операцію механічної обробки.
4. Визначення норми основного часу.
5. Визначення норми допоміжного часу.
6. Поняття оперативного часу виконання операції механічної обробки.
7. Норма часу на обслуговування робочого місця, методика її визначення.
8. Норма часу на відпочинок робітника, методика її визначення.
9. Норма підготовчо-заключного часу на операцію механічної обробки. Складові підготовчо-заключного часу та методика їх визначення.
10. Поняття хронометражу операції механічної обробки, методика його виконання.
Рекомендована література: [2, 15, 14, 16 – 20, 27,].
Лабораторна робота №16
ДОСЯГНЕННЯ ТОЧНОСТІ СКЛАДАННЯ МЕТОДАМИ
ПОВНОЇ Й НЕПОВНОЇ ВЗАЄМОЗАМІННОСТІ
Мета роботи – практичне освоєння застосування методів повної й неповної взаємозамінності під час складання машин.
16.1. Основні положення і постановка задачі роботи
Під час складання машин необхідно забезпечити відносне розташування поверхонь їх деталей в межах заданої точності.
Під точністю складання розуміють властивість процесу складання виробу забезпечувати відповідність значень параметрів виробу, заданим в конструкторській документації (ГОСТ 23887-79).
Ефективним засобом забезпечення точності складання виробу є розрахунок та аналіз розмірних ланцюгів.
Будь-який розмірний ланцюг має одну ланку замикання і дві або більше складових ланок.
Ланкою замикання називають розмір, точність якого безпосередньо визначає якість виробу.
Складовими називають решту ланок, зі зміненням яких змінюється й ланка замикання.
Під час виготовлення деталей виробу розмір, який є ланкою замикання, безпосередньо не виконується. Він є результатом виконання інших розмірів (ланок) розмірного ланцюга.
Точність ланки замикання розмірного ланцюга в процесі складання може бути досягнута одним з таких методів: повної взаємозамінності; неповної взаємозамінності; групової взаємозамінності; припасовування; регулювання. Метод вибирається під час розробки конструкції виробу, оскільки це пов'язано зі встановленням допусків складових ланок розмірного ланцюга, а також використанням в складальних одиницях певних конструктивних елементів.
Під час розробляння технологічного процесу складання аналізується вибране конструктором рішення щодо раціональності вибраного методу досягнення точності ланки замикання в конкретних виробничих умовах.
В цій лабораторній роботі розглядаються методи повної і неповної взаємозамінності.
Метод повної взаємозамінності забезпечує досягнення необхідної точності ланки замикання з використанням складових ланок без попереднього їх відбирання, підбирання або змінення значень. Тобто, всі справні деталі подаються на складальну дільницю і при цьому всі зібрані вироби мають бути справними без застосування будь-якого припасовування чи регулювання.
З використанням методу неповної взаємозамінності всі справні деталі подаються на складання, але необхідна точність забезпечується без попереднього відбирання й підбирання складових ланок тільки у попередньо обумовленої частини виробів. Точність решти виробів забезпечується за допомогою цілеспрямованої заміни певних деталей.
У порівнянні з методом повної взаємозамінності, метод неповної взаємозамінності дозволяє розширити допуски складових ланок і, відповідно, зменшити витрати на механічну обробку. Але введення додаткових операцій заміни деталей дещо підвищує собівартість процесу складання.
Рішення про доцільність використання того чи іншого методу приймається після виконання відповідних техніко-економічних розрахунків.
Під час розмірних розрахунків використовуються такі співвідношення.
Номінальні розміри ланки замикання 
і складових ланок 
зв'язані між собою рівнянням
(16.1)
 |
де 
– коефіцієнт, який характеризує розтушування і -тої складової ланки відносно ланки замикання (передатне відношення); k – загальна кількість ланок у розмірному ланцюзі.
В загальному випадку 
.
В даній лабораторній роботі розглядаються плоскі лінійні розмірні ланцюги з паралельним розташуванням ланок. У цьому випадку для збільшувальних складових ланок ξ = 1; для зменшувальних складових ланок ξ = –1.
Поле розсіювання ланки замикання для методу повної взаємозамінності визначається за формулою
, (16.2)
де Т(Аі) – допуск і -тої складової ланки.
Для методу неповної взаємозамінності
, (16.3)
де t – коефіцієнт, який залежить від допустимого відсотка ризику появи бракованих виробів після складання (визначається за таблицею 16.1); λi – коефіцієнт відносного розсіювання (визначається за таблицею 16.2), величина якого залежить від закону розподілу дійсних значень розмірів і -тої складової ланки.
Застосування того чи іншого методу можливе, якщо виконується умова
. (16.4)
Розташування полів допусків відносно номінальних значень розмірів ланок і граничні відхилення розмірів визначаються однаково для обох методів.
Таблиця 16.1
| Допустимий відсоток ризику появи браку | 4,5 | 1,00 | 0,27 | 0,1 | 0,01 | ||
| Значення коефіцієнта t, | 1,00 | 1,65 | 2,00 | 2,57 | 3,00 | 3,29 | 3,89 |
Таблиця 16.2
| Закон розподілу дійсних значень розмірів складової ланки | λ |
| Гаусса (нормального розподілу) | 0,333 |
| Сімпсона (трикутника) | 0,408 |
| рівної імовірності | 0,577 |
| Релея (ексцентриситету) | 0,357 |
Координата середини поля допуску ланки замикання 
пов'язана з координатами середин полів допусків складових ланок 
таким рівнянням
, (16.5)
де т і п – відповідно кількість збільшувальних і зменшувальних складових ланок.
Верхнє і нижнє граничне відхилення розміру будь-якої ланки розмірного ланцюга визначаються за формулами:
де Т – допуск розміру ланки.
Розрізняють пряму і обернену задачу розрахунку розмірного ланцюга. Під час розв’язання прямої задачі, виходячи зі встановлених вимог точності ланки замикання, визначають характеристики складових ланок: номінальні розміри, допуски, координати їх середин і граничні відхилення. Розв’язуючи зворотну задачу, – навпаки, виходячи із характеристик складових ланок, визначають характеристики ланки замикання.
Обернена задача має перевірний характер. Розв’язавши її, можна встановити можливість використання певного методу досягнення точності ланки замикання.
В цій лабораторній роботі розглядається саме обернена задача: тобто передбачається, виходячи з показників точності складових ланок провести аналіз характеристик точності ланки замикання.
Конкретна задача роботи полягає в тому, що під час складання необхідно забезпечити задану точність ланки замикання А Σ партії складальних одиниць, кожна із яких складається з чотирьох деталей з розмірами А 1, А 2, А 3 та А 4 (рис.16.1).
 |
Рис. 16.1. Схема складальної одиниці
Методика й порядок виконання роботи
1. Отримати по одній партії кожної з чотирьох деталей. Кількість деталей в партії – 25 штук.
2. Отримати у викладача інформацію про задані показники точності складових ланок і ланки замикання (номінальні розміри, верхні та нижні граничні відхилення).
3. З використанням формули (16.2) знайти теоретичне (розрахункове) поле розсіювання ланки замикання й перевірити виконання умови (16.4). Зробити висновок щодо можливості застосування методу повної взаємозамінності.
4. Якщо висновок негативний, то слід оцінити можливість застосування методу неповної взаємозамінності. Для цього потрібно знайти теоретичне поле розсіювання ланки замикання за формулою (16.3). Оскільки поки що невідомі закони розподілу дійсних значень розмірів складових ланок, то, виконуючи розрахунки за формулою (16.3), можна прийняти, що 
, тобто вважати, що закони розсіювання розмірів складових ланок близькі до закону рівної ймовірності. Значення коефіцієнта t слід вибрати за таблицею 16.2 з урахуванням заданого викладачем допустимого відсотка ризику появи бракованих виробів.
5. За допомогою індикатора годинникового типу, встановленого на стояку, виміряти дійсні розміри деталей кожної з партій. Індикатор заздалегідь налаштовується за еталоном (набір плоско-паралельних мір, розмір якого, що дорівнює номінальному розміру відповідної деталі) на нульовий показ. Отримані результати записати у вигляді таблиці 4.1.
6. З використанням методики, описаної в роботі №4, побудувати гістограму розподілу дійсних розмірів кожної з деталей (складових ланок).
7. За виглядом гістограми встановити її відповідність тому чи іншому закону розподілу.
8. За формулами (4.7) і (4.8) знайти поле розсіювання і середній розмір кожної складової ланки.
9. Зробити висновки про відповідність реальних показників точності заданим вимогам.
10. Навмання взявши з кожної партії по одній деталі, зібрати з них складальну одиницю. Таким же чином зібрати ще двадцять чотири складальних одиниці.
11. За допомогою індикатора годинникового типу виміряти розмір ланки замикання всіх двадцяти п’яти зібраних складальних одиниць.
12. Побудувати гістограму розподілу дійсних розмірів ланки замикання і за виглядом гістограми установити її відповідність тому чи іншому закону розподілу. За формулами (4.7) (4.8) знайти статистичні характеристики точності складальної операції: середній розмір і середньоквадратичне відхилення ланки замикання.
13. З використанням методики, описаної в лабораторній роботі №4, побудувати теоретичну криву розподілу і знайти відсоток браку.
14. Виявити складальні одиниці, що не задовольняють задану вимогу точності, визначити необхідну поправку і вибрати складальні одиниці, за допомогою яких можна виправити брак взаємозаміною деталей.
15. Розібрати дефектні і вибрані для підбору складальні одиниці, виміряти їх складові ланки за методикою п.5 і здійснити взаємозаміну деталей таким чином, щоб розміри ланки замикання були в межах поля допуску.
16. Розібрати всі 25 складальних одиниць. Деталі скласти в тару.
17. Проаналізувати отримані результати. Зробити висновки.
18. Скласти и звіт.
Прилади та обладнання
1. Індикатор годинникового типу (ціна поділки 0,01 мм), встановлений на стояку.
2. Чотири партії деталей (по 25 деталей в кожній партії).
3. Калькулятор.
16.4. Зміст звіту
1. Назва і мета роботи.
2. Задані показники точності складових ланок і ланки замикання.
3. Ескіз складальної одиниці зі схемою розмірного ланцюга.
4. Розрахунки щодо оцінювання можливості забезпечення точності ланки замикання методами повної й неповної взаємозамінності.
5. Результати вимірювань розмірів деталей.
6. Графіки гістограм розподілу розмірів деталей.
7. Графіки гістограми розподілу розмірів складальних одиниць і теоретичної кривої розподілу.
8. Розрахунок статистичних характеристик точності складальної операції: середнього розміру і середньоквадратичного відхилення ланки замикання.
16.5. Питання для самоперевірки
1. Суть методів повної й неповної взаємозамінності. Особливості застосування, переваги і недоліки цих методів.
2. Як перевіряється можливість забезпечення точності ланки замикання методами повної й неповної взаємозамінності?
3. Від чого залежать і як вибираються кількісні значення коефіцієнтів t і λ?
4. Яким рівнянням пов'язані координати середин полів допусків ланки замикання і складових ланок?
Рекомендована література: [7, 12, 22].
