Министерствообразования Российской Федерации
Тольяттинский Государственный Университет
Кафедра «Технологиямашиностроения»
Курсовая работа
по дисциплине «Технологиямашиностроения»
«Размерный анализтехнологического процесса изготовления вала ступенчатого»
г. Тольятти, 2005 г.
Содержание
Введение
1. Анализисходных данных
1.1 Анализ служебногоназначения детали
1.2 Физико-механическиехарактеристики материала
1.3 Классификация поверхностейдетали
1.4 Анализтехнологичности детали
2. Выбор типапроизводства и формы организации
3. Выбор метода получениязаготовки и её проектирование
4. Разработкатехнологического маршрута, плана изготовления и схем базирования детали
4.1 Разработка технологическогомаршрута
4.2 Разработка схембазирования детали
4.3 План изготовления детали
5 Размерныйанализ в осевом направлении
5.1 Размерные цепи и ихуравнения
5.2 Расчёт припусков
5.3 Расчёт операционныхразмеров
6 Размерныйанализ в радиальном направлении
6.1 Размерные цепи и ихуравнения
6.2 Расчёт припусков
6.3 Расчёт операционныхразмеров
7 Аналитическийрасчёт припусков
Заключение
Литература
Введение
Курсовое проектированиепроводится с целью привития учащимся навыков самостоятельной работы и закреплениязнаний, полученных при изучении специальных дисциплин, а также самостоятельногорешения технологических и экономических задач при проектированиитехнологических процессов механической обработки деталей.
Курсовойпроект даёт возможность установить степень усвоения учебного материала и умениеучащегося применять знания, полученные при прохождении производственной,учебной и технологической практики, а также подготовить учащегося к выполнениюдипломного проекта.
1. Анализ исходных данных
1.1 Анализслужебного назначения детали
Валступенчатый предназначен для передачи крутящего момента с шестерни на колесопосредством шпонки. Данный вал работает в редукторе крана для приводалебедки.
Нагрузки –неравномерные.
Условиясмазки – удовлетворительные.
Условияработы – полевые.
1.2 Физико-механическиехарактеристики материала
Детальизготовлена из стали 45 по ГОСТ 1050–74 и обладает следующими характеристиками
Химическийсостав: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 стальобладает следующими механическими свойствами:
– временноесопротивление при растяжении σвр=598 МПа,
– пределтекучести σт=363 МПа,
– относительноеудлинение δ=16%,
– ударнаявязкость ан=49 Дж/м2,
– среднеезначение плотности: /> />
– дельнаятеплопроводность: 680 Вт/(/>)
– коэффициентлинейного расширения α=11,649*106 1/Сº
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 детали
/>
Вид 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 0,012 3 Плоская h8 2,5 0,012 4 Плоская
h/> 12,5 5 Плоская h7 1,25 0,012 6 Плоская h8 2,5 0,012 7 Плоская
h/> 12,5 8 Цилиндрическая k6 0,63
0,03
0,02 9 Цилиндрическая n7 1,25
0,03
0,02 10 Цилиндрическая
h/> 12,5 11 Цилиндрическая
h/> 12,5 12 Цилиндрическая k6 0,63
0,03
0,02 13 Цилиндрическая n7 1,25
0,03
0,02 14 Плоская N9 3,2 15, 17 Плоская
h/> 6,3 16 Плоская N9 3,2
1.4.1 Качественная оценкатехнологичности
а) Показательтехнологичности заготовки.
Коэффициентобрабатываемости материала резанием Коб=1
б) Простаяконструкция детали (отсутствие сложных фасонных поверхностей) позволяетиспользовать при её производстве унифицированную заготовку.
в) Габаритныеразмеры детали и ее использование позволяет использовать рациональные методыполучения заготовки, такие как: прокат, штамповка, литье.
г) С учётомтребований к поверхностям детали (точности, шероховатости), а также их техназначения окончательное формирование поверхностей детали (ни одной) назаготовительной операции невозможно.
д)Обеспечение нужной шероховатости возможно стандартными режимами обработки и унифицированныминструментом.
е) Даннаясталь способна легко подвергается ТО.
1.4.2Показатели технологичности конструкции детали в целом
1. Материалне является дефицитным, стоимость приемлема.
2. Конфигурациядетали простая.
а) Конструкционныеэлементы детали универсальны
б) Размеры икачество поверхности детали имеют оптимальные требования по точности ишероховатости.
в)Конструкция детали обеспечивает возможность использования типовых ТП ее изготовления.
г) Возможностьобработки нескольких поверхностей с одного установа имеется:
д) С учётомтребований к поверхностям детали (точности, шероховатости), а также их техназначения окончательное формирование поверхностей детали (ни одной) назаготовительной операции невозможно. Невозможна обработка на проход.
е) Конструкцияобеспечивает высокую жесткость детали.
ж)Технические требования не предусматривают особых методов и средств контроля.
1.4.3Показатели технологичности базирования и закрепления
а) Заготовкаустанавливается удобно для обработки
б) Во времямеханической обработки единство баз соблюдается.
1.4.4 Количественная оценкатехнологичности
а) Коэффициентточности обработки
КТО=1-/>,
где />-cредний квалитетповерхностей детали.
/>,
где ni – количествоповерхностей с i квалитетом;
JTi – квалитет.
А=/>.
КТО=1-/>= 0,901.
б) Коэффициентсредней шероховатости поверхности детали
КТШ=1-/>, />=/>,
/>=5,456.
КТШ=1-/>=0,817.
2. Выбортипа производства и формы организации технологического процесса изготовления
2.1 Рассчитаеммассу данной детали:
q= />,
/>
/>
V=789700 мм3
m=789700·7814·10-9=6,170кг.
2.2 Анализисходных данных
– массаданной детали составляет 6,170 кг.;
– объемвыпуска изделий 1100 дет/год;
– режимработы предприятия изготовителя – двухсменный;
– типпроизводства – среднесерийный.
Основныехарактеристики типа производства
– объемвыпуска изделий – средний;
– номенклатура– средняя;
– оборудование– универсальное;
– оснастка– универсальная, специализированная;
– степеньмеханизации и автоматизации – средняя;
– квалификациярабочих – средняя;
– формаорганизации технологического процесса – групповая переменно-поточная;
– расстановкаоборудования – по типам станков, предметно-замкнутые участки;
– видытехнологических процессов – единичные, типовые, групповые, операционные;
– коэффициентзакрепления операции
10
Объем партий,запуск деталей
/>
а –периодичность запуска деталей
254 – числоходов
– методопределения операционных размеров – расчетно-аналитический;
– методобеспечения точности – оборудование, настроенное по пробным деталям.
3 Выборметода получения заготовки и ее проектирование
3.1 Получениезаготовки литьем в оболочковые формы
1) Исходяиз требований ГОСТ 26.645–85, назначаем припуски и допуски на размеры детали исводим эти данные в таблицу 1.
В зависимости от выбранного метода принимаем:
- классточности размеров и масс – 10
- рядприпусков – 4.
Припуски на размеры даны на сторону. Классточности размеров, масс и ряд припусков выбираем по таблице 2.3 [1], допуски потаблице 2.1 [1] и припуски по таблице 2.2 [1].
Таблица №1
Размеры,
мм
Допуски,
мм
Припуски,
мм Расчет размеров заготовки, мм Окончательн. размеры, мм Ø55 ±2,4 3,8
Ø55+(2.3,8)±2,4= Ø62,6±2,4 Ø63±2,4 Ø65 ±2,8 4,2
Ø65+(2.4,2)±2,8= Ø73,4±2,8 Ø73±2,8 Ø75 ±2,8 4,2
Ø75+(2.4,2)±2,8= Ø83,4±2,8 Ø83±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,исходя из конструктивных особенностей заготовки. Согласно рекомендации, дляупрощения изготовления литейной модели принимаем их одинаковыми и величиной 3°.
3) Литейныерадиусы закруглений наружных углов принимаем равными R=3 мм.
Литейныерадиусы закруглений внутренних углов определяем по формуле R=0,4∙h.
R1= R2= R3=0,4∙10 мм=4 мм
4) Определяемкоэффициент использования материала Км, по формуле:
/>
где m – масса детали, кг;
M – масса заготовки, кг.
Рассчитаем массу заготовки:
/>, кг
где: γ –плотность материала, кг/м3. Для стали: γ=7814 кг/м3;
Vз – объем заготовки, мм3.
Объем заготовки определяем как алгебраическуюсумму объемов простейших 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 методлитья удовлетворяет задаче получения отливки с контуром приближающемся кконтуру детали; т.е. с коэффициентом использования Км близким к 1.
3.2 Получениезаготовки штамповкой на кривошипных горячештамповочных прессах
1) По таблице3.1.3 [1] выбираем:
а)Оборудование – пресс с выталкивателем;
б)Штамповочные уклоны: 5°;
в) Радиусызакруглений наружных углов, при глубине полости ручья:
10…25 мм– r = 2,5 мм,
25…50 мм– r = 3 мм;
Радиусызакруглений внутренних углов, больше наружных углов в 3…4 раза.
2) По таблице3.4 [1] назначаем допуски и припуски на обработку на сторону и сводим их втаблицу 2.
Таблица №2
Размеры,
мм
Допуски,
мм
Припуски,
мм Расчет размеров заготовки, мм Окончательн. размеры, мм Ø55
+2,4
-1,2 3,1
Ø55+(2.3,1)= Ø61,2
Ø 61/> Ø60
+2,4
-1,2 3,1
Ø60+(2.3,1)= Ø66,2
Ø 66/> Ø65
+2,4
-1,2 2,8
Ø65+(2.2,8)= Ø70,6
Ø 71/> Ø75
+2,4
-1,2 2,8
Ø75+(2.2,8)= Ø80,6
Ø 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 Сопринимаем равным 0,016.
5) По таблице3.2.2 выбираем остальные размеры облойной канавки [1]:
а) Усилиепресса – 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
размерамчертежа;
Vу –объем угара, определяемый в зависимости от способа нагрева;
Vо –объем облоя при штамповке.
а) Объемпоковки:
/> мм3
б) Объемугара Vу принимаем равным 1% от Vп.
Vу=10530 мм2
в) Объемоблоя Vо:
Vо=ξ.FМ.(Рп + ξ. π.l),
где ξ –коэффициент, учитывающий изменение фактической площади сечения получаемогооблоя по сравнению с площадью сечения мостика; ξ=2.
Fм – площадь поперечногосечения мостика;
Рп– периметр поковки;
FM=l.ho= 5.2,2= 11 мм2
Рп=724 мм.
Подставимполученные данные в формулу:
Vо= 2.11×(724+2.3,14.5)= 16618,8 мм3;
г) Объемпоковки:
Vзаг.=1,053·106+10530+16618,8=1080148,8 мм3.
Определимпараметры исходной заготовки для штамповки.
д) Диаметрзаготовки:
/>, мм
где m –отношение />; 1,25
/> мм.
По ГОСТ 2590–71/>мм.
д) Длиназаготовки:
/>, мм
г) Площадьпоперечного сечения 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 проекциипоковки на плотность разъема штампа,
Bп.ср – средняя ширина поковкив плане,
σв — предел прочности штампуемого материала, σв=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 сусилием 25 МН и примерной производительностью 180 шт./ч.
3.3 Технико-экономическийанализ
Для окончательного выбора метода получениязаготовки, следует провести сравнительный анализ по технологическойсебестоимости.
Расчет технологической себестоимости заготовкиполучаемую по первому 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 килограммазаготовок, руб./кг;
Cмех. – стоимость механическойобработки, руб./кг;
Сотх – стоимость одного килограммаотходов, руб./кг.
Стоимость заготовки, полученной такими методами,как литье в песчаные формы и штамповка на кривошипных горячештамповочныхпрессах, с достаточной для стадии проектирования точностью можно определить поформуле [1]:
Сзаг=Сот. hT. hC. hB. hM. hП, руб./кг,
где Сот – базовая стоимость одногокилограмма 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 литьязначения коэффициентов в формуле следующие [1]:
hT =1,03 – 2-ыйкласс точности;
hC =0,7 – 1-аягруппа сложности получения заготовки;
hB =0,93 – так как массазаготовки находится в пределах 3…10,0 кг;
hM =1,21 – так как стальуглеродистая;
hП =0,77 – 2-аягруппа серийности;
Базовая стоимость одного килограмма отливоксоставляет 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 поформуле:
Смех. = Сс + Ем.Ск, руб./кг;
где Сс = 0,495 – текущие затраты на одинкилограмм стружки, руб./кг [1];
Ск = 1,085 – капитальные затраты наодин килограмм стружки, руб./кг [1];
Ем = 0,1 – нормативный коэффициентэффективности капитальных вложений выбираем из предела (0,1…0,2) [1].
Смех. = 0,495 + 0,1. 1,085 = 0,6035руб./кг
Стоимость одного килограмма отходов принимаемравной Сотх. = 0,0144 руб./кг.
Определим общую стоимость заготовки, получаемуюпо методу литья:
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 накривошипных горячештамповочных прессах, значения коэффициентов в формуле (9)следующие[1]:
Сзаг=Сшт. hT. hC. hB. hM. hП, руб./кг,
где
hT =1 – 2-ойкласс точности;
hC =0,75 – 1-аягруппа сложности получения заготовки;
hB =0,87 – так как массазаготовки находится в пределах 4…10 кг;
hM =1 – так как стальуглеродистая;
hП =1;
Базовая стоимость одного килограмма штамповоксоставляет Сшт = 0,315 руб./кг
Сзаг. = 0,315. 1. 0,75.0,87. 1. 1 = 0,21 руб./кг
Определяем общую стоимость заготовки, получаемуюштамповкой:
Ст = 0,21. 8,44 + 0,6035.(8,44–6,29) –0,0144. (8,44–6,29) = 3,039 руб.
Таким образом, по технологической себестоимостинаиболее экономичным является вариант изготовления детали из заготовки,полученной штамповкой.
Ожидаемая годовая экономия:
Эгод. = (СТ2 – СТ1).N, руб.;
где N – годовая программа выпуска деталей, шт.;
Эгод. = (3,587 – 3,039). 1100 = 60,280руб.
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 60,280 рублей.
4. Разработкатехнологического маршрута изготовления детали
4.1Разработка технологического 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 фасок
Шлифование 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)
4.2Разработка технологических схем базирования
На токарной черновой операции 010 используемявную опорную базу – торец 1, и скрытую и двойную направляющую базу – осьдетали 18. На токарной чистовой операции 015 используем явную опорную базу – торец1, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 18. На шпоночно-фрезернойоперации 050 используем явную опорную базу – торец 3, и скрытую двойнуюнаправляющую базу – ось детали 18. На шлифовальной операции 70 используем явнуюопорную базу – конический участок центрового отверстия, и скрытую двойнуюнаправляющую базу – ось детали 20. На шлифовальной черновой операции 030используем явную опорную базу – конический участок центрового отверстия 20, искрытую и двойную направляющую базу – ось детали 18. На шлифовальной чистовойоперации 035 используем явную опорную базу – конический участок центровогоотверстия 20, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 18.
5. Размерныйанализ в осевом направлении
5.1. Размерные цепи и их уравнения
Составимуравнения операционных размерных цепей в виде уравнений номиналов. В общем видеэто выглядит:
[A] = Sxi×Ai, (5.1)
где [A] – номинальное значениезамыкающего звена;
Ai- номинальные значениясоставляющих звеньев;
i – порядковый номерзвена;
n – число составляющихзвеньев;
xi – передаточные отношения, характеризующиерасположение звеньев по величине и направлению. Для линейных цепей спараллельными звеньями передаточные звенья равны: xi= 1 (увеличивающиезвенья); xi= -1(уменьшающиезвенья).
Составимуравнения замыкающих операционных припусков:
5.2 Расчётприпусков
Определимминимальные значения операционных припусков по формуле:
Zimin=(Rz+ h)i-1+СФ – черновая операция(5.3)
Zimin=(Rz+ h+Δ)i-1- чистовая операция(5.4)
где Rzi-1, hi-1 – высота неровностей идефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущейобработке (значения берутся по прил. 4 [2]);
Δ i-1 – величина отклонения отперпендикулярности на предыдущей обработке;
СФ – смещениеформы, возникающие при 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 ормулы:
/> при n £ 4; (5.5)
/> при n > 4; (5.6)
где: xi– коэффициент влияниясоставного звена на замыкающие звено;
n – число звеньев вуравнении припуска;
– коэффициент соотношениямежду законом распределения величины Аi и законом нормальногораспределения:
Таблица 5.1. Значениякоэффициента 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
ω [Z105]min = 3,2 + 1,2 = 4,4 мм;
ω [Z705]min = 5 + 3,2 + 1,2+0,3 = 9,7 мм;
ω [Z410]min = /> = 5,68 мм;
ω [Z510]min = /> = 6,86 мм;
ω [Z610]min = /> = 6,86 мм;
ω [Z210]min = 0,3 + 0,25 + 1,2 = 1,75 мм;
ω [Z310]min = />= 4,7 мм;
ω [Z615]min = 0,3 + 0,27 = 0,57 мм;
ω [Z515]min = 0,3 + 0,28 = 0,58 мм;
ω [Z215]min = 0,27 + 0,3 = 0,57 мм;
ω [Z315]min = 0,27 + 0,3 = 0,57 мм;
ω [Z530]min = 0,28 + 0,1 + 0,17 = 0,55 мм;
ω [Z230]min = 0,28 + 0,1 + 0,17 = 0,55 мм.
Определим максимальные 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 припусковпо 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
5.3 Расчёт операционных размеров
Произведем расчет значений операционных размеровпо способу средних значений.
Найдем средние значения размеров, известныхзаранее:
[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 уравненияоперационных размеров, решая эти уравнения, мы получим средние значенияоперационных размеров.
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 = 130 мм;
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;
Составим таблицу, в которой укажем значения операционных размеров восевом направлении:
Таблица 5.2. 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
Значения всех рассчитанных припусков и операционных размеров (вокончательном виде) заносим в схему размерного анализа в осевом направлении.
6.Размерный анализ в радиальном направлении
6.1Размерные цепи и их уравнения
Составим уравнения операционных размерных цепей ввиде уравнений номиналов. В общем виде это выглядит:
[A] = S xi×Ai, (6.1)
где [A] – номинальное значениезамыкающего звена;
Ai- номинальные значениясоставляющих звеньев;
i – порядковый номерзвена;
n – число составляющихзвеньев;
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).
Составимуравнения замыкающих операционных припусков:
[Z1235] = – Д35 + Е1235 –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 + Е 830 –1805+ Е 815-1805 + А15;
[Z1330] = – Е30 + Е 1330 –1805+ Е 1315-1805 + Е15;
[Z1230] = – Д30 + Е 1230 –1805+ Е 1215-1805 + Д15;
[Z915] = – Б15 + Е 915–1805 + Е 910-1805 + Б10;
[Z815] = – А15 + Е815 –1805 + Е 810-1805 +А10;
[Z1215] = – Д15 + Е1215 –1805 + Е 1210-1805 +Д10;
[Z1315] = – Е15 + Е1315 –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.
6.2 Расчётприпусков
Определимминимальные значения операционных припусков по формулам:
– натокарной черновой операции 10:
Zimin=(Rz+ h)i-1+ с.ш. (6.3)
где Rzi-1, hi-1 – высота неровностей идефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущейобработке (значения берутся из прил. 4 [2]);
с.ш. –смещение штампа, возникающее на заготовительной операции;
– наостальных 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 влияниясоставного звена на замыкающее звено;
n – число звеньев вуравнении припуска;
– коэффициент соотношениямежду законом распределения величины Аi и законом нормальногораспределения.
Определяетсяпо 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.
Определим максимальные 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 припусковпо формуле:
/> (6.8)
[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
6.3 Расчёт операционных размеров
Произведем расчет значений операционных размеровпо способу средних значений.
Найдем средние значения размеров, известныхзаранее:
[А35] = 55/> мм; [А35]ср= 55,0115 мм;
[Б30] = 65 />мм;[Б30]ср = 60,035 мм;
[В10] = 75 ± 0,37 мм; [В10]ср = 75 мм;
[Г10]= 65 ± 0,37 мм; [Г10]ср= 65 мм;
[Д35]= 60/> мм; [Д35]ср= 60,0115 мм;
[Е30] = 55/> мм; [Е30] ср= 55,035 мм;
Ч20 = 46 ±0,31 мм; Ч20ср= 46 мм;
Щ20 = 55 ± 0,37 мм; Щ20ср= 55 мм;
Найденные средние значения подставим в уравненияоперационных размеров, решая эти уравнения, мы получим средние значенияоперационных размеров.
1) [Z1235] = – Д35 + Е1235 –1805+ Е 1230-1805 +Д30;
Д30 = Д35 + [Z1235] – Е 1235 –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 + Е930 –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 + Е830 –1805 + Е 815-1805 +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 + Е1330 –1805 + Е 1315-1805 +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 + Е1230 –1805 + Е 1215-1805 +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 + Е915 –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 + Е815 –1805 + Е 810-1805 +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 + Е1215 –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 + Е1315 –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+ Е1010 –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+ Е1110 –1805+ Е 1100-1805 +Г00;
Г00= Г10+ [Z1110] – Е 1110 –1805 — Е 1100-1805;
Г00 = 65 + 2,28 – 0,04 – 0,02 = 67,22;
15) [Z1210] = – Д10+ Е1210 –1805+ Е 1200-1805 +Д00;
Д00= Д10+ [Z1210] – Е 1210 –1805 — Е 1200-1805;
Д00 = 60,4995 + 2,28 – 0,04 – 0,02 =62,7195;
16) [Z1310] = – Е10+ Е1310 –1805+ Е 1300-1805 +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:
Таблица 6.1. Значения операционных размеров в радиальномнаправленииСимвольное 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 57,3545 58,0945 57,7245 57,7245 ± 0,37
2Б00 62,2725 63,0125 62,6425 62,6425 ± 0,37
2В00 76,85 77,59 77,22 77,22 ± 0,37
2Г00 66,85 67,59 67,22 67,22 ± 0,37
2Д00 62,3495 63,0895 62,7195 62,7195 ± 0,37
2Е00 57,2775 58,0175 57,6475 57,6475 ± 0,37
2А10 55,3545 55,6545 55,5045 55,5045 ± 0,15
2Б10 59,9725 60,2725 60,4225 60,4225 ± 0,15
2В10 74,85 75,15 75 75 ± 0,15
2Г10 64,85 65,15 65 65 ± 0,15
2Д10 60,3495 60,6495 60,4995 60,4995 ± 0,15
2Е10 55,2775 55,5775 55,4275 55,4275 ± 0,15
2А15 55,2175 55,2915 55,2545 55,2545±0,037
2Б15 65,1305 65,2045 65,1675 65,1675±0,037
2Д15 60,2075 60,2815 60,2445 60,2445±0,037
2Е15 55,1405 55,2145 55,1775 55,1775±0,037
2А30 55,089 55,135 55,112 55,112±0,023
2Б30 65,012 65,058 65,035 65,035±0,023
2Д30 60,089 60,135 60,112 60,112±0,023
2Е30 55,012 55,058 55,035 55,035±0,023
2А35 55,002 55,021 55,0115 55,0115±0,0095
2Д35 60,002 60,021 60,0115 60,0115±0,0095
Значения всех рассчитанных припусков и операционных размеров (вокончательном виде) заносим в схему размерного анализа в радиальномнаправлении.
7. Сравнительный анализ результатоврасчетов операционных диаметральных размеров
7.1 Определениеоперационных диаметральных размеров расчетно-аналитическим методом
Расчётно-аналитическимметодом определим припуски на поверхность 8 Æ55k6 (/>), являющуюся наиболееточной.
Качествоповерхности после штамповки по прил. 4 [3]:
Rz = 100 мкм, h = 200 мкм.
Качествоповерхности после механической обработки по данным прил. 4 [3] следующие:
1. Растачивание черновое Rz = 80 мкм, h = 100 мкм;
2. Растачивание чистовое Rz = 30 мкм, h = 40 мкм;
3. Шлифование черновое Rz = 20 мкм, h = 30 мкм;
4. Шлифование чистовое Rz = 5 мкм, h = 15 мкм
Суммарноепространственное отклонение будем определять по формуле
/>, мм (7.1)
где /> — коэффициент уточнения (потабл. 3.17 [4]);
Di-1 – суммарное пространственное отклонение на заготовительнойоперации (эксцентричность отверстия);– после штамповки D=0,8 мм;– после растачивания чернового D =0,06 × 0,8= 0,048 мм;
– послерастачивания чистового D = 0,04 × 0,8= 0,032 мм;
– послешлифования чернового D = 0,03 × 0,8= 0,024 мм;
– послешлифования чистового D = 0,02 × 0,8= 0,016 мм
Определим значениеминимального припуска 2Zmin после каждой операции по формуле:
/>, мм (7.2)
где Rzi-1, hi-1 – высота неровностей идефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущейобработке;
Di-1 – суммарное значение пространственных отклонений спредыдущей операции;
/> мм;
/> мм;
/> мм;
/> мм.
Определяемпредельные размеры для каждого перехода по формулам:
2Аimin = 2Аi-1 min + T2Аi-1, мм (7.3)
2Аimax = 2Аi min – 2Zimin, мм (7.4)
2А35min = 55,002 мм;
2А35max = 55,021 мм;
2А30min = 2А35min + /> = 55,002 + 0,148= 55,15 мм;
2А15min = 2А30min + />= 55,15 + 0,204 = 55,354 мм;
2А10min = 2А15min + />= 55,354 + 0,456 = 55,81 мм;
2А30max = 2А30min + T2А30 = 55,15 +0,046 = 55,196 мм;
2А15max = 2А15min + T2А15 = 55,354 +0,074 = 55,428 мм;
2А10max = 2А10min + T2А10 = 55,81 +0,3 = 55,11 мм;
Определим предельные значенияприпусков по формуле:
/> (7.5)
/> (7.6)
/> мм;
/> мм;
/> мм;
/> мм;
Изобразим на рис. 7.1 схему расположенияоперационных размеров, допусков и припусков.
/>Таблица 7.1. Расчет припусков наобработку диаметра 2А (пов. 8 Æ55k(+2+0,21))
Технологические
переходы
Элементы
припуска, мкм
Расчет-
ный
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 7,29 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
7.2 Сравнениерезультатов расчетов
Для сравнения необходимо сопоставить результатырасчетов операционных размеров, операционных и общих минимальных, максимальных,номинальных припусков.
Общие припуски определяются по формулам:
Zоmin = S Zmin(7.6)
Zоmax = S Zmax(7.7)
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 (7.8)
Zоном = 59,8–55,002= 4,798 мм.
где Dномзаг, Dномдет– номинальные диаметры заготовки и деталисоответственно.
Результаты расчетов припусков приведем в табл. 7.2.
Данные по их изменению:
DZо = (ZоОЦ – ZоРА) ×100% / ZоРА, (7.9)
где ZоОЦ, ZоРА – значенияобщих припусков, определенные методами решения размерных цепей ирасчетно-аналитическим соответственно.
Таблица 7.2.Сравнение общих припусков 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 цепейпозволяет существенно уменьшить припуски на обработку, а, следовательно,увеличить коэффициент использования материала и удешевить изготовление детали.
Заключение
В ходе работыбыли выполнены все задачи курсового проекта.
Проанализировависходные данные детали стало возможным определение:
– выбора типапроизводства, формы организации технологического процесса изготовления детали;
– выбораметода получения заготовки;
– технологическогомаршрута изготовления детали;
– технологическогомаршрута обработки поверхности;
– технологическойсхемы базирования;
– припусковс помощью размерного анализа;
– припусковрасчетно-аналитическим методом;
Выполнивкурсовую работу, мы проанализировали припуски, полученные с помощьюрасчётно-аналитического метода и размерного анализа. В результате оказалось,что расчётно-аналитический метод дал меньшие значения припусков, а значит приего использовании сокращается себестоимость изготовления детали и повышаетсяэффективность производства.
Литература
1. Справочник технологамашиностроителя/ Под редакцией А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – М.:Машиностроение, 1985. – Т. 1,2.
2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовоепроектирование по технологии машиностроения: – 4‑е изд., перераб. идоп. – Выш. школа, 1983, ил.
3. Гжиров Р.И. Краткийсправочник конструктора: Справочник – М.: Машиностроение, Ленинград, 1983 год.
4. Михайлов А.В. Методическоеуказание «Определение операционных размеров механической обработки в условияхсерийного производства»
Тольятти, 1992 год.
5. Методические указанияБоровкова.