1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХДАННЫХ
1.1 Анализ служебногоназначения детали
Вал ступенчатыйпредназначен для передачи крутящего момента с шестерни на колесо посредствомшпонки. Данный вал работает в редукторе крана для привода лебедки.
Нагрузки – неравномерные.
Условия смазки — удовлетворительные.
Условия работы – полевые.
1.2 Физико-механическиехарактеристики материала
Деталь изготовлена из стали45 по ГОСТ 1050-74 и обладает следующими характеристиками
Химический состав:Марка стали С Si Mn Cr Ni Содержание элементов в % 45 0,42-0,50 0,17-0,37 0,50-0,80 ≤0,25 ≤0,25
Такая сталь обладаетследующими механическими свойствами:
— временное сопротивлениепри растяжении увр=598 МПа,
— предел текучести ут=363МПа,
— относительное удлинениед=16 %,
— ударная вязкость ан=49Дж/м2,
— среднее значениеплотности: /> />
— дельнаятеплопроводность: 680 Вт/(/>)
— коэффициент линейногорасширения б=11,649*106 1/Сє
Сталь 45среднеуглеродистая сталь конструкционная сталь, подвергаемая закалке ипоследующему высокотемпературному отпуску. После такой термической обработкистали приобретают структуру сорбита, хорошо воспринимающую ударные нагрузки.Такие стали обладают небольшой прокаливаемостью (до 10 мм), поэтомумеханические свойства с увеличением сечения изделия понижаются. Для валатребуется более высокая поверхностная твердость, следовательно, после закалкиего подвергают отпуску.
1.3 Классификацияповерхностей деталиВид поверхности № поверхности Исполнительные поверхности 14, 16 Основные конструкторские базы 2, 8, 12 Вспомогательные конструкторские базы 3, 5, 6, 9, 13, 14, 16 Свободные поверхности 1, 4, 7, 10, 11, 15, 17
1.4 Анализтехнологичности детали№ поверхности Вид поверхности JТ Ra, мкм ТТ Технические условия 1 Плоская
h/> 12,5 2 Плоская h7 1,25 3 Плоская h8 2,5 4 Плоская
h/> 12,5 5 Плоская h7 1,25 6 Плоская h8 2,5 7 Плоская
h/> 12,5 8 Цилиндрическая k6 0,63 9 Цилиндрическая n7 1,25 10 Цилиндрическая
h/> 12,5 11 Цилиндрическая
h/> 12,5 12 Цилиндрическая k6 0,63 13 Цилиндрическая n7 1,25 14 Плоская N9 3,2 15, 17 Плоская
h/> 6,3 16 Плоская N9 3,2
1.4.1Качественная оценка технологичности
а) Показательтехнологичности заготовки.
Коэффициентобрабатываемости материала резанием Коб=1
б) Простая конструкциядетали (отсутствие сложных фасонных поверхностей) позволяет использовать при еёпроизводстве унифицированную заготовку.
в) Габаритные размерыдетали и ее использование позволяет использовать рациональные методы получениязаготовки, такие как: прокат, штамповка, литье.
г) С учётом требований кповерхностям детали (точности, шероховатости), а также их тех назначенияокончательное формирование поверхностей детали (ни одной) на заготовительнойоперации невозможно.
д) Обеспечение нужнойшероховатости возможно стандартными режимами обработки и унифицированныминструментом.
е) Данная сталь способналегко подвергается ТО.
1.4.2 Показателитехнологичности конструкции детали в целом
1. Материал не являетсядефицитным, стоимость приемлема.
2. Конфигурация деталипростая.
а) Конструкционныеэлементы детали универсальны
б) Размеры и качествоповерхности детали имеют оптимальные требования по точности и шероховатости.
в) Конструкция деталиобеспечивает возможность использования типовых ТП ее изготовления.
г) Возможность обработкинескольких поверхностей с одного установа имеется:
д) С учётом требований кповерхностям детали (точности, шероховатости), а также их тех назначенияокончательное формирование поверхностей детали (ни одной) на заготовительнойоперации невозможно. Невозможна обработка на проход.
е) Конструкцияобеспечивает высокую жесткость детали.
ж) Технические требованияне предусматривают особых методов и средств контроля.
1.4.3 Показателитехнологичности базирования и закрепления
а) Заготовкаустанавливается удобно для обработки
б) Во время механическойобработки единство баз соблюдается.
1.4.4 Количественнаяоценка технологичности
а) Коэффициент точностиобработки
КТО=1-/>,
где />-cредний квалитетповерхностей детали.
/>,
где ni – количество поверхностей с i квалитетом;
JTi – квалитет.
А=/>.
КТО=1-/>= 0,901 .
б) Коэффициент среднейшероховатости поверхности детали
КТШ=1-/>, />=/>,
/>=5,456.
КТШ=1-/>=0,817.
2. ВЫБОР ТИПАПРОИЗВОДСТВА И ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ
2.1 Рассчитаем массуданной детали
q= />,
/>
/>
V=789700 мм3
m=789700·7814·10-9=6,170кг.
2.2 Анализ исходныхданных
— масса данной деталисоставляет 6,170 кг.;
— объем выпуска изделий1100 дет/год;
— режим работыпредприятия изготовителя – двухсменный;
— тип производства –среднесерийный.
Основные характеристикитипа производства
— объем выпуска изделий — средний;
— номенклатура – средняя;
— оборудование –универсальное;
— оснастка –универсальная, специализированная;
— степень механизации иавтоматизации – средняя;
— квалификация рабочих –средняя;
— форма организациитехнологического процесса – групповая переменно-поточная;
— расстановкаоборудования – по типам станков, предметно-замкнутые участки;
— виды технологическихпроцессов – единичные, типовые, групповые, операционные;
— коэффициент закрепленияоперации
10
Объем партий, запускдеталей
/>
а – периодичность запускадеталей
254- число ходов
— метод определенияоперационных размеров – расчетно-аналитический;
— метод обеспеченияточности – оборудование, настроенное по пробным деталям.
3. ВЫБОР МЕТОДАПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ И ЕЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
3.1 Получениезаготовки литьем в оболочковые формы
1) Исходя изтребований ГОСТ 26.645-85, назначаем припуски и допуски на размеры детали исводим эти данные в таблицу 1.
В зависимости от выбранного метода принимаем:
- класс точностиразмеров и масс – 10
- ряд припусков –4.
Припуски на размеры даны на сторону. Класс точности размеров,масс и ряд припусков выбираем по таблице 2.3 [1], допуски по таблице 2.1 [1] иприпуски по таблице 2.2 [1].
Таблица №1Размеры, мм Допуски, мм Припуски, мм Расчет размеров заготовки, мм Окончательн. размеры, мм Ш55 ±2,4 3,8 Ш55+(2.3,8)±2,4= Ш62,6±2,4 Ш63±2,4 Ш65 ±2,8 4,2 Ш65+(2.4,2)±2,8= Ш73,4±2,8 Ш73±2,8 Ш75 ±2,8 4,2 Ш75+(2.4,2)±2,8= Ш83,4±2,8 Ш83±2,8 15 ±1,8 3,4 15+(2.3,4)±1,8= 21,8±1,8 22±1,8 70 ±2,8 4,2 70+4,2±2,8= 74,2±2,8 74±2,8 275 ± 4 5 275+2.5±4=285±4 285±4
2) Литейные уклоны назначаем согласно ГОСТ 26.645-8, исходяиз конструктивных особенностей заготовки. Согласно рекомендации, для упрощенияизготовления литейной модели принимаем их одинаковыми и величиной 3°.
3) Литейные радиусызакруглений наружных углов принимаем равными R=3 мм.
Литейные радиусызакруглений внутренних углов определяем по формуле R=0,4∙h.
R1= R2= R3=0,4∙10мм=4 мм
4) Определяем коэффициентиспользования материала Км, по формуле:
/>
где m – масса детали, кг;
M – масса заготовки, кг.
Рассчитаем массу заготовки:
/> , кг
где: г – плотностьматериала, кг/м3. Для стали: г=7814 кг/м3;
Vз – объем заготовки, мм3 .
Объем заготовки определяем как алгебраическую сумму объемовпростейших тел составляющих заготовку:
/> мм3
/>, мм3
Mзаг.= 1,212·106×7814×10-9= 9,47 кг, mдет.= 8,055·105×7814×10-9 = 6,29, кг.
Определим коэффициент использования материала:
/>.
Данный метод литьяудовлетворяет задаче получения отливки с контуром приближающемся к контурудетали; т.е. с коэффициентом использования Км близким к 1.
3.2 Получениезаготовки штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах
1) По таблице 3.1.3 [1]выбираем:
а) Оборудование – пресс свыталкивателем;
б) Штамповочные уклоны: 5°;
в) Радиусы закругленийнаружных углов, при глубине полости ручья:
10…25 мм — r = 2,5мм,
25…50 мм — r = 3мм;
Радиусы закругленийвнутренних углов, больше наружных углов в 3…4 раза.
2) По таблице 3.4 [1]назначаем допуски и припуски на обработку на сторону и сводим их в таблицу 2.
Таблица № 2Размеры, мм Допуски, мм Припуски, мм Расчет размеров заготовки, мм Окончательн. размеры, мм Ш55
+2,4
-1,2 3,1 Ш55+(2.3,1)= Ш61,2
Ш 61/> Ш60
+2,4
-1,2 3,1 Ш60+(2.3,1)= Ш66,2
Ш 66/> Ш65
+2,4
-1,2 2,8 Ш65+(2.2,8)= Ш70,6
Ш 71/> Ш75
+2,4
-1,2 2,8 Ш75+(2.2,8)= Ш80,6
Ш 81/> 15
+2,1
-1,1 2,8 15+(2.2,8)= 20,6
21/> 35
+2,1
-1,1 2,8 35+2,8= 37,8
38/> 50
+2,1
-1,1 2,8 50+2,8= 52,8
53/> 70
+2,4
-1,2 2,8 70+2,8= 72,8
73/> 275
+3,0
-2,0 3,2 275+(2.3,2)= 281,4
281/>
3) Рассчитаем площадь поковки в плане [1]:
Fпок.п =18861, мм2
4) Определяем толщину мостика для облоя [1]:
/> , мм
Коэффициент Со принимаемравным 0,016.
5)По таблице 3.2.2выбираем остальные размеры облойной канавки [1]:
а) Усилие пресса – 16МН;
б) ho = 2,2 мм;
в) l = 5 мм;
г) h = 6 мм;
д) R1 = 20 мм.
6) Рассчитать объем заготовки [1]:
Vзаг.=Vп+Vу+Vо, мм3
где Vп – объем поковки,рассчитываемый по номинальным горизонтальным размерам чертежа;
Vу – объем угара, определяемыйв зависимости от способа нагрева;
Vо – объем облоя приштамповке.
а) Объем поковки:
/> мм3
б) Объем угара Vу принимаем равным 1% от Vп.
Vу=10530 мм2
в) Объем облоя Vо:
Vо=о.FМ.(Рп + о. р. l),
где о – коэффициент,учитывающий изменение фактической площади сечения
получаемого облоя посравнению с площадью сечения мостика; о=2.
Fм — площадь поперечного сечениямостика;
Рп – периметр поковки;
FM=l .ho= 5.2,2= 11 мм2
Рп= 724 мм.
Подставим полученныеданные в формулу:
Vо= 2.11×(724+2.3,14.5) = 16618,8 мм3;
г) Объем поковки:
Vзаг.=1,053·106+10530+16618,8=1080148,8мм3.
Определим параметрыисходной заготовки для штамповки.
д) Диаметр заготовки:
/>, мм
где m – отношение />; 1,25
/> мм.
По ГОСТ 2590-71 />мм.
д) Длина заготовки:
/> , мм
г) Площадь поперечногосечения заготовки:
/> , мм2
7) Рассчитаем массу поковки:
/>=1080148,8.7814.10-9 =8,44 кг
8) Определим коэффициент использования материала:
/>
9) Рассчитаем усилие штамповки:
/>, МН,
где Dпр – приведенный диаметр,
Fп – площадь проекции поковки наплотность разъема штампа,
Bп.ср – средняя ширина поковки вплане,
ув — предел прочностиштампуемого материала, ув=598 МПа [2]
Dпр=1,13/>, Fп=/>, Bп.ср=/>.
Dпр = /> мм
Fп=18861 мм2;
Bп.ср=18861/281=67 мм
/>, МН
По расчетному усилию штамповки выбираем пресс с усилием 25 МНи примерной производительностью 180 шт/ч.
3.3 Технико-экономический анализ
Для окончательного выбора метода получения заготовки, следуетпровести сравнительный анализ по технологической себестоимости.
Расчет технологической себестоимости заготовки получаемую попервому или второму методу проведем по следующей формуле [1]:
Ст=Сзаг… М + Cмех…(М-m)-Сотх… (M-m), руб.
где М – масса заготовки, кг;
m – масса детали, кг;
Сзаг – стоимость одного килограмма заготовок, руб./кг;
Cмех. – стоимость механической обработки, руб/кг;
Сотх – стоимость одного килограмма отходов, руб/кг.
Стоимость заготовки, полученной такими методами, как литье впесчаные формы и штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах, сдостаточной для стадии проектирования точностью можно определить по формуле[1]:
Сзаг=Сот. hT. hC. hB. hM. hП, руб/кг,
где Сот – базовая стоимость одного килограмма заготовки,руб./кг;
hT – коэффициент, учитывающий точность заготовки;
hC – коэффициент, учитывающий сложность заготовки;
hB – коэффициент, учитывающий массу заготовки;
hM – коэффициент, учитывающий материал заготовки;
hП — коэффициент, учитывающий группу серийности.
Для получения заготовки по методу литья значениякоэффициентов в формуле следующие [1]:
hT =1,03 – 2-ый класс точности;
hC =0,7 – 1-ая группа сложности получения заготовки;
hB =0,93 – так как масса заготовки находится в пределах 3…10,0кг;
hM =1,21 – так как сталь углеродистая;
hП =0,77 – 2-ая группа серийности;
Базовая стоимость одного килограмма отливок составляет Сот =0,29 руб.
Сзаг. = 0,29. 1,03. 0,7. 0,93. 1,21. 0,77 =0,181 руб./кг
Определяем стоимость механической обработки по формуле:
Смех. = Сс + Ем. Ск, руб./кг;
где Сс = 0,495 – текущие затраты на один килограмм стружки,руб./кг [1];
Ск = 1,085 – капитальные затраты на один килограмм стружки,руб/кг [1];
Ем = 0,1 – нормативный коэффициент эффективности капитальныхвложений выбираем из предела (0,1…0,2) [1].
Смех. = 0,495 + 0,1. 1,085 = 0,6035 руб./кг
Стоимость одного килограмма отходов принимаем равной Сотх. =0,0144 руб./кг.
Определим общую стоимость заготовки, получаемую по методулитья:
Ст = 0,181. 9,47 + 0,6035. (9,47-6,29) – 0,0144. (9,47-6,29)= 3,587 руб.
Для заготовки, получаемой методом штамповки на кривошипныхгорячештамповочных прессах, значения коэффициентов в формуле (9) следующие[1]:
Сзаг=Сшт. hT. hC. hB. hM. hП, руб/кг,
где hT =1 –2-ой класс точности;
hC =0,75 – 1-ая группа сложности получения заготовки;
hB =0,87– так как масса заготовки находится в пределах 4…10 кг;
hM =1 –так как сталь углеродистая;
hП =1;
Базовая стоимость одного килограмма штамповок составляет Сшт= 0,315 руб./кг
Сзаг. = 0,315. 1. 0,75. 0,87. 1. 1 = 0,21 руб./кг
Определяем общую стоимость заготовки, получаемую штамповкой:
Ст = 0,21. 8,44 + 0,6035. (8,44-6,29) –0,0144. (8,44-6,29) =3,039 руб.
Таким образом, по технологической себестоимости наиболееэкономичным является вариант изготовления детали из заготовки, полученнойштамповкой.
Ожидаемая годовая экономия:
Эгод. = (СТ2 – СТ1). N, руб.;
где N –годовая программа выпуска деталей, шт.;
Эгод. = (3,587– 3,039). 110000 = 60280 руб.
Вывод: на основании сопоставления технологическихсебестоимостей по рассматриваемым вариантам делаем вывод о том, что длядальнейшей разработки следует выбрать метод получения заготовки штамповкой. Вэтом случае годовая экономия составит 60280 рублей.
3.4 Проектированиезаготовки
Проектирование заготовки предложенона чертеже заготовки
4. РАЗРАБОТКАТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
4.1 Разработкатехнологического маршрута обработки поверхностей№ пов. JT Ra, мкм Переходы 1 h14/2 12,5 Обтачивание черновое ( JT 12; Ra 10) Закалка ( JT 14; Ra 12,5) 2 h7 1,25 Обтачивание черновое ( JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое ( JT 9; Ra 1,25) Закалка ( JT 10; Ra 2,5) Шлифование предварит ( JT 8; Ra 1,25) 3 h8 2,5 Обтачивание черновое ( JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое ( JT 9; Ra 1,25) Закалка ( JT 10; Ra 2,5) 4 h14/2 12,5 Обтачивание черновое ( JT 12; Ra 10) Закалка ( JT 14; Ra 12,5) 5 h7 1,25 Обтачивание черновое ( JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое ( JT 9; Ra 1,25) Закалка ( JT 10; Ra 2,5) Исправление центровых фасок Шлифование предварит ( JT 8; Ra 1,25) 6 h8 2,5 Обтачивание черновое ( JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое ( JT 9; Ra 1,25) Закалка ( JT 10; Ra 2,5) 7 h14/2 12,5 Обтачивание черновое ( JT 12; Ra 10) Закалка ( JT 14; Ra 12,5) 8 k6 0,63 Обтачивание черновое ( JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое ( JT 9; Ra 1,25) Закалка ( JT 10; Ra 2,5) Исправление центровых фасок Шлифование предварит ( JT 8; Ra 1,25) Шлифование чистовое ( JT 6; Ra 0,63) 9 n7 1,25 Обтачивание черновое ( JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое ( JT 9; Ra 1,25) Закалка ( JT 10; Ra 2,5) Исправление центровых фасок Шлифование предварит ( JT 7; Ra 1,25) 10 h14/2 12,5 Обтачивание черновое ( JT 12; Ra 12,5) Закалка ( JT 14; Ra 12,5) 11 h14/2 12,5 Обтачивание черновое ( JT 12; Ra 12,5) Закалка ( JT 14; Ra 12,5) 12 k6 0,63 Обтачивание черновое ( JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое ( JT 9; Ra 1,25) Закалка ( JT 10; Ra 2,5) Исправление центровых фасок Шлифование предварит ( JT 8; Ra 1,25) Шлифование чистовое ( JT 6; Ra 0,63) 13 n7 1,25 Обтачивание черновое ( JT 12; Ra 12,5) Обтачивание чистовое ( JT 9; Ra 1,25) Закалка ( JT 10; Ra 2,5) Исправление центровых фасокШлифование предварит ( JT 7; Ra 1,25) 14, 16 N9 3,2 Фрезерование черновое (JТ 8; Rа 2,5) Закалка (JТ 9; Ra 3,2) 15, 17 h14/2 6,3 Фрезерование черновое (JТ 12; Rа 3,2) Закалка (JТ 14; Ra 6,3)
4.2 Разработкатехнологических схем базирования
На токарной черновой операции 010 используем явную опорную базу- торец 1, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. На токарной черновойоперации 020 используем явную опорную базу — торец 4, и скрытую направляющуюбазу – ось детали 16. На токарной чистовой операции 020 используем явнуюопорную базу — торец 1, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. Насверлильной операции 030 используем явную опорную базу — торец 4, и скрытуюнаправляющую базу – ось детали 16. На протяжной операции 040 используем явнуюопорную базу — торец 4, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 16. Назубофрезерной операции 050 используем явную опорную базу – торец 2, и скрытуюнаправляющую базу – ось детали 16. На внутришлифовальной операции 080 используемустановочную базу — торец 1, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. Назубошлифовальной операции 090 используем явную опорную базу – торец 1, искрытую направляющую базу – ось детали 16. На шлифовальной операции 100 используемустановочную базу — торец 1, и скрытую направляющую базу – ось детали 16.
5. РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ ВОСЕВОМ НАПРАВЛЕНИИ
5.1 Размерные цепи и их уравнения
Составим уравненияоперационных размерных цепей в виде уравнений номиналов. В общем виде этовыглядит:
[A] = S xi×Ai, (5.1)
где [A] – номинальное значение замыкающегозвена;
Ai — номинальные значения составляющихзвеньев;
i – порядковый номер звена;
n – число составляющих звеньев;
xi – передаточные отношения,характеризующие расположение звеньев по величине и направлению. Для линейныхцепей с параллельными звеньями передаточные звенья равны: xi = 1 (увеличивающие звенья); xi = -1 (уменьшающие звенья).
Уравнения замыкающихзвеньев:
[Р] = -Ц25-1 + Д 20 — В15;
[М] = -Ф25-1 + Д20 – В15;
Составим уравнениязамыкающих операционных припусков после проверки условий точности изготовлениядетали.
5.2 Проверка условийточности изготовления детали
Производим проверкуразмерной корректности звеньев, исходя из условия корректности:
A]
где A] – погрешность размера илипространственного отклонения, возникающая в ходе выполнения технологическогопроцесса;
TAчерт -допуск размера илипространственного отклонения по чертежу;
w[Р] = ТЦ25-1 + ТД20 + ТВ15 =0,128+0,17+0,08= 0,378;
Тч[Р] = 0,43;
0,43 > 0,378 — условие выполнено;
w[М] = ТФ25-1 + ТД20 + ТВ15 =0,128+0,17+0,08 = 0,378;
Тч[М] = 0,43;
0,43> 0,378 — условие выполнено;
Вывод: условиекорректности размерных звеньев цепи выполняется.
Составим уравнениязамыкающих операционных припусков:
[Z105] = -Ж05+ Ж00;
[Z705] = М00 – Ж00+Ж05-М05;
[Z410] = И00 + З00– Ж00+Ж05-О10 ;
[Z510] = -Л00 + М00– Ж00+Ж05-П10;
[Z610] = -К00 + М00 — Ж00 +Ж05-Р10;
[Z210] = -Т10 + М05-Ж05;
[Z310] = -С10 + М05 – Ж05 + Ж00+З00;
[Z615] = Р10 — Р15;
[Z515] = П10 — П15 ;
[Z215] = -Т15 + Т10;
[Z315] = -С15 + С10;
[Z530] = П15 – Э05 –П30;
[Z230] = -Т30 — Я05+Т15.
5.3 Расчёт припусков
Определим минимальныезначения операционных припусков по формуле:
Zimin=(Rz + h)i-1 +СФ – черновая операция (5.3)
Zimin=(Rz + h+Д)i-1 — чистовая операция (5.4)
где Rz i-1, h i-1 – высота неровностей и дефектныйслой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке(значения берутся по прил.4 [2]);
Д i-1 – величина отклонения отперпендикулярности на предыдущей обработке;
СФ – смещение формы, возникающиепри заготовительной операции.
[Z105] min =0,1 + 0,2 + 1 = 1,3 мм;
[Z705] min =0,1 + 0,2 + 1 = 1,3 мм;
[Z410] min =0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z510] min = 0,15+ 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z610] min = 0,15+ 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z210] min = 0,15+ 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z310] min = 0,15+ 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z615] min =0,08+0,1+0,03 = 0,21 мм;
[Z515] min = 0,08+0,1+0,03= 0,21 мм;
[Z215] min = 0,08+0,1+0,03= 0,21 мм;
[Z315] min =0,08+0,1+0,03 = 0,21 мм;
[Z530] min =0,03+0,04+0,015 = 0,085 мм;
[Z230] min = 0,03+0,04+0,015= 0,085 мм.
Рассчитаем величины колебанийоперационных припусков, используя формулы:
/> при n £ 4; (5.5)
/> при n > 4; (5.6)
где: xi – коэффициент влияния составногозвена на замыкающие звено;
n – число звеньев в уравненииприпуска;
— коэффициент соотношения междузаконом распределения величины Аi изаконом нормального распределения:
Таблица 5.1 Значения коэффициента l2Квалитет точности Значение коэффициента l2 Закон распределения IT 5...6 1/3 Равновесный IT 7…8 1/6 Симпсона IT 9…12 и грубее 1/9 Гаусса
tD – коэффициент риска, (tD=3.0).
щ [Z105] min = 3,2 + 1,2 = 4,4 мм;
щ [Z705] min = 5 + 3,2 + 1,2+0,3 = 9,7мм;
щ [Z410] min = /> = 5,68 мм;
щ [Z510] min = /> = 6,86 мм;
щ [Z610] min = /> = 6,86 мм;
щ [Z210] min = 0,3 + 0,25 + 1,2 = 1,75мм;
щ [Z310] min = />= 4,7 мм;
щ [Z615] min = 0,3 + 0,27 = 0,57 мм;
щ [Z515] min = 0,3 + 0,28 = 0,58 мм;
щ [Z215] min = 0,27 + 0,3 = 0,57 мм;
щ [Z315] min = 0,27 + 0,3 = 0,57 мм;
щ [Z530] min = 0,28 + 0,1 + 0,17 =0,55 мм;
щ [Z230] min = 0,28 + 0,1 + 0,17 = 0,55 мм.
Определиммаксимальные значения операционных припусков по формуле:
/> (5.7)
[Z105] max =1,3 + 4,4 = 5,7 мм;
[Z705] max =1,3 + 9,7 = 11 мм;
[Z410] max =1,35 + 5,68 =7,03 мм;
[Z510] max = 1,35+ 6,86 = 8,21 мм;
[Z610] max = 1,35+ 6,86 = 8,21 мм;
[Z210] max = 1,35+ 1,75 = 3,1 мм;
[Z310] max = 1,35+ 4,7 = 6,05 мм;
[Z615] max = 0,21+ 0,57 = 0,78 мм;
[Z515] max = 0,21+ 0,58 = 0,79 мм;
[Z215] max = 0,21+ 0,57 = 0,78 мм;
[Z315] max =0,21 + 0,57 = 0,78 мм;
[Z530] max =0,085+0,55 = 0,635 мм;
[Z230] max = 0,085+0,55= 0,635 мм.
Определим средние значения операционных припусков по формуле:
/> (5.8)
[Z105] ср = 05 · (1,3 + 5,7) = 3,5 мм;
[Z705] ср = 05 · (1,3 + 11) = 6,15 мм;
[Z410] ср = 05 · (1,35 + 7,03) = 4,19 мм;
[Z510] ср = 05 · (1,35 + 8,21) = 4,78 мм;
[Z610] ср = 05 · (1,35 + 8,21) = 4,78 мм;
[Z210] ср = 05 · (1,35 + 3,1) = 2,23 мм;
[Z310] ср = 05 · (1,35 + 6,05) = 3,7 мм;
[Z615] ср = 05 · (0,21 + 0,78) = 0,495 мм;
[Z515] ср = 05 · (0,21 + 0,79) = 0,45 мм;
[Z215] ср = 05 · (0,21 + 0,78) = 0,495 мм;
[Z315] ср = 05 · (0,21 + 0,78) = 0,495 мм;
[Z530] ср = 05 · (0,085 + 0,635) = 0,36 мм;
[Z230] ср = 05 · (0,085 + 0,635) = 0,36 мм
5.4 Расчёт операционных размеров
Произведем расчет значений операционных размеров по способусредних значений.
Найдем средние значения размеров, известных заранее:
[М05] = 275 ± 1,3 мм; [М05]ср = 275 мм;
[З15] = 115 ± 0,87 мм; [315]ср = 115 мм;
[Ж30] = 45 ± 0,62 мм; [Ж30] ср = 45 мм;
[К15]= 60 ± 0,74 мм; [К15]ср = 60 мм;
[Л30]= 110 ± 0,87 мм; [Л30]ср = 110 мм;
Э05 = 6,41 ± 0,3 мм; Э05ср = 6,41 мм;
Я05 = 6,41 ± 0,3 мм; Я05ср = 6,41 мм;
[Н] = 145 ± 1,0 мм; [Н] ср = 145 мм.
Найденные средние значения подставим в уравнения операционныхразмеров, решая эти уравнения, мы получим средние значения операционныхразмеров.
1) [Л30] = -П30 — Э 05+ [М05]; П30= — [Л30]- Э05 +[М05];
П30= 275 — 6,41 – 110 =158,59 мм;
2) [Н] = [М05] — О10; О10 = [М05] — [Н];
[О10] = 275 — 145 = 130мм;
3) [Ж30] = -Т30 – Я05+ [М05]; Т30 = [М05] – Я05 — [Ж30];
Т30= 275 – 6,41 – 45 =223,59 мм;
4) [З15] = -С15 + [М05];С15 = [М05] — [З15];
С15= 275 – 115 = 160 мм;
5) [К15] = -Р15 + [М05];Р15 = [М05] — [К15];
Р15= 275 – 60 = 215 мм;
6) [Z230] = -Т30 – Я05 + Т15; Т15 = [Z230] + Т30 + Я05;
Т15 = 223,59 + 6,41 +0,36 = 230,36 мм;
7) [Z530] = П15 – Э05 – П30; П15 = [Z530] + Э05 + П30;
П15 = 0,36 + 6,41 + 158,59 = 165,36 мм;
8) [Z215] = -Т15 + Т10; Т10 = [Z215] + Т15;
Т10 = 0,495 + 230,36 = 230,855 мм;
9) [Z315] = -С15 + С10; С10 = [Z315] + С15;
С10 = 0,495 + 160 = 160,495 мм;
10) [Z615] = Р10 — Р15; Р10 = [Z615] + Р15 ;
Р10 = 0,495 + 215 = 215,495 мм;
11) [Z515] = П10 — П15; П10= [Z515] + П15;
П10 = 0,5 + 165,36 = 165,86 мм;
12) [Z210] = -Т10 + [М05] -Ж05; Ж05 = [М05]– Т10 – [Z210];
Ж05 = 275 – 230,855 – 2,23 = 41,915 мм;
13) [Z105] = -Ж05+ Ж00; Ж00 = [Z105] + Ж05;
Ж00 = 3,5 + 41,915 = 45,415 мм;
14) [Z705] = М00 – Ж00+ Ж05 — [М05]; М00 = [Z705] + Ж00 — Ж05 + [М05];
М00 = 6,15 + 45,415 – 41,915 + 275 = 284,65 мм;
15) [Z310] = -С10 + [М05] – Ж05 + Ж00+З00; З00= [М05] — [Z310] — С10 — Ж05 + Ж00;
З00 = 275 – 3,7 – 160,495 – 41,915 + 45,415 = 114,305 мм;
16) [Z610] = -К00 + М00 — Ж00 +Ж05-Р10; К00= М00 — Ж00 +Ж05-Р10 -[Z610];
К00 = 284,65 – 45,415 + 41,915 – 215,495 – 4,78 = 60,875 мм;
17) [Z510] = -Л00 + М00– Ж00+Ж05-П10; Л00=М00– Ж00+Ж05-П10 -[Z510];
Л00 = 284,65 – 45,415 + 41,915 – 165,86 – 4,78 = 110,51 мм;
18) [Z410] = И00 + З00– Ж00+Ж05-О10; И00 =Ж00 — Ж05 + О10 — З00 + [Z410];
И00 = 45,415 – 41,915 + 130 + 4,19 -114,305 = 23,385 мм;
Составимтаблицу, в которой укажем значения операционных размеров в осевом направлении:
Таблица5.2 Значения операционных размеров в осевом направленииСимвольное обозначение Минимальный размер, мм Amin =Aср -TA/2 Максимальный размер, мм Amax =Aср +TA/2 Средний размер, мм Окончательная запись в требуемой форме, мм Ж00 45,105 45,725 45,415 45,415 ± 0,31 З00 113,87 114,74 114,305 114,305 ± 0,435 И00 23,125 23,645 23,385 23,385 ± 0,26 К00 60,505 61,245 60,875 60,875 ± 0,37 Л00 110,075 110,945 110,51 110,51 ± 0,435 М00 284 285,3 284,65 284,65 ± 0,65 Ж05 41,79 42,04 41,915 41,915 ± 0,125 М05 274,74 275,26 275 275 ± 0,26 О10 129,8 130,2 130 130 ± 0,2 П10 165,66 166,06 165,86 165,86 ± 0,2 Р10 215,265 215,725 215,495 215,495 ± 0,23 С10 160,295 160,695 160,495 160,495 ± 0,2 Т10 230,625 231,085 230,855 230,855 ± 0,23 П15 165,302 165,418 165,36 165,36 ± 0,058 Р15 214,942 215,058 215 215 ± 0,058 С15 159,95 160,05 160 160 ± 0,05 Т15 230,302 230,418 230,36 230,36 ± 0,058 П30 158,5585 158,6215 158,59 158,59 ± 0,0315 Т30 223,554 223,626 223,59 223,59 ± 0,036
Значениявсех рассчитанных припусков и операционных размеров (в окончательном виде)заносим в схему размерного анализа в осевом направлении.
6. РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ ВРАДИАЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ
6.1 Размерные цепи и их уравнения
Составим уравнения операционных размерных цепей в видеуравнений номиналов. В общем виде это выглядит:
[A] = S xi×Ai, (6.1)
где [A] – номинальное значение замыкающегозвена;
Ai — номинальные значения составляющихзвеньев;
i – порядковый номер звена;
n – число составляющих звеньев;
xi – передаточные отношения,характеризующие расположение звеньев по величине и направлению. Для линейныхцепей с параллельными звеньями передаточные звенья равны: xi = 1 (увеличивающие звенья); xi = -1 (уменьшающие звенья).
Уравнения замыкающих звеньев:
[Е 3-4] = Е 435-2- 110 +Е 335-2-110;
Составим уравненияприпусков после проверки условий точности изготовления детали.
6.2 Проверка условийточности изготовления детали
Производим проверкуразмерной корректности звеньев, исходя из условия корректности:
A]
где A] – погрешность размера илипространственного отклонения, возникающая в ходе выполнения технологическогопроцесса;
TAчерт -допуск по чертежу размера илипространственного отклонения;
w[Е 3-4] = w(Е 435-2- 110)+ w(Е 335-2-110) = 0,005 + 0,005 = 0,01;
Т Ч[Е 3-4] = 0,012
0,01
Вывод: условиекорректности размерных звеньев цепи выполняется.
Составим уравнения замыкающих операционных припусков:
[Z1235] = — Д35 + Е 1235- 1805+ Е 1230-1805 + Д30;
[Z835] = — А35+ Е 835- 1805+ Е 830-1805 + А30;
[Z930] = — Б30 + Е 930- 1805 + Е 915-1805 + Б15;
[Z830] = — А30 + Е830- 1805 + Е 815-1805 + А15;
[Z1330] = — Е30 + Е1330- 1805 + Е 1315-1805 + Е15;
[Z1230] = — Д30 + Е1230- 1805 + Е 1215-1805 + Д15;
[Z915] = — Б15 + Е 915- 1805 + Е 910-1805 + Б10;
[Z815] = — А15 + Е 815- 1805 + Е 810-1805 + А10;
[Z1215] = — Д15 + Е 1215- 1805 + Е 1210-1805 + Д10;
[Z1315] = — Е15 + Е 1315- 1805 + Е 1310-1805 + Е10;
[Z910] = — Б10+ Е 910- 1805+ Е 900-1805 + Б00;
[Z810] = — А10+ Е 810- 1805+ Е 800-1805 + А00;
[Z1010] = — В10+ Е 1010- 1805+ Е 1000-1805 + В00;
[Z1110] = — Г10+ Е 1110- 1805+ Е 1100-1805 + Г00.
[Z1210] = — Д10+ Е 1210- 1805+ Е 1200-1805 + Д00;
[Z1310] = — Е10+ Е 1310- 1805+ Е 1300-1805 + Е00.
6.3 Расчёт припусков
Определим минимальныезначения операционных припусков по формулам:
— на токарной черновойоперации 10:
Zimin=(Rz + h)i-1 + с.ш. (6.3)
где Rz i-1, h i-1 – высота неровностей и дефектныйслой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке(значения берутся из прил.4 [2]);
с.ш. – смещение штампа,возникающее на заготовительной операции;
— на остальных операциях:
Zimin=(Rz + h)i-1 (6.4)
[Z1310] min = 0,1+ 0,2 + 1= 1,3 мм;
[Z1210] min = 0,1+ 0,2 + 1= 1,3 мм;
[Z1110] min = 0,1+ 0,2 + 1= 1,3 мм;
[Z1010] min = 0,1+ 0,2 + 1= 1,3 мм;
[Z810] min = 0,1+ 0,2 + 1= 1,3 мм;
[Z910] min = 0,1+ 0,2 + 1= 1,3 мм;
[Z1315] min =0,08 + 0,1 + 0,02 = 0,2 мм;
[Z1215] min = 0,08+ 0,1 + 0,03 = 0,21 мм;
[Z815] min = 0,08+ 0,1 + 0,02 = 0,2 мм;
[Z915] min = 0,08+ 0,1 + 0,03 = 0,21 мм;
[Z1230] min =0,03 + 0,04 + 0,02 = 0,09 мм;
[Z1330] min = 0,03+ 0,04 + 0,02 = 0,09 мм;
[Z830] min = 0,03+ 0,04 + 0,02 = 0,09 мм.
[Z930] min =0,03 + 0,04 + 0,02 = 0,09 мм;
[Z1235] min =0,02 + 0,03 + 0,006 = 0,056 мм;
[Z835] min =0,02 + 0,03 + 0,006 = 0,056 мм.Рассчитаем величины колебанийоперационных припусков, используя формулы:
/> при n £ 4; (6.5)
/> при n > 4; (6.6)
где: xi – коэффициент влияния составногозвена на замыкающее звено;
n – число звеньев в уравненииприпуска;
— коэффициент соотношения междузаконом распределения величины Аi изаконом нормального распределения.
Определяется по табл.2.1, для эксцентриситетов = 0,127;
tD – коэффициент риска, (tD=3.0).
w[Z1310] = 0,1 + 0,04 + 0,02 + 1,8 = 1,96 мм;
w[Z1210] = 0,1 + 0,04 + 0,02 + 1,8 = 1,96 мм;
w[Z1110] = 0,1 + 0,04 + 0,02 + 1,8 = 1,96 мм;
w[Z1010] = 0,1 + 0,04 + 0,02 + 1,8 = 1,96 мм;
w[Z810] = 0,1 + 0,04 + 0,02 + 1,8 = 1,96 мм;
w[Z910] = 0,1 + 0,04 + 0,02 + 1,8 = 1,96 мм;
w[Z1315] = 0,06 + 0,02 + 0,04 + 0,1 = 0,22 мм;
w[Z1215] = 0,06 + 0,03 + 0,04 + 0,1 = 0,23 мм;
w[Z815] = 0,06 + 0,02 + 0,04 + 0,1= 0,22 мм;
w[Z915] = 0,06 + 0,02 + 0,04 + 0,1= 0,23 мм;
w[Z1330] = 0,075 + 0,02 + 0,02 + 0,06 = 0,175 мм;
w[Z1230] = 0,075 + 0,02 + 0,03 + 0,06 = 0,185 мм;
w[Z830] = 0,075 + 0,02 + 0,02 + 0,06 = 0,175 мм.
w[Z930] = 0,075 + 0,02 + 0,03 + 0,06 = 0,185 мм;
w[Z1235] = 0,04 + 0,006 + 0,02 + 0,075 = 0,141 мм;
w[Z835] = 0,04 + 0,006 + 0,02 + 0,075 = 0,141 мм.
Определиммаксимальные значения операционных припусков по формуле:
/> (6.7)
[Z1310] max =1,3 + 1,96 = 3,26 мм;
[Z1210] max =1,3 + 1,96 = 3,26 мм;
[Z1110] max =1,3 + 1,96 = 3,26 мм;
[Z1010] max =1,3 + 1,96 = 3,26 мм;
[Z810] max =1,3 + 1,96 = 3,26 мм;
[Z910] max =1,3 + 1,96 = 3,26 мм;
[Z1315] max =0,2 + 0,22 = 0,42 мм;
[Z1215] max =0,21 + 0,23 = 0,44 мм;
[Z815] max =0,2 + 0,22 = 0,42 мм;
[Z915] max =0,21 + 0,23 = 0,44 мм;
[Z1230] max =0,09 + 0,185 = 0,275 мм;
[Z1330] max = 0,09+ 0,175 = 0,265 мм;
[Z830] max = 0,09+ 0,175 = 0,265 мм.
[Z930] max =0,09 + 0,185 = 0,275 мм;
[Z1235] max =0,056 + 0,141 = 0,197 мм;
[Z835] max =0,056 + 0,141 = 0,197 мм.
Определим средние значения операционных припусков по формуле:
/> (3.9)
[Z1310] ср = 0,5×(1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z1210] ср = 0,5×(1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z1110] ср = 0,5×(1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z1010] ср = 0,5×(1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z810] ср = 0,5×(1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z910] ср = 0,5×(1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z1315] ср = 0,5×(0,2 + 0,42) = 0,31 мм;
[Z1215] ср = 0,5×(0,21 + 0,44) = 0,325 мм
[Z815] ср = 0,5×(0,2 + 0,42) = 0,31 мм;
[Z915] ср = 0,5×(0,21 + 0,44) = 0,325 мм;
[Z1230] ср = 0,5×(0,09 + 0,275) = 0,1825 мм;
[Z1330] ср = 0,5×(0,09 + 0,265) = 0,1775 мм;
[Z830] ср = 0,5×(0,09 + 0,265) = 0,1775 мм.
[Z930] ср = 0,5×(0,09 + 0,275) = 0,1825 мм;
[Z1235] ср = 0,5×(0,056 + 0,197) = 0,1265 мм;
[Z835] ср = 0,5×(0,056 + 0,197) = 0,1265 мм
3.4 Расчёт операционных размеров
Произведем расчет значений операционных размеров по способусредних значений.
Найдем средние значения размеров, известных заранее:
[А35] = 55/>мм; [А35]ср = 55,0115 мм;
[Б30] = 65 />мм; [Б30]ср = 60,035 мм;
[В10] = 75 ± 0,37мм; [В10] ср = 75 мм;
[Г10]= 65 ± 0,37мм; [Г10]ср = 65 мм;
[Д35]= 60/>мм; [Д35]ср = 60,0115 мм;
[Е30] = 55/>мм; [Е30] ср = 55,035 мм;
Ч20 = 46 ±0,31мм; Ч20ср = 46 мм;
Щ20 = 55 ± 0,37мм; Щ20ср = 55 мм;
Найденные средние значения подставим в уравнения операционныхразмеров, решая эти уравнения, мы получим средние значения операционныхразмеров.
1) [Z1235] = — Д35 + Е 1235- 1805+ Е 1230-1805 + Д30;
Д30 = Д35 + [Z1235] — Е1235- 1805 — Е 1230-1805;
Д30 = 0,1265 + 60,0115 – 0,006 – 0,02 =60,112 мм;
2) [Z835] = — А35+ Е 835- 1805+ Е 830-1805 + А30;
А30 = А35 + [Z835] — Е 835- 1805 — Е 830-1805;
А30 = 55,0115 + 0,1265 –0,006 – 0,02 = 55,112 мм;
3) [Z930] = — Б30 + Е 930- 1805 + Е 915-1805 + Б15;
Б15 = Б30 + [Z930] — Е 930- 1805 — Е 915-1805;
Б15 = 65,035 + 0,1825 – 0,02 – 0,03 = 65,1675 мм;
4) [Z830] = — А30 + Е 830- 1805 + Е815-1805 + А15;
А15 = А30 + [Z830] — Е 830- 1805 — Е 815-1805;
А15 = 55,112 + 0,1825 – 0,02 – 0,02 = 55,2545 мм;
5) [Z1330] = — Е30 + Е 1330- 1805 + Е1315-1805 + Е15;
Е15 = Е30 + [Z1330]- Е 1330- 1805 — Е 1315-1805;
Е15 = 55,035+ 0,1825 – 0,02 – 0,02 = 55,1775 мм;
6) [Z1230] = — Д30 + Е 1230- 1805 + Е1215-1805 + Д15;
Д15 = Д30 + [Z1230]- Е 1230- 1805 — Е 1215-1805;
Д15 = 60,112 + 0,1825 – 0,02 – 0,03 = 60,2445 мм;
7) [Z915] = — Б15 + Е 915- 1805 + Е 910-1805 + Б10;
Б10 = Б15 + [Z915]- Е 915- 1805 — Е 910-1805;
Б10 = 60,1675 + 0,325 – 0,03 – 0,04 = 60,4225 мм;
8) [Z815] = — А15 + Е 815- 1805 + Е810-1805 + А10;
А10 = А15 + [Z815]- Е 815- 1805 — Е 810-1805;
А10 = 55,2545 + 0,31 – 0,02 – 0,04 = 55,5045 мм;
9) [Z1215] = — Д15 + Е 1215- 1805 + Е 1210-1805 + Д10;
Д10 = Д15 + [Z1215]- Е 1215- 1805 — Е 1210-1805;
Д10 = 60,2445 + 0,325 – 0,03 – 0,04 = 60,4995 мм;
10) [Z1315] = — Е15 + Е 1315- 1805 + Е 1310-1805 + Е10;
Е10 = Е15 + [Z1315]- Е 1315- 1805 — Е 1310-1805;
Е10 = 55,1775 + 0,31 – 0,02 – 0,04 = 55,4275 мм;
11) [Z910] = — Б10+ Е 910- 1805+ Е 900-1805 + Б00;
Б00 = Б10+ [Z910] — Е 910- 1805- Е 900-1805;
Б00 = 60,4225 + 2,28 – 0,04 — 0,02 = 62,6425;
12) [Z810] = — А10+ Е 810- 1805+ Е 800-1805 + А00;
А00 = А10+ [Z810] — Е 810- 1805- Е 800-1805;
А00 = 55,5045 + 2,28 – 0,04 — 0,02 = 57,7245;
13) [Z1010] = — В10+ Е 1010- 1805+ Е 1000-1805 + В00;
В00 = В10+ [Z1010] — Е 1010- 1805- Е 1000-1805;
В00 = 75 + 2,28 – 0,04 — 0,02 = 77,22;
14) [Z1110] = — Г10+ Е 1110- 1805+ Е1100-1805 + Г00;
Г00 = Г10+ [Z1110] — Е 1110- 1805- Е 1100-1805;
Г00 = 65 + 2,28 – 0,04 — 0,02 = 67,22;
15) [Z1210] = — Д10+ Е 1210- 1805+ Е1200-1805 + Д00;
Д00 = Д10+ [Z1210] — Е 1210- 1805- Е 1200-1805;
Д00 = 60,4995 + 2,28 – 0,04 — 0,02 = 62,7195;
16) [Z1310] = — Е10+ Е 1310- 1805+ Е1300-1805 + Е00;
Е00 = Е10+ [Z1310] — Е 1310- 1805- Е 1300-1805;
Е00 = 55,4275 + 2,28 – 0,04 — 0,02 = 57,6475.
Составим таблицу, в которой укажем значения операционныхразмеров в радиальном направлении:
Таблица3.1 Значения операционных размеров в радиальном направленииСимвольное обозначение Минимальный размер, мм Amin =Aср -TA/2 Максимальный размер, мм Amax =Aср +TA/2 Средний размер, мм Окончательная запись в требуемой форме, мм 2А00 57,7245 2Б00 62,6425 2В00 77,22 2Г00 67,22 2Д00 62,7195 2Е00 57,6475 2А10 55,5045 2Б10 60,4225 2В10 75 2Г10 65 2Д10 60,4995 2Е10 55,4275 2А15 55,2545 2Б15 65,1675 2Д15 60,2445 2Е15 55,1775 2А30 55,112 2Б30 65,035 2Д30 60,112 2Е30 55,035 2А35 55,0115 2Д35 60,0115
Значениявсех рассчитанных припусков и операционных размеров (в окончательном виде)заносим в схему размерного анализа в радиальном направлении.
7. СРАВНИТЕЛЬНЫЙАНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТОВ ОПЕРАЦИОННЫХ ДИАМЕТРАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ
7.1 Определениеоперационных диаметральных размеров расчетно-аналитическим методом (методомКована)
Расчётно-аналитическимметодом определим припуски на поверхность 3 Æ54H7(+0,02),являющуюся наиболее точной.
Качество поверхностипосле штамповки по прил.4 [3]:
Rz = 160 мкм, h = 300 мкм.
Качество поверхностипосле механической обработки по данным прил.4 [3] следующие:
1. Растачивание черновоеRz = 50 мкм, h = 120 мкм;
2. Растачиваниечистовое Rz = 10 мкм, h = 50 мкм;
3. Шлифованиечерновое Rz = 10 мкм, h = 40 мкм;
4. Шлифованиечерновое Rz = 5 мкм, h = 20 мкм
Суммарноепространственное отклонение будем определять по формуле
/>, мм (4.1)
где /> — коэффициент уточнения(по табл. 3.17 [4]);
Di-1 — суммарное пространственноеотклонение на заготовительной операции (эксцентричность отверстия);— после штамповки D= 1,5 мм;— послерастачивания чернового D = 0,06 × 1,5= 0,09мм;
— после растачивания чистовогоD = 0,04 × 1,5= 0,06 мм;
— после шлифованиячернового D = 0,06 × 1,5= 0,09 мм;
— после шлифованиячистового D = 0,04 × 1,5= 0,06 мм
Определим значениеминимального припуска 2Zminпосле каждой операции по формуле:
/>, мм (4.2)
где Rzi-1, hi-1 – высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся наобрабатываемой поверхности при предыдущей обработке;
Di-1 — суммарное значениепространственных отклонений с предыдущей операции;
ei — погрешность установки (определяем по табл.1.13[4] длязакрепления в 3 к. патроне);
При расчете припуска наоперации 35-1 внутришлифовальной значение hi-1=0
/> мм;
/> мм;
/> мм;
/> мм.
Определяем предельныеразмеры для каждого перехода по формулам:
2Аi-1 max = 2Аi max — 2Zi min, мм (4.3)
2Аi-1 min = 2Аi-1 max – T2Аi-1, мм (4.4)
2Е35-2 min = 54 мм;
2Е35-2 max = 54,02 мм;
2Е35-1 max = 2Е35-2 max — /> = 54,02 – 0,4 = 53,62 мм;
2Е35-1 min = 2Е35-1 max — T2Е35-1 = 53,62 — 0,12 = 53,5 мм;
2Е15max = 2Е35-1 max — />= 53,62 – 0,288 = 53,332 мм;
2Е15 min = 2Е15max — T2Е15 = 53,332 — 0,05= 53,282 мм;
2Е05max = 2Е15max — />= 53,332 – 0,608 = 52,724 мм;
2Е05 min = 2Е05max – T2Е05= 52,724 – 0,19 = 52,534 мм;
2Е00max = 2Е05max — />= 52,724 – 4,02 = 48,704 мм;
2Е00 min = 2Е00max – T2Е00= 48,704 – 2,5 = 46,204 мм;
Определим предельные значения припусков по формуле:
/> (4.5)
/> мм;
/> мм;
/>
/>
Изобразим на рис.4.1 схему расположения операционныхразмеров, допусков и припусков.
Таблица 4.1 Расчет припусков на обработку диаметра 2А (пов. 8Æ55k(+2+0,21))Техноло гические переходы Элементы припуска, мкм Расчетный припуск 2Zmin, мм Допуск TD, мм Предельные размеры заготовки Предельные припуски, мм Rz h DS Dmax Dmin 2Zmax 2Zmin Штамповка 100 200 800 - 3,6 63,4 59,8 - - Растачивание черновое 80 100 48 2,2 0,3 56,11 55,81 7 3,99 Растачивание чистовое 30 40 32 0,456 0,074 55,428 55,354 0,682 0,456 Шлифование черновое 20 30 24 0,204 0,046 55,196 55,15 0,232 0,204 Шлифование чистовое 5 15 16 0,148 0,019 55,021 55,002 0,175 0,148
4.2 Сравнениерезультатов расчетов
Для сравнения необходимо сопоставить результаты расчетовоперационных размеров, операционных и общих минимальных, максимальных,номинальных припусков.
Общие припуски определяются по формулам:
Zоmin = S Zmin (4.6)
Zоmax = S Zmax (4.7)
Zоmin =0,148+0,204+0,456+3,99 = 4,798 мм,
Zоmax =0,175+0,232+0,682+7 = 8,089 мм.
Общий номинальный припуск для отверстия:
Zоном = Dномдет- Dномзаг (4.8)
Zоном = 59,8-55,002 = 4,798 мм.
где Dномзаг,Dномдет – номинальные диаметрызаготовки и детали соответственно.
Результаты расчетов припусков приведем в табл. 4.2.
Данные по их изменению:
DZо = (ZоОЦ – ZоРА) ×100% / ZоРА, (4.9)
где ZоОЦ,ZоРА – значения общих припусков,определенные методами решения размерных цепей и расчетно-аналитическимсоответственно.
Таблица 4.2 Сравнение общихприпусков Метод расчета Zоmin Zоmax Zоном Расчетно-аналитический 4,798 8,089 4,798 Расчет размерных цепей 1,646 4,152 2,713
D Zоmin = (1,646 –4,798) ×100% / 4,798 = — 65,7 %;
D Zоmax = (4,152 –8,089) ×100% / 8,089 = — 48,67 %;
D Zоном = (2,713 – 4,798) ×100% / 4,798 = -43,46 %.
Вывод: метод операционных размерных цепей позволяет существенноуменьшить припуски на обработку, а, следовательно, увеличить коэффициентиспользования материала и удешевить изготовление детали.