Технология изделий из древесины

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.Определение точности обработки изделий из древесины

1.1 Цель работы

обработка древесина деталь

Целью данной работы является приобретение практических навыков, расчёта точности обработки заготовок и деталей из древесины и древесных материалов на деревообрабатывающих станках методом статистической обработки на компьютере.

Известно, что определение точности работы станков, в том числе и деревообрабатывающего оборудования, является актуальной задачей.

В производстве изделий из древесины одним из основных производственных показателей качества является изготовление изделий с заданной точностью, так как именно точность изготовления позволяет осуществлять взаимозаменяемость деталей и сборочных единиц, что в значительной степени влияет на снижение себестоимости готовой продукции.

При изготовлении изделий из древесины детали и сборочные единицы обрабатывают на станках, как правило, партиями. Партия деталей - это детали, обработанные на одном станке при одной его настройке.

Для получения качественной механической обработки деталей очень важно знать:

1) какую точность обработки изделий позволяет получить данное оборудование (станок);

2) соответствие полученных размеров обработанных изделий заданной точности (допуску).

Эти факторы, как правило, определяют статистическими расчётами.

В настоящее время одним из наиболее прогрессивных способов статистической обработки в производственных условиях является использование системы MathCAD на персональном компьютере.

Данная система позволяет создавать алгоритм расчётов с последующим изменением входных параметров и получением новых расчётных значений точности работы оборудования, его настройки и определения процента годных и бракованных изделий при обработке их на любом оборудовании при условии, что вероятность распределения случайных величин подчинено закону нормального распределения.

1.2 Условия и данные

Выполнить расчёт основных статистических характеристик на компьютере партий деталей при обработке их на шипорезном станке (50 замеров толщины шипа) в соответствии с допуском варианта из табл. 1.1 и определить:

- величину систематической погрешности

- процент годных деталей и процент брака, соответствующих заданному допуску без учёта систематической погрешности;

- процент годных деталей и процент брака, соответствующих заданному допуску с учётом систематической погрешности;

- дать характеристику точности обработки станка, с точки зрения полученных пределов поля рассеивания случайных погрешностей размеров детали 6S.

Таблица 1.1 Варианты задания

1.3 Расчет статистических показателей

Для размера с допуском 12h12 по ГОСТ 6449.1-82 находим предельные отклонения

Табличные значения индексной переменной х

Расчет среднего значения

Расчет среднеквадратического отклонения

Построение графика функции нормального распределения

Рис.

1.4 Расчет процента годных и бракованных деталей

Расчет систематической погрешности sp

sp := xcp - dsd sp = -0.037 мм

Расчет процента годных и бракованных деталей без учета систематической погрешности (при правильной настройке станка).

Расчет процента годных деталей р1

р1=82.544%

Расчет процента бракованных деталей b1 меньше допуска z1

p2=41.272%

b1=8.728%

Расчет процента бракованных деталей b2 больше допуска z2

p3=41.272%

b2=8.728%

Расчет процента общего брака b3

b3 := b1 + b2 b3 = 17.456%

Расчет процента годных и бракованных деталей с учетом систематической погрешности (суммарная погрешность) при некачественной настройке станка.

Для расчета зададим предельные значения:

z3 := dsd - IT/2 z3 = 11.82 мм

z4 := dsd + IT/2 z4 = 12 мм

a = 11.674 мм xcp = 11.873 b = 12.072 мм

Рис.

Расчет процента годных деталей р4

p4=76.17%

Расчет процента бракованных деталей p5 меньше допуска

Пределы при интегрировании принимаем от а до z3

p5= 20.906%

Расчет процента бракованных деталей p6 больше допуска (больше верхнего предельного значения z4)

p6=2.679%

Значение, соответствующее 6s

6*s = 0.398 мм

Задание параметров для построения гистограммы

Определяем минимальное и максимальное значения экспериментальных данных с помощью функций:

11.74

12

Определяем размах выборки:

0.26

Разделим отрезок [17,07; 17,65] на 7 интервалов длиной h:

0.037

Границы интервалов

Эмпирические частоты

формула для построения гистограммы

Рис.

B результате выполненной работы установлено:

1). Точность обработки деталей (поле рассеивания случайных погрешностей) на шипорезном станке соответствует 6s=0,398 мм.

2). Систематическая погрешность sp=-0,037 мм.

3). Процент годных деталей, соответствующих допуску IT=0,18 мм без учета систематической погрешности (при правильной настройке станка) составляет 82,5%, а брак - 17,5%.

4). Процент годных деталей, соответствующих допуску IT=0,18 мм с учетом систематической погрешности (при некачественной настройке станка) составляет 76.17%, а брак - 2.6%.

2.Расчет допусков вероятностным методом

2.1 Цель работы

Целью данной работы является выбор и определение предельных линейных размеров и предельных отклонений отверстий и валов и освоение методики определения допусков и посадок вероятностным методом в изделиях из древесины и древесных материалов.

2.2 Условия и данные

По заданной посадке в соответствии с ГОСТ 6449.1-82 определить для отверстия и вала значения допусков и предельные отклонения размеров.

Рассчитать в соответствии с вариантом задания зазоры, или натяги, или зазор и натяг на максимум-минимум и по вероятностному методу сравнить их между собой.

Варианты задания приведены в табл. 2.1.

Вычертить схемы допусков и проставить на них значения допусков и предельные размеры отверстия и вала (черт. 2.1).

Таблица. Варианты задания

2.3 Расчет параметров посадки

В соответствии с вариантом задания (табл. 2.1) выбираем посадку

По ГОСТ 6449.1-82 определяем предельные отклонения отверстия и вала

2.3.1 Расчет параметров посадки на максимум и минимум

В силу того, что верхнее отклонение отверстия больше нижнего отклонения вала поэтому данное соединение имеет максимальный зазор и натяг.

Определяем максимальный и минимальный зазоры:

максимальный зазор:

Smax = Dmax - dmin = 12,18 - 12,06 = 0,12 мм;

максимальный натяг:

Nmax = dmax - Dmin = 12,24 - 12 = 0,24 мм;

2.3.2 Расчет параметров посадки вероятностным методом

Расчет зазоров по вероятностному методу выполняется в следующей последовательности по соответствующей группе формул ГОСТ 6449.1 - 82 [1, табл. 1.1 - табл. 1.4]:

IT =

определяем вероятностный допуск посадки

ITпос.вер. =

определяем средний натяг

Nc =

определяем вероятностные предельные зазоры и натяги

Smax.вер. = -Nc +

Nmax.вер. = Nc +

Таким образом, предельные отклонения по максимуму-минимуму составляют от 0,12 до 0,24 мм, а по вероятностному методу - от 0,065 до 0,185 мм, что повышает точность соединения на 2%, т.е.

Точность =

3. Определение параметров шероховатости поверхности

3.1 Цель работы

Целью данной работы является приобретение навыков расчета шероховатости поверхностей деталей из древесины и древесных материалов.

3.2 Условия и данные

Выполнить расчет шероховатости поверхности двух деталей, профили которых приведены на рис. 5.1 по параметрам ГОСТ 7016-82.

3.3 Выполнение расчетов

Для расчета параметров шероховатости задаем исходные данные:

m1 = 65 - масштаб (рис 5.1, а)

m2 = 215 - масштаб (рис 5.1, б)

n3 = 5 - количество замеров для параметров Rm_max и Rz

i = 1..5

n = 13 - количество замеров для параметра Ra

j = 1..13

n1 = 15.385

n2 = 4.651



Расчет среднего арифметического высот отдельных наибольших неровностей на поверхности

Rm_max = 363 мкм

Расчет наибольшей высоты неровностей профиля

Yp_max = 83 мкм

Yv_max = 102 мкм

Rm = Yp_max + Yv_max Rm = 186 мкм

Расчет высоты неровностей профиля по десяти точкам

Rz = 122 мкм

Расчет среднего арифметического абсолютных отклонений профиля

Ra = 38 мкм

4. Оптимизация транспортных перевозок

4.1 Цель работы

Целью данной работы является нахождение оптимального плана транспортных перевозок в среде Excel.

4.2 Условия и данные работы

Имеется три леспромхоза A(I), т.е. три пункта отправления (ПО), в которых заготовлены круглые лесоматериалы в количестве 35, 45 и 50 тысяч кубометров.

Эти лесоматериалы надо перевезти в четыре пункта назначения (ПН) (BJ) с заявками 30, 10, 65 и 25 тысяч кубометров со стоимостью перевозок единицы груза C(I,J) в условных единицах из А(I) в B(J), представленной в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Пункт отправления (ПО)	Пункт назначения (ПН)
обозначение	запас лес.-мат.,тыс.куб.	В(1)	В(2)	В(3)	В(4)
		Стоимость перевозок С(I,J), у.е.
А(1)	35	36	13	16	11
А(2)	45	25	17	22	18
А(3)	50	19	20	32	14
Заявка, тыс. куб.	30	10	65	25

Требуется составить такой план перевозок (сколько, откуда и куда кубометров лесоматериалов надо перевезти), чтобы все заявки были выполнены, а общая стоимость всех перевозок была бы минимальной.

Для решения этой задачи обозначим количество перевозимых лесоматериалов из А(I) в В(J), как X(I,J) и запишем математическую модель:

1) Суммарное количество груза вывозимого из каждого ПО во все ПН должно быть равно запасу груза в данном пункте, тогда это даст m уравнений - равенств (4.1), где m=1,2,3:

X(1,1) + X(1,2) + X(1,3) + X(1,4) = A(1) A(1) = 35

X(2,1) + X(2,2) + X(2,3) + X(2,4) = A(2) A(2) = 45 (4.1)

X(3,1) + X(3,2) + X(3,3) + X(3,4) = A(3) A(3) = 50

2) Суммарное количество груза, поступающего в каждый ПН из всех ПО должно соответствовать заявке каждого пункта назначения, тогда это даст n условий - равенств (4.2), где n = 1, 2, 3, 4:

X(1,1) + X(2,1) + X(3,1) = В(1) В(1) = 30

X(1,2) + X(2,2) + X(3,2) = В(2) В(2) = 10 (4.2)

X(1,3) + X(2,3) + X(3,3) = В(3) В(3) = 65

X(1,4) + X(2,4) + X(3,4) = В(4) В(4) = 25

3) Тогда целевая функция примет вид (4.3)

(4.3)

4.3 Результаты расчетов

В результате поиска решения найден оптимальный план перевозок, представленный в ячейках В7:В9 (табл. 4.3), то есть сколько, откуда и куда надо перевезти лесоматериалов с минимальными затратами, при этом целевая функция составила: Z = 2340 у.е.

 Таблица 4

Запись условий в ячейку	Запись условий в окно Поиск решения
адрес ячейки	условия
G13	СУММПРОИЗВ(В7:Е7;В19:Е19)	$G$13=$I$13
G14	СУММПРОИЗВ(В8:Е8;В20:Е20)	$G$14=$I$14
G15	СУММПРОИЗВ(В9:Е9;В21:Е21)	$G$15=$I$15
G16	СУММ(В7:В9)	$G$16=$I$16
G17	СУММ(C7:C9)	$G$17=$I$17
G18	СУММ(D7:D9)	$G$18=$I$18
G19	СУММ(E7:E9)	$G$19=$I$19
G20	СУММ(I13:I15)	$G$20=$I$20
G21	СУММ(I16:I19)	$G$21=$I$21

Стоимость перевозок в условных единицах записываем в блок ячеек В13:В15 (табл. 4.3).

Коэффициенты при неизвестных равные единицам заносим в ячейки В19:Е21.

В ячейки I13:I15 записываем количество грузов, находящихся в пунктах отправления А(I), а в ячейки I16:I19 заносим количество грузов, требуемых по заявкам пунктов назначения B(J).

В ячейки I20 и I21 записываются: сумма запаса грузов в пунктах отправления и сумма заявок пунктов назначения.

В ячейку G7 записываем условия целевой функции:

СУММПРОИЗВ(B7:E9;B13:E15)

Литература

1. Кондратьев Ю.Н. Технология изделий из древесины. Методические указания по допускам и посадкам. РИО ПетрГУ.-Петрозаводск. 2000.-46 с.

2. Кондратьев Ю.Н. Технология изделий из древесины. Дистанционный курс в Internet по адресу: http://media.karelia.ru/~resource/tehnolog/

3. Кондратьев Ю.Н., Питухин А.В. Управление деревообрабатывающими предприятиями. Дистанционный курс в Internet по адресу: http://webct.karelia.ru//

4.Кодратьев Ю.Н., Питухин А.В. Система автоматизированного проектирования Компас-3D V6 Plus. Методические указания в примерах. РИО Петр-ГУ.-Петрозаводск. 2005.-175с.

5. Кондратьев Ю.Н., Питухин А.В. Система автоматизированного проектирования Компас-3D V6 Plus. Дистанционный курс 2005 г. http://webct.karelia.ru/

6. Кондратьев Ю.Н., Питухин А.В., Костюкевич В.М. Система автоматизированного проектирования Компас-3D V6 Plus. Методические указания по разработке сборочных единиц. РИО ПетрГУ.-Петрозаводск. 2006.-167 с.

7. Кондратьев Ю.Н., ПИтухин А.В. Машинная графика на базе системы Компас-3D V6 Plus. Разработка сборочных единиц. Дистанционный курс 2006. http://webct/karelia.ru/

8. Кондратьев Ю.Н., Питухин А.В. Машинная графика на базе системы Компас-3D V8. Петрозаводск. ПетрГУ. Электронный курс (презентация, 186 слайдов) 2007. http://webct.karelia.ru/

9. Кондратьев Ю.Н., Питухин А.В. Машинная графика на базе системы Компас-3D V8. Курс лекций. РЦНИТ ПетрГУ.-Петрозаводск. 2008.-50 с.

10. Кондратьев Ю.Н., ПИтухин А.В., Скобцов И.Г., Костюкевич В.М. Система автоматизированного расчет напряжения и деформаций Zenit. Учебное пособие для студентов инженерных специальностей. РИО ПетрГУ.-Петрозаводск. 2007.-138 с.

Размещено на Allbest.ru

...