Методы и приборы для измерения шероховатости

Существуют два основных метода, позволяющих определить шероховатость поверхности изделия - оптический и механический.

Механический метод (щуповой) основан на работе специального прибора профилометра. Это достаточно дорогое и хрубкое устройство. Одно из его недостатков – это непосредственный контакт с поверхностью. Это может привести к появлению царапин на поверхности исследуемой детали, а в результате прибор может неточно оценить наличие шероховатостей.

Оптический метод позволяет исследовать поверхность бесконтактным способом. Такие устройства считывают информацию о наличии шероховатости благодаря отражению света от поверхности детали. При чем, считанная информация автоматически обрабатывается с помощью компьютера. Реализация оптических методов не требует больших финансовых вложений, высокой точности, каких-либо сложных оптических или механических устройств. Обработка данных компьютером существенно ускоряет процесс, поэтому оптические методы измерения шероховатости могут быть применены в условиях непрерывного производства

Измерения волнистости поверхности проводятся с помощью специальных профилометров и приборов для измерения шероховатости. То есть, с помощью стилуса (контактный щуповой метод) и с помощью бесконтактных оптических и лазерных приборов. Самым простым прибором, используемым для оценки волнистости поверхности,можно назвать волнометр (микротопограф). Волнометр использует пластиковый наконечник, собирающий информацию о состоянии поверхности детали. Собранные данные регистрируются в виде электронных сигналов высокого и низкого диапазонов. Таким образом, исследуя шарикоподшипник, сигнал низкого диапазона - 4-17 колебаний при каждом измерении, а сигнал высокого диапазона – 17- 3390 раз при каждом измерении (низкий сигнал означает наличие волнистости). Затем полученные сигналы передаются в осциллограф для анализа.

В России для определения волнистости используются приборы профилографы-профилометры. Эти устройства могут механически изучать поверхность и записывать полученные результаты в графическом варианте (круглограмма).

Также зачастую используется метод обнаружения микроволн на поверхности с помощью анализа записи магнитного диска (используется в качестве экспресс-теста для получения моментальных данных). Прибор для измерения волнистости с помощью этого метода состоит из: диска, двигающейся головки, детектора и программного или аппаратного обеспечения, которое фиксирует изменения на поверхности детектора при вращении диска по поверхности детали. В этом случае детектор является пьезоэлектрическим преобразователем. На поверхности изделия возникает электрическое напряжение. Сигнал на поверхности увеличивается с увеличением линейной скорости вращения диска. Сигнал на поверхности изделия коррелирует с микроволнистостью, таким образом, производится оптическое исследование поверхности изделия. Диск осуществляет магнитную запись. Детектор улавливает резонанс, который создают микроволнистость и потоки воздуха при вращении диска. Так определяется наличие микроволнистости и шероховатости на поверхности изделия.

Лазерный метод – один из простых и популярных методов исследования качества поверхности материала (детали). Например, компания Chapman Instrument Incorporated, предлагает прибор для определения шероховатости и волнистости. Его принцип действия основан на бесконтактном (оптическом) изучении поверхности линз, зеркал или призм. Мощный сканер считывает информацию с исследуемого материала на все 360 градусов. Благодаря этому прибору довольно легко определить размер и длину микроволн, которые не видны невооруженным глазом.

30Классификация приспособления. Приспособления представляют собой дополнительные устройства к металлорежущим станкам, применяемые для установки и закрепления обрабатываемых деталей или режущего инструмента. В последнем случае они называются вспомогательными инструментами

В массовом производстве специальные приспособления обеспечивают не только заданную точность, но также и быструю установку деталей.

Станочные приспособления в первом приближении можно разделить на следующие виды: универсальные, универсально-сборные (УСП), универсально- наладочные (УНП) и специальные.

Универсальные приспособления применяются на металлорежущих станках общего назначения в единичном, мелкосерийном и серийном производстве. К этим приспо- соблениям следует отнести принадлежности к станкам (кулачковые патроны, станочные тиски и т.п.).

Универсально-сборные приспособления собираются из нормализованных деталей и узлов, входящих в комплект УСП (корпусные детали, установочные, направляющие, крепежные и другие детали).

 

УСП применяются в условиях опытного и серийного производства. При использовании УСП работа конструкторов по проектированию приспособлений резко сокращается. Однако значительный эффект от УСП получают при хорошей организации сборки и наладки приспособлений на станках.

Универсально-наладочные приспособления используют для установки и закрепления конструктивно схожих деталей на токарных, фрезерных, сверлильных, револьверных и других станках. УНП состоит из двух частей: универсальной (постоянной) и наладочной (сменной). Наладочная часть изготовляется для конкретной детали согласно ее форме и габаритным размерам.

По сравнению с трудоемкостью специального приспособления для обработки таких же деталей трудоемкость УНП ниже на 60–70%.

Специальные приспособления применяются для выполнения определенных операций обработки данной детали и изготовляются в единичных экземплярах.

Особое место занимают приспособления для автоматических линий, называемые спутниками. Применение спутников нежелательно (снижается точность обработки, усложняется и удорожается устройство линий), однако они используются вместо ста- ционарных приспособлений на рабочих позициях линии из-за конструктивных особенностей обрабатываемых деталей. Примеры применения приспособлений-спутников на автоматических линиях рассмотрены при обработке характерных деталей автомобилей и тракт

 

31. Определение основного технологического времени

 

Основное технологическое время

 

 

L p

tо. т  s i,

где

L p – расчетная длина обработки (длина резания, величина врезания и перебега инструмента);

s  – минутная подача;

i   – количество проходов.

Время организационного обслуживания рабочего места (смазка и чистка станка, удаление стружки со станка и т. п.) нормируется в процентном отношении к оперативному времени

t оп    tо. т    t в  ,

Время перерывов на отдых берется также в процентах от оперативного времени. Тогда формула для технической нормы времени может быть записана так:

ç1

tшт    tо. т    tв   

t об

+ t   

п

,

  100 

Величина, обратная технической норме времени, называется нормой выработки:

 

 

штук  в единицу времени.

Сменная норма выработки

Q 1

t шт

Q   60 Tсм см t

где

шт

T см – продолжительность рабочей смены в ч.

Техническая норма времени и норма выработки являются основными критериями

оценки станочной операции и характеризуют производительность труда. Определив штучное время для разных вариантов операции, можно сопоставить их по производи- тельности.

 

34. Особенности изготовления ступенчатых валов

Ступенчатые валы в основном изготовляют из конструкционных и легированных сталей, так как к ним предъявляются высокие требования по механической прочности, обрабатываемости, малой чувствительности к концентрации внутренних напряжений. Ступенчатые валы, как правило, подвергаются термообработке с целью повышения их износоустойчивости. Исходя из технических требований, предъявляемых к ступенчатым валам, их изготовляют из следующих сталей: 35, 40, 45, 40Г, 50Г, 40Х и др.

Ступенчатые валы имеют несколько конструктивных разновидностей. К ним относятся: 1) валы без шлицев и зубчатых колес; 2) валы со шлицами; 3) валы-шестерни без шлицев; 4) валы-шестерни цилиндрические со шлицами; 5) валы-шестерни конические со шлицами.

В условиях крупносерийного и массового производства, а также при изготовлении валов сложной конфигурации, имеющих большое число ступеней со значительным перепадом по диаметру, заготовку целесообразно получать ковкой, горячей штамповкой, из периодического проката, обжатием на ротационно-ковочных машинах, электровысад- кой и др. Эти методы позволяют получать заготовки ступенчатых валов, по форме и размерам близкими к форме и размерам готовой детали, что снижает расход металла и трудоемкость механической обработки.

Для значительного количества операций за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий, что позволяет обрабатывать почти все наружные поверхности вала на единых базах с установкой его в центрах. Наружные поверхности ступенчатых валов обтачивают на токарных, токарно-копировальных, горизонтальных многорезцовых станках и на вертикальных одно- и многошпиндельных автоматах.

Токарную обработку наружных поверхностей вала можно выполнять по двум вариантам: 1) без разделения на черновую и чистовую операции, за один проход (при точных заготовках с малыми припусками); 2) с разделением на черновую и чистовую операции.