/>1. Проектированиетехнологического процесса />/>/>изготовления детали/>/>/>1.1Служебное назначение и технические характеристики детали
Для составлениякачественного технологического процесса изготовления детали необходимотщательным образом изучить ее конструкцию и назначение в машине.
Деталь представляет собойцилиндрическую ось. Наиболее высокие требования к точности формы ирасположения, а также шероховатости предъявляются к поверхностям шеек оси,предназначенных для посадки подшипников. Так точность шеек под подшипникидолжны соответствовать 7 квалитету. Высокие требования к точности расположенияэтих шеек оси относительно друг друга вытекают из условий работы оси.
Все шейки осипредставляют собой поверхности вращения относительно высокой точности. Этоопределяет целесообразность применения токарных операций только для ихпредварительной обработки, а окончательную обработку с целью обеспечениязаданной точности размеров и шероховатости поверхностей следует выполнятьшлифованием. Для обеспечения высоких требований к точности расположения шеек осиих окончательную обработку необходимо осуществить за один установ или, в крайнемслучае на одних и тех же базах.
Оси такой конструкцииприменяют в машиностроении достаточно широко.
Оси предназначены дляпередачи крутящих моментов и монтажа на них различных деталей и механизмов. Онипредставляют собой сочетание гладких посадочных и непосадочных, а такжепереходных поверхностей.
Технические требования,предъявляемые к осям, характеризуются следующими данными. Диаметральные размерыпосадочных шеек выполняют по IТ7, IТ6, других шеек по IТ10, IТ11.
Конструкция оси, ееразмеры и жесткость, технические требования, программа выпуска – основныефакторы, определяющие технологию изготовления и применяемое оборудование.
Деталь представляет собойтело вращения и состоит из простых конструктивных элементов, представленных ввиде тел вращения круглого сечения различного диаметра и длины. На оси имеетсярезьба. Длина оси составляет 112 мм, максимальный диаметр равен 75 мм, аминимальный – 20 мм.
Исходя из конструктивногоназначения детали в машине, все поверхности этой детали можно разбить на 2 группы:
основные или рабочиеповерхности;
свободные или нерабочиеповерхности.
Почти все поверхности осиотносятся к основным, потому что сопрягаются с соответствующими поверхностямидругих деталей машин или же непосредственно участвуют в рабочем процессе машины.Это объясняет достаточно высокие требования к точности обработки детали истепени шероховатости, указанные на чертеже.
Можно отметить, чтоконструкция детали полностью отвечает ее служебному назначению. Но принциптехнологичности конструкции состоит не только в удовлетворении эксплуатационныхтребований, но также и требований наиболее рационального и экономичногоизготовления изделия.
Деталь имеет поверхностилегкодоступные для обработки; достаточная жесткость детали позволяетобрабатывать ее на станках с наиболее производительными режимами резания. Даннаядеталь является технологичной, так как содержит простые профили поверхностей,ее обработка не требует специально разработанных приспособлений и станков.Поверхности оси обрабатываются на токарном, сверлильном и шлифовальном станках.Необходимая точность размеров и шероховатость поверхностей достигаютсяотносительно небольшим набором несложных операций, а также набором стандартных резцови кругов для шлифования.
Изготовление деталиотличается трудоемкостью, что связано, прежде всего, с обеспечением техническихусловий работы детали, необходимой точностью размеров, шероховатостью рабочихповерхностей.
Итак, деталь являетсятехнологичной с точки зрения конструкции и способов обработки.
Материал, из котороговыполнена ось, сталь 45 относится к группе среднеуглеродистых конструкционныхсталей. Применяется для средненагруженных деталей, работающих при небольшихскоростях и средних удельных давлениях.
Химический состав данногоматериала сведем в таблицу 1.1.
Таблица 1.17 С Si Mn Cr S P Cu Ni As 0,42-05 0,17-0,37 0,5-0,8 0,25 0,04 0,035 0,25 0,25 0,08
Содержание железа всплаве Fe = 97,43%.
Немного остановимся намеханических свойствах проката и поковок, необходимых для дальнейшего анализа,которые тоже сведем в таблицу 1.2.
Таблица 1.2 Вид т/о
Сечение,
мм КП
σ0,2
σВ
δ5 φ
KCU,
Дж/см2
НВ, не
более МПа % не менее нормализация до 100 245 245 470 22 48 49 143-179 закалка, отпуск до 100 315 315 570 17 38 39 167-207 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Приведем некоторыетехнологические свойства.
Температура начала ковки1280 С°, конца ковки 750 С°.
Данная сталь имеетограниченную свариваемость
Обрабатываемость резанием– в горячекатаном состоянии при НВ 144-156 и σВ = 510 МПа./>/>/>1.2Определение типа производства и размера партии детали
Взадании на курсовой проект указана годовая программа выпуска изделия вколичестве 7000 штук. По формуле источника [2, стр. 7] определяем годовую программувыпуска деталей в штуках с учетом запасных частей и возможных потерь:
/>,
где П– годовая программа выпуска изделий, шт.;
П1– годовая программа изготовления деталей, шт. (принимаем 8000 шт.);
b – количество дополнительноизготавливаемых деталей для запасных частей и для восполнения возможных потерь,в процентах. Можно принимать b=5-7;
m – количество деталей данного наименования в изделии(принимаем 1 шт.).
/> шт.
Размерпроизводственной программы в натуральном количественном выражении определяеттип производства и имеет решающее влияние на характер построениятехнологического процесса, на выбор оборудования и оснастки, на организациюпроизводства.
Вмашиностроении различают три основных типа производства:
- единичное, или индивидуальное производство;
- серийное производство;
- массовое производство.
Исходяиз программы выпуска, можно придти к выводу, что в данном случае имеем серийноепроизводство. При серийном производстве изготовление изделий ведётся партиями,или сериями, периодически повторяющимися.
Взависимости от размеров партий или серий, различают три вида серийногопроизводства для средних машин:
- мелкосерийное производство при количестве изделий в серии до 25 шт.;
- среднесерийное производство при количестве изделий в серии 25-200 шт.;
- крупносерийное производство при количестве изделий в серии более 200шт.;
Характернаяособенность серийного производства заключается в том, что изготовление изделийведётся партиями. Количество деталей в партии для одновременного запускадопускается определять по следующей упрощённой формуле:
/>, шт.
где N –количество заготовок в партии;
П – годовая программа изготовления деталей, шт.;
L – число дней, на которые необходимо иметь запас деталей наскладе для обеспечения сборки (принимаем L=10);
F – число рабочих дней в году. Можно принимать F=240.
/> шт.
Знаягодовой объем выпуска деталей, определим, что данное производство относится ккрупносерийному (5000 – 50000 шт.).
Присерийном производстве, каждая операция технологического процесса закрепляетсяза определённым рабочим местом. На большинстве рабочих мест выполняетсянесколько операций, периодически повторяющихся./>/>/>1.3Выбор способа получения заготовки
Метод получения исходныхзаготовок деталей машин определяется конструкцией детали, объемом выпуска ипланом производства, а также экономичностью изготовления. Первоначально извсего многообразия методов получения исходных заготовок выбирают несколькометодов, которые технологически обеспечивают возможность получения заготовкиданной детали и позволяют максимально приблизить конфигурацию исходнойзаготовки к конфигурации готовой детали. Выбрать заготовку – значит выбратьспособ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности,рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления.
Главным при выборезаготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ееминимальной себестоимости.
Правильное решение вопросао выборе заготовок, если с точки зрения технических требований и возможностейприменимы различные их виды, можно получить только в результатетехнико-экономических расчетов путем сопоставления вариантов себестоимостиготовой детали при том или другом виде заготовки. Технологические процессыполучения заготовок определяются технологическими свойствами материала,конструктивными формами и размерами деталей и программой выпуска. Предпочтениеследует отдавать заготовке, характеризующейся лучшим использованием металла именьшей себестоимостью.[2]
Возьмем два методаполучения заготовок и проанализировав каждый выберем нужный метод получениязаготовок:
1) получение заготовки из проката
2) получение заготовки штамповкой.
Следует выбрать наиболее«удачный» метод получения заготовки путем аналитического расчета. Сравнимварианты по минимальной величине приведенных затрат на изготовление детали.
Если заготовкаизготавливается из проката, то затраты на заготовку определяются по весупроката, требующегося на изготовление детали, и весу стружки. Стоимостьзаготовки, полученной прокатом, определяется по следующей формуле:
/>,
гдеQ – масса заготовки, кг;
S – цена 1 кг материала заготовки,руб.;
q – масса готовой детали, кг;
Sотх – цена 1 тонны отходов, руб.
Q = 3,78 кг; S = 115 руб.; q = 0,8кг; Sотх = 14,4 кг.
Подставим исходные данныев формулу:
/>
Рассмотрим вариантполучения заготовки штамповкой на ГКМ. Стоимость заготовки определитсявыражением:
/>,
Где Сi – цена одной тонны штамповок, руб.;
КТ –коэффициент, зависящий от класса точности штамповок;
КС –коэффициент, зависящий от группы сложности штамповок;
КВ –коэффициент, зависящий от массы штамповок;
КМ –коэффициент, зависящий от марки материала штамповок;
КП –коэффициент, зависящий от годовой программы выпуска штамповок;
Q – масса заготовки, кг;
q – масса готовой детали, кг;
Sотх – цена 1 тонны отходов, руб.
Сi = 315 руб.; Q = 1,25 кг; КТ = 1; КС = 0,84; КВ= 1; КМ = 1; КП = 1;
q = 0,8 кг; Sотх = 14,4 кг.
/>
Экономический эффект длясопоставления способов получения заготовок, при которых технологический процессмеханической обработки не меняется, может быть рассчитан по формуле:
/>,
гдеSЭ1, SЭ2 – стоимость сопоставляемых заготовок, руб.;
N – годовая программа, шт.
Определяем:
/>
Из полученных результатоввидно, что экономически выгодным является вариант получения заготовкиштамповкой.
Изготовление заготовкиметодом штамповки на различных видах оборудования является прогрессивнымметодом, так как значительно уменьшает припуски под механическую обработку всравнении с получением заготовки из проката, а также характеризуется болеевысокой степенью точности и более высокой производительностью. В процессештамповки также уплотняется материал и создается направленность волокнаматериала по контуру детали.
Решив задачу по выборуметода получения заготовки, можно приступить к выполнению следующих этаповкурсовой работы, которые постепенно подведут нас к непосредственномусоставлению технологического процесса изготовления детали, что и являетсяосновной целью курсовой работы. Выбор типа заготовки и метода ее полученияоказывают самое непосредственное и весьма существенное влияние на характерпостроения технологического процесса изготовления детали, так как в зависимостиот выбранного метода получения заготовки может в значительных пределахколебаться величина припуска на обработку детали и, следовательно, меняется ненабор методов, используемых для обработки поверхностей. />/>/>1.4Назначение методов и этапов обработки
На выбор метода обработкиоказывают влияние следующие факторы, которые необходимо учитывать:
форма и размер детали;
точность обработки ичистота поверхностей деталей;
экономическаяцелесообразность выбранного метода обработки.
Руководствуясьвышеперечисленными пунктами, начнем проводить выявление набора методовобработки по каждой поверхности детали.
/>
Рисунок 1.1 Эскиз деталис обозначением слоев, снимаемых при механической обработке
Все поверхности оси имеютдостаточно высокие требования к шероховатости. Обтачивание поверхностей А, Б,В, Г, Д, Е, З, И, К разделяем на две операции: черновое (предварительное) ичистовое (окончательное) обтачивание. При черновом обтачивании снимаем большуючасть припуска; обработка производится с большой глубиной резания и большойподачей. Схема, обеспечивающая наименьшее время обработки, наиболее выгодна. Причистовом обтачивании снимаем небольшую часть припуска, причем порядок обработкиповерхностей сохраняется.
При обработке на токарномстанке необходимо обратить внимание на прочное закрепление детали и резца.
Чтобы получить указаннуюшероховатость и требуемое качество поверхностей Г и И необходимо применитьчистовое шлифование, при котором точность обработке наружных цилиндрических поверхностейдостигает третьего класса, а шероховатость поверхности 6-10 классов.
Для большей наглядностисхематически запишем выбранные методы обработки на каждую поверхность детали:
А: черновое точение,чистовое точение;
Б: черновое точение,чистовое точение, нарезание резьбы;
В: черновое точение,чистовое точение;
Г: черновое точение,чистовое точение, чистовое шлифование;
Д: черновое точение,чистовое точение;
Е: черновое точение,чистовое точение;
Ж: сверление,зенкерование, развертывание;
З: черновое точение,чистовое точение;
И: черновое точение,чистовое точение, шлифование чистовое;
К: черновое точение,чистовое точение;
Л: сверление,зенкерование;
М: сверление,зенкерование;
Теперь можно переходить кследующему этапу выполнения курсовой работы, связанному с выбором техническихбаз.
1.5 Выбор баз ипоследовательность обработки
Заготовка детали впроцессе обработки должна занять и сохранять в течение всего времени обработкиопределенное положение относительно деталей станка или приспособления. Для этогонеобходимо исключить возможность трех прямолинейных движений заготовки внаправлении выбранных координатных осей и трех вращательных движений вокругэтих, или параллельных им осей (т.е. лишить заготовку детали шести степенейсвободы).
Для определения положенияжесткой заготовки необходимо наличие шести опорных точек. Для их размещениятребуются три координатных поверхности (или заменяющие их три сочетаниякоординатных поверхностей) в зависимости от формы и размеров заготовки этиточки могут быть расположены на координатной поверхности различными способами.
В качестветехнологических баз рекомендуется выбирать конструкторские базы, чтобы избежатьпересчета операционных размеров. Ось представляет собой деталь цилиндрическойформы, конструкторскими базами которой являются торцовые поверхности. Набольшинстве операций базирование детали проводим по следующим схемам.
/>
Рисунок 1.2 Схемаустановки заготовки в трехкулачковом патроне
В данном случае приустановке заготовки в патроне: 1, 2, 3, 4 – двойная направляющая база,отнимающая четыре степени свободы – перемещения относительно оси OX и оси OZ и поворота вокруг осей OX и OZ; 5– опорная база лишает заготовку одной степени свободы – перемещения вдоль оси OY;
6 – опорная база,лишающая заготовку одной степени свободы, а именно – вращения вокруг оси OY;
/>
Рисунок 1.3 Схемаустановки заготовки в тисках
1, 2, 3 – установочнаябаза – лишает заготовку трех степеней свободы: перемещение вдоль оси ОХ ивращения вокруг осей ОZ и ОY; 4, 5 – двойная опорная база –лишает двух степеней свободы: перемещение вдоль осей OY и OZ; 6– опорная база – лишает вращения вокруг оси ОХ.
Учитывая форму и размерыдетали, а также точность обработки и чистоту поверхности были выбраны наборыметодов обработки на каждую поверхность вала. Мы можем определитьпоследовательность обработки поверхностей.
/>
Рисунок 1.4 Эскиз деталис обозначением поверхностей
1. Токарная операция.Заготовка устанавливается по поверхности 4 в
самоцентрирующийся 3-хкулачковый патрон с упором в торец 5 для чернового точения торца 9, поверхности8, торца 7, поверхности 6.
2. Токарная операция.Переворачиваем заготовку и устанавливаем ее в самоцентрирующийся 3-х кулачковыйпатрон по поверхности 8 с упором в торец 7 для чернового точения торца 1, поверхности2, торца 3, поверхности 4, торца 5.
3. Токарная операция.Заготовка устанавливается по поверхности 4 в
самоцентрирующийся 3-хкулачковый патрон с упором в торец 5 для чистового точения торца 9, поверхности8, торца 7, поверхности 6, фаски 16 и канавки 19.
4. Токарная операция.Переворачиваем заготовку и устанавливаем ее в самоцентрирующийся 3-х кулачковыйпатрон по поверхности 8 с упором в торец 7 для чистового точения торца 1,поверхности 2, торца 3, поверхности 4, торца 5, фасок 14, 15 и канавок 17, 18.
5. Токарная операция.Заготовку устанавливаем в самоцентрирующийся 3-х кулачковый патрон поповерхности 8 с упором в торец 7 для сверления и зенкерования поверхности 10,нарезания резьбы на поверхности 2.
6. Сверлильная операция.Деталь устанавливаем в тиски по поверхности 6 с упором в торец 9 для сверления,зенкерования и развертывания поверхности 11, сверления и зенкерованияповерхностей 12 и 13.
7. Шлифовальная операция.Деталь устанавливается по поверхности 4 в самоцентрирующийся 3-х кулачковыйпатрон с упором в торец 5 для шлифования поверхности 8.
8. Шлифовальная операция.Деталь устанавливается по поверхности 8 в самоцентрирующийся 3-х кулачковыйпатрон с упором в торец 7 для шлифования поверхности 4.
9. Вынуть деталь изприспособления и отправить на контроль.
Поверхности заготовкиобрабатываются в следующей последовательности:
поверхность 9 – черновое точение;
поверхность 8 – черновоеточение;
поверхность 7 – черновоеточение;
поверхность 6 – черновоеточение;
поверхность 1 – черновоеточение;
поверхность 2 – черновоеточение;
поверхность 3 – черновоеточение;
поверхность 4 – черновоеточение;
поверхность 5 – черновоеточение;
поверхность 9 – чистовоеточение;
поверхность 8 – чистовоеточение;
поверхность 7 – чистовоеточение;
поверхность 6 – чистовоеточение;
поверхность 16 – снятьфаску;
поверхность 19 – точитьканавку;
поверхность 1 – чистовоеточение;
поверхность 2 – чистовоеточение;
поверхность 3 – чистовоеточение;
поверхность 4 – чистовоеточение;
поверхность 5 – чистовоеточение;
поверхность 14 – снятьфаску;
поверхность 15 – снятьфаску;
поверхность 17 – точитьканавку;
поверхность 18 – точить канавку;
поверхность 10 – сверление,зенкерование;
поверхность 2 – нарезаниерезьбы;
поверхность 11 – сверление,зенкерование, развертывание;
поверхность 12, 13 – сверление,зенкерование;
поверхность 8 –шлифование чистовое;
поверхность 4 –шлифование чистовое;
Как видно, обработкаповерхностей заготовки осуществляется в порядке от более грубых методов к болееточным. Последний метод обработки по параметрам точности и качества долженсоответствовать требованиям чертежа.
1.6 Разработкамаршрутного технологического процесса
Деталь представляет собойось и относится к телам вращения. Производим обработку заготовки, полученнуюштамповкой. При обработке используем следующие операции.
010. Токарная.
Обработка ведется натокарно-револьверном станке модели 1П365.
Краткое содержаниеоперации:
1. проточить поверхность 8, подрезатьторец 9;
2. проточить поверхность 6, подрезатьторец 7
Материал резца: СТ25.
Марка СОЖ: 5%-аяэмульсия.
Деталь базируется втрехкулачковом патроне.
В качестве измерительногоинструмента используем скобу.
015. Токарная.
Обработка ведется на токарно-револьверномстанке модели 1П365.
Краткое содержаниеоперации:
1. проточить поверхность 2, подрезатьторец 1;
2. проточить поверхность 4, подрезатьторец 3;
3. подрезать торец 5.
Материал резца: СТ25.
Марка СОЖ: 5%-аяэмульсия.
Деталь базируется втрехкулачковом патроне.
В качестве измерительногоинструмента используем скобу.
020. Токарная.
Обработка ведется натокарно-револьверном станке модели 1П365.
Краткое содержаниеоперации:
1. проточить поверхности8, 19, подрезать торец 9;
2. проточить поверхности6, подрезать торец 7;
3. снять фаску 16.
Материал резца: СТ25.
Марка СОЖ: 5%-аяэмульсия.
Деталь базируется втрехкулачковом патроне.
В качестве измерительногоинструмента используем скобу.
025. Токарная.
Обработка ведется натокарно-револьверном станке модели 1П365.
Краткое содержаниеоперации:
1. проточить поверхности 2, 17,подрезать торец 1;
2. проточить поверхности 4, 18, подрезатьторец 3;
3. подрезать торец 5;
4. снять фаску 15.
Материал резца: СТ25.
Марка СОЖ: 5%-аяэмульсия.
Деталь базируется втрехкулачковом патроне.
В качестве измерительногоинструмента используем скобу.
030. Токарная.
Обработка ведется натокарно-револьверном станке модели 1П365.
Краткое содержаниеоперации:
1. сверлить, зенкеровать отверстие –поверхность 10;
2. нарезать резьбу – поверхность 2;
Материал сверла: СТ25.
Марка СОЖ: 5%-аяэмульсия.
Деталь базируется втрехкулачковом патроне.
В качестве измерительногоинструмента используем калибр.
035. Сверлильная
Обработка ведется на координатно-сверлильномстанке 2550Ф2.
Краткое содержаниеоперации:
1. сверлить, зенкеровать 4 ступенчатыхотверстия Ø9 – поверхность 12 и Ø14 – поверхность 13;
2. сверлить, зенкеровать, развернутьотверстие Ø8 – поверхность 11;
Материал сверла: Р6М5.
Марка СОЖ: 5%-аяэмульсия.
Деталь базируется в тисках.
В качестве измерительногоинструмента используем калибр.
040. Шлифовальная
Обработка ведется накруглошлифовальном станке 3Т160.
Краткое содержаниеоперации:
1. шлифовать поверхность8.
Для обработки выбираемшлифовальный круг
ПП 600×80×30524А 25 Н СМ1 7 К5А 35 м/с. ГОСТ 2424-83.
Деталь базируется втрехкулачковом патроне.
В качестве измерительногоинструмента используем скобу.
045. Шлифовальная
Обработка ведется накруглошлифовальном станке 3Т160.
Краткое содержаниеоперации:
1. шлифовать поверхность4.
Для обработки выбираемшлифовальный круг
ПП 600×80×30524А 25 Н СМ1 7 К5А 35 м/с. ГОСТ 2424-83.
Деталь базируется втрехкулачковом патроне.
В качестве измерительногоинструмента используем скобу.
050. Виброабразивная
Обработка ведется ввиброабразивной машине.
Краткое содержаниеоперации:
1. притупить острыекромки, снять заусенцы.
055. Промывочная
Промывка производится вванной.
060. Контроль
Контролируют все размеры,проверяют шероховатость поверхностей, отсутствие забоин, притупление острыхкромок. Используется контрольный стол./>/>/> 1.7 Выбор оборудования, оснастки,режущего и измерительного инструмента
ось заготовка резание обработка
Выбор станочногооборудования является одной из важнейших задач при разработке технологическогопроцесса механической обработки заготовки. От правильного его выбора зависитпроизводительность изготовления детали, экономическое использованиепроизводственных площадей, механизации и автоматизации ручного труда,электроэнергии и в итоге себестоимость изделия.
В зависимости от объемавыпуска изделий выбирают станки по степени специализации и высокойпроизводительности, а также станки с числовым программным управлением (ЧПУ).
При разработкетехнологического процесса механической обработки заготовки необходимо правильновыбрать приспособления, которые должны способствовать повышениюпроизводительности труда, точности обработки, улучшению условий труда,ликвидации предварительной разметки заготовки и выверки их при установке настанке.
Применение станочныхприспособлений и вспомогательных инструментов при обработке заготовок дает ряд преимуществ:
повышает качество иточность обработки деталей;
сокращает трудоемкостьобработки заготовок за счет резкого уменьшения времени, затрачиваемого наустановку, выверку и закрепление;
расширяет технологическиевозможности станков;
создает возможностьодновременной обработки нескольких заготовок, закрепленных в общемприспособлении.
При разработкетехнологического процесса механической обработки заготовки выбор режущегоинструмента, его вида, конструкции и размеров в значительной мерепредопределяется методами обработки, свойствами обрабатываемого материала, требуемойточностью обработки и качества обрабатываемой поверхности заготовки.
При выборе режущегоинструмента необходимо стремиться принимать стандартный инструмент, но, когдацелесообразно, следует применять специальный, комбинированный, фасонный инструмент,позволяющий совмещать обработку нескольких поверхностей.
Правильный выбор режущейчасти инструмента имеет большое значение для повышения производительности иснижения себестоимости обработки.
При проектированиитехнологического процесса механической обработки заготовки для межоперационногои окончательного контроля обрабатываемых поверхностей необходимо использоватьстандартный измерительный инструмент, учитывая тип производства, но вместе стем, когда целесообразно, следует применять специальный контрольно-измерительныйинструмент или контрольно-измерительное приспособление.
Метод контроля долженспособствовать повышению производительности труда контролера и станочника,создавать условия для улучшения качества выпускаемой продукции и снижения еесебестоимости. В единичном и серийном производстве обычно применяетсяуниверсальный измерительный инструмент (штангенциркуль, штангенглубиномер,микрометр, угломер, индикатор и т.д.)
В массовом икрупносерийном производстве рекомендуется применять предельные калибры (скобы,пробки, шаблоны и т.п.) и методы активного контроля, которые получили широкоераспространение во многих отраслях машиностроения. 1.8Расчет операционных размеров
Под операционнымпонимается размер, проставленный на операционном эскизе и характеризующийвеличину обрабатываемой поверхности или взаимное расположение обрабатываемыхповерхностей, линий или точек детали. Расчет операционных размеров сводится кзадаче правильного определения величины операционного припуска и величиныоперационного допуска с учетом особенностей разработанной технологии.
Под длинновымиоперационными размерами понимаются размеры, характеризующие обработкуповерхностей с односторонним расположением припуска, а также размеры междуосями и линиями. Расчет длинновых операционных размеров проводится в следующейпоследовательности:
1. Подготовка исходныхданных (на основе рабочего чертежа и операционных карт).
2. Составление схемыобработки на основе исходных данных.
3. Построение графаразмерных цепей для определения припусков, чертежных и операционных размеров.
4. Составление ведомости расчета операционныхразмеров.
На схеме обработки (рисунок 1.5) помещаем эскиз деталис указанием всех поверхностей данной геометрической структуры, встречающихся впроцессе обработки от заготовки до готовой детали. В верхней части эскизауказаны все длинновые чертежные размеры чертежные размеры с допусками (С), аснизу все операционные припуски (1z2, 2z3, …, 13z14).Под эскизом в таблице обработки указаны размерные линии, характеризующие всеразмеры заготовки, ориентированные односторонними стрелками, таким образом,чтобы к одной из поверхностей заготовки не подходило ни одной стрелки, а костальным поверхностям подходило только по одной стрелке. Далее указаныразмерные линии, характеризующие размеры механической обработки. Операционныеразмеры, ориентированы в направлении обрабатываемых поверхностей.
/>
Рисунок 1.5 Схемаобработки детали
Далее строим графисходных структур (исходное «дерево») соответствующий исходной структуре,образованной связями между поверхностями в виде чертежных размеров и припусков.
На графе исходныхструктур соединяющих поверхности 1 и 2 волнистыми ребрами, характеризующимивеличину припуска 1z2, поверхности 3и 4 дополнительными ребрами, характеризующими величину припуска 3z4 и т. д. А также проводим толстыеребра чертежных размеров 2с13, 4с6 и т. д.
/>
Рисунок 1.6 Граф исходныхструктур
- />вершина графа. Характеризуетповерхность детали. Цифра в круге обозначает номер поверхности на схемеобработки.
- />/>Ребро графа. Характеризует вид связеймежду поверхностями.
«z» — Соответствует величинеоперационного припуска, а «c»– чертежному размеру.
На основанииразработанной схемы обработки строится граф произвольных структур. Построениепроизводного древа начинается с поверхности заготовки, к которой на схемеобработки не подводится ни одной стрелки. На рисунке 1.5 такая поверхностьобозначена цифрой «1». От этой поверхности проводим те ребра графа, которыекасаются её. На конце этих ребер указываем стрелки и номера тех поверхностей,до которых указанные размеры проведены. Аналогичным образом достраиваем графсогласно схеме обработки.
/>
Рисунок 1.7 Графпроизводных структур
/>
— вершина графа. Характеризует поверхность детали. Цифра вкруге обозначает номер поверхности на схеме обработки.
/> - ребро графа. Характеризует вид связей междуповерхностями, соответствует длинновым операционным размерам и размерамзаготовки .
В результате наложенияисходного «дерева» на производное «дерево» получим композицию «деревьев»,называемую графом размерных цепей (рисунок 1.8):
/>
Рисунок 1.8 Графразмерных цепей
/>
— Вершина графа.Характеризует поверхность детали.
/> — Ребро графа. Составляющее звено размерной цеписоответствует операционному размеру или размеру заготовки.
/> — Ребро графа. Замыкающее звено размерной цеписоответствует чертежному размеру.
/> — Ребро графа. Замыкающее звено размерной цеписоответствует операционному припуску.
На всех ребрах графапроставляем знак ( «+» или «–» ), руководствуясь следующим правилом: если ребрографа входит своей стрелкой в вершину с большим номером, то на этом ребреставим знак «+», если ребро графа входит своей стрелкой в вершину с меньшимномером, то на этом ребре ставим знак «–» (рисунок 1.8). Принимаем во внимание,что нам неизвестны операционные размеры, и по схеме обработки (рисунок 1.5)определяем приблизительно величину операционного размера или размера заготовки,используя для этой цели чертежные размеры и минимальные операционные припуски,которые складываются из величин микронеровностей (Rz), глубины деформационного слоя (Т) и пространственногоотклонения (Δпр), получившихся на предшествующей операции.
Далее приступаем кзаполнению карты выбора и расчета операционных размеров.
Графа 1. В произвольнойпоследовательности переписываем все чертежные размеры и припуски.
Графа 2. Указываем номераопераций в последовательности их выполнения по маршрутной технологии.
Графа 3. Указываемнаименование операций.
Графа 4. Указываем типстанка и его модель.
Графа 5. Помещаемупрощенные эскизы в одном неизменном положении для каждой операции с указаниемобрабатываемых поверхностей согласно маршрутной технологии. Нумерацияповерхностей производится в соответствии со схемой обработки (рисунок 1.5).
Графа 6. Для каждойобрабатываемой на данной операции поверхности указываем операционный размер.
Графа 7. Термообработкудетали не производим на данной операции, поэтому графу оставляем незаполненной.
Графа 8. Заполняется висключительных случаях, когда выбор измерительной базы ограничивается условиямиудобства контроля операционного размера. В нашем случае графа остаетсясвободной.
Графа 9. Указываемвозможные варианты поверхностей, которые можно использовать в качестветехнологических баз с учетом рекомендаций, приведенных в [5].
Выбор поверхностей,используемых в качестве технологических и измерительных баз, начинаем споследней операции в порядке, обратном ходу технологического процесса.Уравнения размерных цепей записываем по графу исходных структур.
После выбора баз иоперационных размеров приступаем к расчету номинальных значений и выборудопусков на операционные размеры.
Расчет длинновыхоперационных размеров базируется на результатах работы по оптимизации структурыоперационных размеров и производится в соответствии с последовательностьюработ. Подготовка исходных данных для расчета операционных размеровпроизводится путем заполнения граф
13-17 карты выбора баз ирасчета операционных размеров.
Графа 13. Для замыканиязвеньев размерных цепей, являющихся чертежными размерами, записываемминимальные значения этих размеров. Для замыкания звеньев, представляющих собойоперационные припуски, указываем величину минимального припуска, котораяопределяется по формуле:
zmin= Rz + Т,
гдеRz – высота неровностей, полученных напредыдущей операции;
Т – глубина дефектногослоя, образовавшегося на предыдущей операции.
Значения Rz и Т определяются по таблицам [5].
/>
/>
Графа 14. Для замыкающихзвеньев размерных цепей, являющихся чертежными размерами, записываеммаксимальные значения этих размеров. Максимальные значения припусков пока непроставляем.
Графы 15, 16. Если допускна искомый операционный размер будет иметь знак «–», то в графе 15 ставим цифру1, если «+», то в графе 16 ставим цифру 2.
Графа 17. Проставляемприблизительно величины определяемых операционных размеров, используемуравнения размерных цепей из графы 11.
1. 9А8 = 8с9 = 12 мм;
2. 9А5 = 3с9 – 3с5 = 88 – 15 = 73 мм;
3. 9А3 = 3с9 = 88 мм;
4. 7А9 = 7z8 + 9A8 = 0,2 + 12 = 12 мм;
5. 7А12 = 3с12 +7А9 – 9А3 = 112 + 12 –88 = 36 мм;
6. 10A7 = 7А9 + 9z10 =12 + 0,2 = 12 мм;
7. 10A4 = 10А7 – 7А9 + 9А5 + 4z5 = 12 – 12 + 73 + 0,2 = 73 мм;
8. 10А2 = 10А7 – 7A9 + 9A3 + 2z3 = 12– 12 + 88 + 0,2 = 88 мм;
9. 6A10 = 10А7 + 6z7 =12 + 0,2 = 12 мм;
10. 6A13 = 6A10 – 10A7 + 7A12 + 12z13 = 12 – 12 + 36 + 0,2 = 36 мм;
11. 1А6 = 10А2 – 6А10+ 1z2 = 88 – 12 + 0,5 = 77 мм;
12. 1A11 = 10z11 + 1A6 +6А10 = 0,2 + 77 + 12 = 89 мм;
13. 1A14 =13z14 + 1A6 + 6A13 = 0,5+ 77 + 36 = 114 мм.
Графа 18. Проставляемпринятые по таблице точности 7 [6] значения допусков на операционные размеры,учитывая рекомендации, изложенные в [4]. После простановки допусков в графе 18можно определить величину максимальных значений припусков и проставить их вграфе 14.
Значение ∆z определяем из уравнений в графе 11как сумму допусков на составляющие размерную цепь операционные размеры.
Графа 19. В эту графунужно проставить номинальные значения операционных размеров.
Сущность метода расчетаноминальных значений операционных размеров сводится к решению записанных вграфе 11 уравнений размерных цепей.
1. 8с9 = 9А89А8 = />
/> /> />
2. 3с9 = 9А39А3 = />
/> /> />
3. 3с5 = 3с9 – 9А5
/> /> />
9А5 = 3с9 – 3с5 = />
/> /> />
Принимаем: 9А5 = 73-0,74
3с5 = />
4. 9z10 = 10A7 – 7A9
/> /> />
10A7 = 7А9 + 9z10 =/>
/> /> />
Принимаем: 10А7 = 13,5-0,43(корректировка + 0,17)
9z10 =/>
/>
5. 4z5 = 10A4 – 10A7 +7А9 – 9А5
/> /> /> /> />
10A4 = 10А7 – 7А9 + 9А5 + 4z5 = />
/> /> /> /> />
Принимаем: 10А4 = 76,2-0,74(корректировка + 0,17)
4z5 = />
/>
6. 2z3 = 10А2 – 10А7 + 7A9 – 9A3
/> /> /> /> />
10А2 = 10А7 – 7A9 + 9A3 + 2z3 = />
/> /> /> /> />
Принимаем: 10A2 = 91,2-0,87(корректировка + 0,04)
2z3 =/>
/>
7. 7z8 = 7А9 – 9А8
/> /> />
7А9 = 7z8 + 9A8 = />
/> /> />
Принимаем: 7А9 = 12,7-0,43(корректировка: + 0,07)
7z8 = />
/>
8. 3с12 = 7А12 – 7А9 + 9A3
/> /> /> />
7А12 = 3с12 +7А9 – 9А3 =/>
/> /> /> />
Принимаем: 7А12 = 36,7-0,62
3с12=/>
/>
9. 6z7 = 6A10 – 10A7
/> /> />
6A10 = 10А7 + 6z7 = />
/> /> />
Принимаем: 6А10 = 14,5-0,43(корректировка + 0,07)
6z7 = />
/>
10. 12z13 =6A13 – 6A10 + 10A7– 7A12
/> /> /> /> />
6A13 = 6A10 –10A7 + 7A12 + 12z13 =/>
/> /> /> /> />
Принимаем: 6А13 = 39,9-0,62(корректировка + 0,09)
12z13 =/>
/>
11. 1z2 = 6А10 – 10А2 + 1А6
/> /> /> />
1А6 = 10А2 – 6А10 + 1z2 = />
/> /> /> />
Принимаем: 1А6 = 78,4-0,74(корректировка + 0,03)
1z2 = />
/>
12. 13z14 =1A14 – 1A6 – 6A13
/> /> /> />
1A14 = 13z14 +1A6 + 6A13 = />
/> /> /> />
Принимаем: 1A14 = 119,7-0,87(корректировка + 0,03)
13z14 = />
/>
13. 10z11 = 1A11 – 1A6 –6А10
/> /> /> />
1A11 = 10z11 +1A6 + 6А10 = />
/> /> /> />
Принимаем: 1А11 = 94,3-0,87(корректировка + 0,03)
10z11 = />
/>
После расчета номинальныхвеличин размеров, заносим их в графу 19 карты выбора баз и с допуском на обработкузаписываем в графе «примечание» Схемы обработки (рисунок 1.5).
После того, как заполнимграфу 20 и графу «прим.», полученные значения операционных размеров с допускомнаносим на эскизы маршрутного технологического процесса. На этом расчетноминальных значений длинновых операционных размеров закончен.