Технология машиностроения (лабораторный практимум) - часть 1

Лабораторный практикум состоит из 9 лабораторных работ по циклу тех-
нологических  дисциплин:  основам  технологии  машиностроения,  техноло-
гии  машиностроения.  Каждая  работа  включает  теоретическое  изложение 
материала,  описание  методики  проведения  экспериментов  и  контрольные 
вопросы для самопроверки. 
Методические  указания  предназначены  для  выполнения  лабораторного 
практикума по дисциплинам "Основы технологии машиностроения", "Тех-
нология машиностроения" для студентов специальностей 120100, 120200. 

Введение 

Основными целями проведения лабораторных работ являются: 

−  установление связей теории с практикой в форме экспериментального 

подтверждения положений теории; 

−  обучение  студентов  умению  анализировать  полученные  результаты, 

сопоставлять их с теоретическими положениями и расчетными данными; 

−  контроль самостоятельной работы студентов по освоению курса. 

Цели  лабораторного  практикума  достигаются  наилучшим  образом  в  том 

случае,  если  выполнению  эксперимента  предшествует  определенная  подгото-
вительная внеаудиторная работа. Поэтому перед каждой лабораторной работой 
с целью оценки готовности студента к выполнению работы проводится корот-
кое собеседование. 

Оформление отчетов должно производиться после окончания работы не-

посредственно в лаборатории. Отчет по лабораторной работе оформляется ин-
дивидуально каждым студентом. При оформлении отчета следует руководство-
ваться  требованиями,  предъявляемыми  к  оформлению  текстовых  документов, 
таблиц,  рисунков,  графиков.  Отчет  по  лабораторной  работе  должен  быть  вы-
полнен аккуратно (записи - ручкой или с применением печатающих устройств, 
рисунки и графики карандашом при помощи чертежных инструментов). 

При  подготовке  отчета  к  защите  следует  проанализировать  эксперимен-

тальные результаты, сопоставить их с известными теоретическими положения-
ми или эмпирическими справочными данными, обобщить результаты исследо-
ваний в виде лаконичных выводов по работе, подготовить ответы на вопросы, 
приводимые в методических указаниях к выполнению лабораторных работ. 

1  Оценка  точности  технологической  операции  статистиче-

ским методом 

 
1.1 Цель работы 
 
Изучение погрешностей возникающих в процессах изготовления деталей. 

Освоение  методики  оценки  точности  технологических  операций  с  помощью 
математической  статистики.  Выявление  мероприятий,  направленных  на  повы-
шение точности

 

технологических операций. 

 
1.2 Общие положения 
 
В  технологии  машиностроения  принято  различать  следующие  виды  по-

грешностей обработки, различающихся по характеру их воздействия на техно-
логическую систему: 

а) систематические постоянные погрешности вызываемые, например, не-

точностью настройки режущего инструмента; 

б)  систематические  погрешности,  закономерно  изменяющиеся  по  тече-

нию  технологического  процесса,  вызываемые,  например,  размерным  износом 
режущего инструмента; 

в)  случайные  погрешности,  которые,  появившись  при  обработке  одной 

заготовки, необязательно появляются при обработке других заготовок, а их зна-
чения  для  различных  заготовок  изменяются  в  определённых  пределах  от 
максимального  до  минимального.  Предсказать  момент  появления  и  величину 
этих погрешностей возможно только с определенной вероятностью. 

Систематические погрешности обработки изучаются с помощью теорети-

ческих  или  экспериментальных  исследований  закономерностей,  которым  они 
подчиняются. Случайные погрешности изучаются с применением теории веро-
ятностей и математической статистики. 

Точность и стабильность технологических процессов оценивается на ста-

дии  технологической  подготовки  и  в  установившемся  производстве  Оценка 
производится  для  выявления  факторов,  оказывающих  решающее  влияние  на 
величину  погрешностей  обработки,  для  определения  фактических  точностных 
характеристик  технологических  операций.  Результаты  оценки  используются 
при  разработке  мероприятий  обеспечивающих  точность  изготовления  продук-
ции. 

Оценка  точности  должна  производится  по  параметрам  детали,  оказы-

вающим  решающее  виляние  на  функциональные  показатели  изделия.  Обычно 
оценка  состоит  из  следующих  этапов:  измерение  контролируемых  параметров 
деталей;  заполнение  протоколов  измерений;  статистическая  обработка  резуль-
татов измерений; анализ результатов статистической обработки. 

Для  исследований  точности  механической  обработки  используются  сле-

дующие  основные  методы:  расчетно-аналитический;  вероятностно - статисти-
ческий и расчетно-статистический. 

Расчетно-аналитическая  модель  предполагает  полную  детерминирован-

ность  процесса,  для  которого  точно  известны  как  начальные  условия,  так  и 
влияние  сопутствующих  факторов.  Путем  решения  систем  уравнений,  описы-
вающих закономерности образования погрешностей технологического процес-
са,  однозначно

 

определяется  искомая  точность.  Однако  реальные  процессы  не 

всегда  правильно  отображаются  детерминированными  моделями  и  правомер-
ность их применения в таких случаях, зависит от детальности изучения иссле-
дуемого процесса. Математическое описание процессов в этом случае заключа-
ется в последовательном определении начальных (исходных) погрешностей за-
готовки;  далее  устанавливается  в  аналитическом  виде  их  влияние  на  оконча-
тельную точность. 

Вероятностно-статистическая модель применяется при изготовлении дос-

таточно  больших  партий  деталей.  Она  позволяет  без  раскрытия  физической 
сущности явлений решать ряд задач по оценке и исследованию точности. 

Расчетно-статистические  модели  сочетают  положительные  стороны  обо-

их,  вышерассмотренных  методов.  Они  пригодны  для  различных  условий  про-
изводства и являются весьма гибкими, так как позволяют рассчитывать первич-
ные  и  суммарные  погрешности,  оценивая  их  отдельные  составляющие  стати-
стическим или расчетным путем. При недостатке данных модель носит в боль-
шей мере вероятностно-статистический характер. В то же время, применяя де-
терминированный подход, можно определить поле рассеивания случайных по-
грешностей и отдельные погрешности расчетно-аналитическим методом. 

К  статистическим  методам  относятся  исследования  с  использованием 

кривых  распределения  погрешностей  и  графоаналитический  метод  (точечных 
диаграмм). 

Центральная  теорема  теории  вероятностей  Ляпунова  дает  обоснование 

тому  факту,  что  при  устойчивом  процессе  обработки  деталей  на  настроенных 
станках и при отсутствии изменяющихся во времени систематических погреш-
ностей действительные размеры деталей подчиняются закону нормального рас-
пределения, так как результирующая погрешность обработки представляет со-
бой сумму большого числа независимых погрешностей. 

Этот метод оценки точности применяется в условиях производства боль-

шого количества деталей. Для его применения необходимо произвести выборку 
деталей  на  исследуемой  операции.  Количество  деталей  в  выборке  n  влияет  на 
точность оценки и определяется по специальной методике. По результатам из-
мерения  деталей  выборки  строится  опытная  кривая  распределения,  к  которой 
по критерию согласия подбирается теоретический закон распределения. 

Опытные  кривые  распределения  строят  следующим  образом.  Определя-

ется диапазон изменения контролируемого параметра – поле рассеяния. 

 

,

min

max

x

x

x

−

=

ω

 

(1.1) 

 
где 

max

x

 - максимальное значение контролируемого параметра; 

min

x

 - минимальное значение контролируемого параметра.