Процесс изготовления детали «втулка»

1. Определение объема выпуска и типа производства

Тип производства определяется ориентировочно с помощью табличного метода в зависимости от объема выпуска деталей и их массы.

Таблица 1.1. Определение типа производства в зависимости от объема выпуска и массы детали

Таблица 1.2 Перечень деталей.

Организация технологического процесса в серийном производстве характеризуется величиной партии одновременно обрабатываемых деталей.

Размер партии определяется:

— потребностью деталей на определенном промежутке времени и условием быстрого их использования;

— затраты на наладку должны быть минимальными.

Практически величину партии определяют из условия бесперебойной работы сборочного подразделения. Бесперебойная работа обеспечивается определенным запасом деталей на промежуточном складе. В зависимости от размеров детали запас составляет: для крупных деталей — 2−3 дня, для мелких — 5−10 дней. На основании этого рекомендуется упрощенно определять количество деталей в партии по формуле [1]:

П = Q*t/Ф, где П — количество деталей в партии;

Q — годовой объем выпуска деталей одного наименования вместе с запчастями;

t — нормативный срок хранения деталей на складе 7 дней;

Ф — число рабочих дней в году по обработке данной детали: 273 дня.

П = 4200*7/273 = 107,7 шт.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями выпуска.

Основные признаки серийного производства:

— станки применяются разнообразных типов: универсальные, специальные, специализированные, автоматизированные;

— кадры различной квалификации;

— работа может производиться на настроенных станках;

— применяется и разметка, и специальные приспособления;

Оборудование располагается в соответствии с предметной формой организации работы.

Станки располагаются в последовательности технологических операций для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка выполнения операций. Обработка заготовок производится партиями, вследствие чего уменьшается время на подготовку, наладку и обработку деталей. Это способствует лучшему использованию оборудования и в конечном итоге увеличивает производительность.

2. Общая характеристика детали

Для разработки оптимального технологического процесса необходимо, чтобы исходные данные рассматриваемой детали способствовали назначению экономически целесообразных методов и видов обработки на рационально выбранном оборудовании для принятого типа производства.

2.1 Служебное назначение детали

Втулка предназначена для передачи крутящего момента от редуктора на вал транспортера. Втулка по шлицевой поверхности устанавливается на шлицы выходного вала и крепится к валу редуктора при помощи болтов, устанавливаемых по резьбе М16−8Н. Взаимное расположение сопрягаемых по наружной торцовой поверхности ш185 мм поверхностей обеспечивается их совместной обработкой (развертыванием) двух диаметрально расположенных отверстий ш12Н7. Паз 10×5.5 мм предназначен для установки стопорных шайб, предотвращающих самопроизвольное отворачивание устанавливаемых на резьбовую часть гаек. Деталь является одной из наиболее ответственных деталей редуктора. Работает в условиях кручения со значительным колебанием динамических нагрузок.

2.2 Тип детали

Данная деталь относится к деталям типа втулка.

Выделим основные виды поверхностей:

— основные поверхности: 1, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 (рисунок 1).

где 5, 6, 7, 10, 16, 17 — наружные цилиндрические поверхности;

12, 19, 20, 22 — внутренние цилиндрические поверхности;

1, 9, 11, 14, 15, 21, 23 — торцевые поверхности;

8 — шпоночные поверхности;

3, 18 — резьбовые поверхности;

24 — шлицевые поверхности;

13 — торцевая канавка;

— не основные поверхности: 2, 4 (рисунок 1);

где 2 — фаски;

4 — канавки.

Рис. 1. Эскиз детали Поверхности ш105js6 и ш73Н7 имеют высокую точность — 6 и 7 квалитет точности соответственно и маленькую шероховатость Ra=0,8 мкм, они являются базовыми.

Характерной особенностью обработки данного типа деталей в серийном производстве с небольшим объемом выпуска является использование станков с ЧПУ с неограниченным числом установов на каждой операции и максимальной последовательной концентрацией технологических переходов. В зависимости от вида обрабатываемой поверхности могут использоваться:

— для обработки НЦП и НТП — токарные станки с ЧПУ на этапах — черновом, получистовом, чистовом; круглошлифовальные станки с ЧПУ на этапах повышенной, высокой и особо высокой точности.

— для обработки шлицевой поверхности — протяжной станок.

В зависимости от вида применяемого оборудования, установка детали может производиться в патроне, с упором в торец, призмы, специализированные приспособления.

В качестве инструмента в серийном типе производства с небольшим объемом выпуска, в основном, используется универсальный режущий инструмент. Однако на определенных операциях возможно применение специализированного и специального режущего инструмента.

2.3 Анализ технологичности конструкции детали

Каждая деталь должна устанавливается с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени правильным выбором варианта техпроцесса. На трудоёмкость изготовления детали оказывает особое влияние её конструкция, которая должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к изготовлению, эксплуатации и ремонту с помощью наиболее производительных методов, и технические требования на изготовление.

Рабочий чертёж содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о детали, т. е. все проекции, разрезы, сечения совершенно чётко и однозначно объясняющие её конфигурацию и возможные способы получения заготовки.

Выбор заготовки технологичен. Заготовкой является штамповка. Такой вид заготовки хорошо подходит к выбранному материалу и условиям данного производства.

Деталь в изготовлении — технологична:

— конфигурация детали обеспечивает простое, удобное и надежное закрепление ее на станке.

— деталь имеет высокую жесткость, что обеспечивает применение высокопроизводительных методов обработки.

— деталь имеет простую конфигурацию, базовые поверхности развиты хорошо, поэтому в процессе изготовления используются дешевые универсальные приспособления.

— размеры поверхностей детали соответствуют нормальным рядам линейных размеров, что позволяет обрабатывать их стандартными режущими инструментами.

— обеспечивается безударная работа инструмента, т.к. есть фаски на входе и канавки на выходе инструмента.

— наружные ступенчатые поверхности имеют незначительные перепады диаметров.

— к нетехнологичным элементам можно отнести только внутреннюю шлицевую поверхность, вынуждающую применение специальной обработки на протяжном станке.

— нетехнологичны перепады диаметров 105 — 104,8 мм, но они необходимы для более легкого сопряжения деталей.

— ко всем поверхностям детали обеспечен свободный подход режущего инструмента;

— деталь достаточно технологична с точки зрения сборки. Сборку возможно производить автоматически при наличии средств автоматизации;

— деталь технологична не только с точки зрения сборки и механической обработки, но и с точки зрения автоматизации вспомогательных операций (она обладает поверхностями, удобными для захвата и удержания схватом робота).

Из рассмотренных пунктов можно сделать вывод, что в целом деталь является технологичной.

2.4 Нормоконтроль и метрологическая экспертиза чертежа детали

Выбор рациональной номенклатуры контролируемых параметров По указателю стандартов проверяем ГОСТ:

ГОСТ 4543–71. Сталь легированная. Действует.

В технических требованиях сделать запись: Общие допуски по ГОСТ 30 893.2-m, Н14, h14, IT14/2.

На чертеже указаны все необходимые виды и сечения, позволяющие получить полное представление о детали. Однако длина паза под стопорную шайбу и размер торцевой канавки не показан. Примем их конструктивно. Назначенные размеры удобны для чтения, неуказанные размеры можно получить расчетным путем.

Анализ правильности задания норм точности На чертеже поля допусков на наружные диаметральные размеры заданы в системе вала, на отверстия заданы по системе отверстия.

Условное обозначение шероховатости, указанное на чертеже устарело. Проведем замену в соответствии с действующими нормативами. Текстовые требования по допуску расположения, указанные в технических требованиях заменим на условное обозначение.

Обеспечение контролепригодности конструкции изделия.

Контролепригодность допуска расположения Т_р определяется правильностью выбора измерительных баз. Проверка производится по формуле:

где Т_р — заданный чертежом допуск расположения, мкм;

— допуск базовой поверхности, мкм;

— длина базовой поверхности, мм;

— длина контролируемой поверхности, мм;

— допускаемая погрешность базирования при измерении заданного допуска расположения.

Если неравенство нарушено, то указанный допуск является неконтролепригодным. Необходимо увеличить заданный чертежом допуск расположения Т_р или повысить точность базы (уменьшить допуск размера базовой поверхности детали).

Проверка правильности выбора баз.

Измерительными базами для допусков расположения служат поверхности ш105js6 и ш73Н7. Базы выбраны верно, так как они имеют достаточную точность, а также являются эксплуатационными базами данной детали.

Характеристики базовых поверхностей:

1. НЦП ш105js6: Ra=0,8, L_баз = 153 мм.

2. НЦП: ш73Н7: Ra=1,6, L_баз = 80 мм.

Относительно этих баз контролируется три допуска радиального биения, то есть выполняется принцип единства баз.

Радиальное биение:

1. ш105js6 — задано 0,01 на длине 153 мм;

2. ш120b9 — задано 0,1 на длине 15 мм;

Торцевое биение:

ш140b9 — задано 0,08 на длине 70 мм;

Выполним расчет допускаемой погрешности базовой поверхности:

_баз1 = 0,2*10*80/153 = 1,05 мкм,

_баз2 = 0,2*100*153/15 = 204 мкм,

_баз3 = 0,2*80*153/70 = 35 мкм, Заданный допуск базовой поверхности ш73Н7 — 30 мкм не удовлетворяет допуску расположения поверхности 1. Допуск необходимо пересчитать по формуле:

Т_р1 = 30*80/153*0,2 = 80 мкм По ГОСТ 24 643–81 принимаем допуск радиального биения 0,08 мм.

Контролепригодность детали вал будет обеспечена с учетом высказанных ранее замечаний. Конфигурация изделия обеспечивает доступ средств измерений ко всем контролируемым поверхностям.

Диаметральные размеры и длины ступеней втулки могут быть измерены универсальными средствами измерения.

Измерение радиального биения требует применения специальных средств: центра, стойки с индикатором.

Универсальные средства измерения подлежат периодической калибровке по стандартным методикам.

Применение специального средства измерения требует его особого метрологического обеспечения, т. е. необходимо разработать методику выполнения измерения, определить сроки и методику калибровки.

3. Выбор вида заготовки и его обоснование

От выбора заготовок в значительной степени зависит характер технологического процесса обработки заготовки и эксплутационные свойства детали. Чем в большей степени приближается форма заготовки к форме готовой детали, тем меньше расходуется материала при обработке и тем меньше затрачивается при этом средств и времени.

Таблица 3.1. Химический состав

Выбор рационального вида заготовки — один из важнейших факторов борьбы за экономичное расходование материалов. Правильный выбор заготовки, обеспечивающий максимальное приближение формы и размеров заготовки к готовой детали, способствует не только рациональному использованию металла, но и снижению их трудоёмкости их механической обработки, повышению производительности труда, улучшение качества машин. При этом необходимо учитывать требования, предъявляемые к конкретной детали в отношении физико-механических свойств материала, условий работы, конфигурации, размера и веса детали, а также способ и точность изготовления заготовок.

При конструировании заготовок в условиях серийного производства необходимо предусматривать применение высокопроизводительных методов их изготовления.

Так как материал детали сталь 40Х ГОСТ 4543–71, то в качестве способа получения заготовки можно предложить 2 способа получения заготовки:

— ковка,

— штамповка.

Первый способ.

Поковки получают методом свободной ковки. Свободная ковка — малопроизводительный процесс обычно используемый для крупных деталей. Припуски под механическую обработку колеблется в пределах (12−70 мм и более). Поэтому используется в единичном производстве. В качестве оборудования используются паровоздушные молоты и гидравлические прессы.

Второй способ.

Штамповка более производительный и точный процесс, а заготовка по форме приближена к форме детали. Оборудование кривошипные прессы, ГКМ и кривошипно-штампованные прессы. Штамповка осуществляется в штампах, которые имеют несколько плоскостей разъема. Применяется в серийном и массовом производствах. На прессах можно штамповать детали массой до 200 кг (для шестерен, фланцев, ступенчатых валов, валов шестерен и т. д.). Этот процесс в 2−3 раза производительнее, чем на молотах. Предпочтительнее штамповки получать на горизонтально ковочных машинах, где можно формировать заготовки массой до 100 кг (для колец, втулок, шестерен). Точность обычно 14−15 квалитет.

Коэффициент использования материала на штампованную заготовку:

К_им=М_д/ М_п.р

К_им=11,4/17,1=0,67.

Коэффициент использования материала достаточно высок и вполне удовлетворяет требованиям серийного производства.

Общий вид заготовки представлен на рисунке 2.

Рисунок 2. Общий вид заготовки При получении заготовки штамповкой на ГКМ поверхности получаются достаточно точными. Поэтому принимаем метод получения заготовки — штамповка на ГКМ.

4. Разработка маршрутного технологического процесса изготовления детали

Определяющим фактором при разработке маршрутного технологического процесса является тип и организационная форма производства. С учетом типа детали и вида обрабатываемых поверхностей устанавливается рациональная группа станков для обработки основных поверхностей детали.

Для каждой поверхности назначается типовой план ее обработки, если необходимо, индивидуальный. При этом выбираются экономически целесообразные методы и виды обработки при выполнении каждого технологического перехода в соответствии с принятым оборудованием.

Назначаются основные этапы обработки основных поверхностей заданной детали. Определяется необходимость введения отделочного этапа (хонингование, доводка, полирование, суперфиниширование и т. д.) Устанавливается необходимость специального этапа обработки детали (термическая обработка, покрытие, ультразвуковой контроль, старение и т. д.).

Таблица 4.1. Выбор планов обработки детали

Далее необходимо сформировать реальный технологический маршрут обработки детали.

Формирование реального маршрута производится с учетом конкретного типа оборудования, выбираемого исходя из типа производства, формы обрабатываемой детали, ее габаритов, баз в и уточнённого количества потенциальных установов в каждом этапе обработки детали.

Табл. 4.2. Формирование потенциального технологического маршрута

5. Разработка операционного технологического процесса обработки детали

В данном разделе уточняем содержание операции, производим выбор типоразмера станка и приспособления, типа режущего и измерительного инструментов, окончательно уточняем схему базирования на операциях, определяем последовательность выполнения технологических переходов, последовательность, количество и содержание позиций и установов, проводим технологические расчеты, нормирование.

5.1 Уточнение выбранного технологического оборудования

При выборе типоразмера и модели станка учитываются размеры детали, ее конструктивные особенности, назначенные базы, количество технологических переходов в позиции или установе, количество потенциальных позиций и установов в операции.

Основной задачей при уточнении станка является формирование последовательности выполнения технологических переходов в позиции или установе. Основными факторами обеспечения рациональной последовательности выполнения технологических переходов являются:

— принцип максимальной концентрации;

— вид (этап) обработки — черновой, получистовой, чистовой, повышенной точности, высокой точности, особо высокой точности, отделочный;

— технологические возможности назначенного оборудования.

Принцип максимальной концентрации технологических элементов позволяет сформировать рациональную структуру технологической операции. Учитывая большой производственный опыт, можно принять, что для единичного и серийного производства характерной является последовательная концентрация элементов технологической операции, а для крупносерийного и массового — параллельная. При этом конкретная возможность той или иной концентрации элементарных переходов (ЭП) обусловливается технологическими возможностями принятого оборудования.

Принимая в качестве исходных переходов элементарные технологические переходы, из которых состоят индивидуальные планы обработки поверхностей детали, можно считать, что использование принципа максимальной концентрации представляет собой выявление возможных совокупных технологических переходов (УЭП): совмещенных (СП), инструментальных (ИП), блочных (БП) и комбинированных (КП).

Вид (этап) обработки указывает на необходимость выбора оборудования рационального класса точности (для основных этапов) и в соответствии с видом обрабатываемой поверхности и типом производства уровень специализации оборудования.

Технологические возможности назначенного оборудования выступают как ограничения на реализацию сформированных совокупных технологических переходов (УЭП) по содержанию и количеству. Например, при обработке на станках с ЧПУ в позиции могут выполняться только ИП, ЭП и СП в неограниченном количестве и т. д.

Действие ограничений может привести к увеличению позиций, а последнее — к увеличению установов. В итоге увеличение позиций и установов может вызвать необходимость изменения выбранной ранее модели станка.

В данном технологическом процессе использовано высокопроизводительное оборудование, имеющую высокую степень жёсткости, удовлетворяющее нормам техники безопасности, обеспечивающие лёгкую установку деталей, режущего и крепёжного инструмента. Оборудование обеспечивает изготовление деталей согласно требованиям чертежа и её назначения.

Характеристика оборудования, используемого в проектируемом технологическом процессе приведена в таблице 5.1

Таблица 5.1. Характеристика оборудования

5.2 Уточнение схемы установки детали

В соответствии с окончательно выбранной моделью станка и его возможностями по выполнению определенных технологических переходов, определяем окончательные варианты схем установки на каждой операции. В основе схемы установки должна лежать схема базирования, предопределяющая рациональную простановку операционных размеров.

Базы для каждого установа должны назначаться в соответствии с принципом последовательного их чередования от этапа к этапу и с учетом обеспечения точности расположения обрабатываемых поверхностей. Количество разнообразных баз должно быть минимальным при обязательном условии не нарушения последовательности выполнения этапов обработки детали.

В качестве технологических баз на операциях 005, 010, 015, 025, 030, 040 в установе, А служат НЦП5 и НТП1.

Схема установки детали на операциях 005, 010, 015, 025, 030, 040 установ, А приведена на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема установки детали на операции 005, 010, 015, 025, 030, 040 установ, А В качестве технологических баз на операциях 005, 010, 025, 040 в установе Б служат ВЦП22 и НТП15.

Схема установки детали на операциях 005, 010, 025, 040 установ Б приведена на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема установки детали на операции 005, 010, 025, 040 установ Б

В качестве технологических баз на операциях 020 установ, А служат ВЦП22 и НТП1.

Схема установки детали на операциях 020 установ, А приведена на рисунке 5.

Рисунок 5. Схема установки детали на операциях 015 установ, А В качестве технологических баз на операциях 025 установ, А служат ВЦП22 и НТП15.

Схема установки детали на операциях 025 установ, А приведена на рисунке 6.

Рисунок 6. Схема установки детали на операциях 025 установ А

5.3 Назначение режущих инструментов

Вид режущего инструмента определяется назначенным методом обработки определенного вида поверхности, что следует из названия технологического перехода. Тип режущего инструмента обусловливается видом технологического перехода.

Выполнение ЭП, СП и ИП предполагает использование стандартных инструментов, для реализации БП и КП требуется назначение специальных инструментов.

Для станков с ЧПУ характерно использование как специального, так и стандартизированного режущего инструмента. Общие принципы построения инструментального обеспечения станков с ЧПУ включают в себя особые требования к инструментальному обеспечению в части гибкости, надёжности в эксплуатации, ограниченности номенклатуры компонентов, малогабаритности и т. д. Эти требования выполняются за счёт создания специальных повышенной точности и жёсткости, а также комбинированных видов инструментов, в том числе с автоматическим регулированием положения режущих кромок, с малыми габаритными размерами крепёжных участков, сводящих к минимуму длину перемещений инструментов при их замене. Для станков с ЧПУ характерно использование быстродействующих переходных патронов для закрепления и раскрепления режущего инструмента без смены инструментального блока в шпинделе станка при замене изношенного инструмента или смене инструмента.

Таблица 5.2. Режущий инструмент

В качестве инструментального режущего материала для развертки и протяжки принимаем быстрорежущую сталь марки Р18 (18% W). Быстрорежущая сталь марки Р18 применяется для всех видов режущего инструмента при чистовой обработке углеродистых, легированных, конструкционных сталей.

В качестве инструментального материала для фрезерования шпоночного паза и торцевой канавки выбираем быстрорежущую сталь Р6М5Ф3 (6% W; 5% Mo; 3% V). Сталь данной марки применяется для чистовых и получистовых инструментов при обработке нелегированных и легированных конструкционных сталей.

В качестве инструментального материала при получистовой и чистовой обработке наружных и внутренних цилиндрических поверхностей выбираем твердый сплав Т15К6 (79% WС; 6% Сo; 15% ТiС). Данный твердый сплав применяется при получистовом, чистовом точении, растачивании, получистовом и чистовом фрезеровании при обработке углеродистых и легированных сталей, цветных металлов и сплавов.

В качестве инструментального материала при черновой обработке наружных и внутренних цилиндрических поверхностей и для прорезания канавок выбираем твердый сплав Т5К10 (85% WС; 9% Сo; 6% ТiС). Данный твердый сплав применяется при черновом точении, фасонном точении, отрезке, черновом фрезеровании углеродистых и легированных сталей.

Расшифруем обозначение шлифовальных кругов.

ПВД 100×38×40 13А 40П СМ1 7 К8 35 м/с Б 2 кл. ГОСТ 2424–83

Круг шлифовальный типа ПВД (с двусторонней выточкой) с размерами 100×38×40 мм, из нормального электрокорунда марки 13А, зернистостью 40П, степенью твердости СМ1 (средне мягкий), со структурой № 7 (открытая), на керамической связке К8, с рабочей скоростью 35 м/c, класс точности Б, 2-го класса неуравновешенности.

6. Эскизы обработки

Разновидностями эскизов обработки являются операционный эскиз, технологический эскиз и технологическая наладка.

Операционный эскиз выполняется при обработке поверхности стандартным инструментом на универсальном станке.

Технологический эскиз представляется при обработке поверхностей деталей на настроенных станках комплектом инструментов при одной наладке (многоинструментальная наладка или обработка по копиру или программе).

Технологическая наладка по сути является технологическим эскизом, на котором рабочее приспособление вместо условных символов показывается в полуконструктивном виде. Рекомендуется в тех случаях, когда требуется наглядное изображение рабочего приспособления. Наиболее предпочтительным для разработки является технологический эскиз.

Технологический эскиз выполняется для каждой технологической позиции. При обработке деталей на станках с ЧПУ и ОЦ на технологическом эскизе обязательно указываются координатная система детали, нулевая и исходная точки, необходимые константы. Режущий инструмент на технологических эскизах изображается схематично. Инструмент показывается на свободном поле эскиза при выполнении ИП, а также при использовании ЭП и СП на оборудовании, не имеющем конструктивно выполненных позиций.

Для каждого инструмента на эскизе указывается материал режущей части.

7. Расчёт операционных размеров и размеров заготовки

7.1 Расчёт линейных операционных размеров

В соответствии с приведённой последовательностью выполнения линейных операционных размеров строим схему операционных размеров и припусков. Составляем уравнения размерных цепей и производим их расчёт, который заканчивается расчётом всех размеров заготовки.

Схема операционных размеров и припусков приведена на рисунке 7.

В соответствии со схемой операционных размеров и припусков составляем уравнения размерных цепей:

1. 1

2. 2

3. 3

4. 6

5. 11

6. 4

7. 5

8. 14

9. 15

10. 13

11. 12

12. 16

13. 21

14. 10

15. 7 порядок расчёта

16. 8

17. 17

18. 22

19. 9

20. 23

21. 26

22. 27

23. напуск

24. напуск

25. 28

26. напуск

27. 20

28. 19

29. 18

30. 29

31. 25

32. 24

Расчёт операционных размеров и припусков

1) А = Б₁

Б₁ = 241_-0,46 мм.

2) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном конструкторский размер:

Неизвестным звеном является размер Б₅.

Так как замыкающим звеном является звено, ограниченное по наименьшему и наибольшему значениям, записываем два расчётных уравнения:

Кmax = Б₁max — Б₈min

Кmin = Б₁min — Б₈max

Искомые предельные операционные размеры определяем из уравнений:

Б₈min = Б₁mах — Кmax

Б₈max = Б₁ min — Кmin

Проверяем уравнение допусков:

ТК? ТБ₁ + ТБ₈

Подставляя заданные значения допусков будем иметь:

0,062? 0,46 + ТБ₈ — неравенство не выполняется.

Для выполнения неравенства необходимо ужесточить допуск на размер Б₁ и по крайней мере обеспечить равенство допусков замыкающего звена и суммы допусков составляющих звеньев. Допуск на размер Б₁ назначаем следующий:

Б₁ = 241_-0,034 мм

0,062 = 0,034 + 0,028

Допуск размера Б₈ будет ТБ₈= 0,028 мм.

Вычисляем искомые предельные операционные размеры звена Б₈:

Б₈min = 241 — 40,031= 200,969 (мм) Б₈max = 240,966 -39,969= 200,997 (мм) Выполним проверку вычислений: Б₈max — Б₈min = 200,997 -200,996=0,028 (мм) Вычисления произведены правильно.

Окончательно размер запишется так:

мм.

3) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном конструкторский размер:. Неизвестным звеном является размер А₇.

Так как замыкающим звеном является звено, ограниченное по наименьшему и наибольшему значениям, записываем два расчётных уравнения:

Жmax = А₇max — Б₁min + Б₈max

Жmin = А₇min — Б₁max + Б₈min

Искомые предельные операционные размеры определяем из уравнений:

А₇max = Б₁ min + Жmax — Б₈max

А₇min = Б₁ mах + Жmin — Б₈min

Проверяем уравнение допусков:

Т_Ж? ТА₇ + ТБ₁ + ТБ₈

Подставляя заданные значения допусков будем иметь:

0,074? ТА₇ + 0,46 + 0,028

Для выполнения неравенства необходимо, по крайней мере, обеспечить равенство допусков замыкающего звена и суммы допусков составляющих звеньев.

0,074 = 0,012 + 0,34 + 0,028

Допуск размера А₇ будет ТА₇= 0,012 мм Вычисляем искомые предельные операционные размеры звена А₇:

А₇max = 80 + 240,966 — 200, 997 = 119, 969 (мм) А₇min = 79,926 + 241 — 200,969 = 119,957 (мм) Выполним проверку вычислений: А₇max — А₇min = 119, 969−119,957=0,012 (мм) Вычисления произведены правильно.

Окончательно размер запишется так:

мм.

4) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном конструкторский размер:. Неизвестным звеном является размер Б₂.

Так как замыкающим звеном является звено, ограниченное по наименьшему и наибольшему значениям, записываем два расчётных уравнения:

Лmax = Б₁max — Б₂min

Лmin = Б₁min — Б₂max

Искомые предельные операционные размеры определяем из уравнений:

Б₂max = Б₁ min — Лmin

Б₂min = Б₁mах — Лmax

Проверяем уравнение допусков:

ТЛ? ТБ₁ + ТБ₂

Подставляя заданные значения допусков будем иметь:

0,13? 0,46 + ТБ₂ — неравенство не выполняется.

Для выполнения неравенства необходимо ужесточить допуск на размер Б₁ и по крайней мере обеспечить равенство допусков замыкающего звена и суммы допусков составляющих звеньев. Допуск на размер Б₁ назначаем следующий:

Б₁ = 241 _-0,07 мм

0,13 = 0,07 + 0,06

Допуск размера Б₂ будет ТБ₂ = 0,06 мм Вычисляем искомые предельные операционные размеры звена Б₂:

Б₂max = 241 — 25,065 = 215,995 (мм) Б₂min = 240,93 — 24,935 = 215,935 (мм) Выполним проверку вычислений: Б₂max — Б₂min = 215,995 — 215,935=0,06 (мм) Вычисления произведены правильно.

Окончательно размер Б₂ запишется так:

мм.

5) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном конструкторский размер:. Неизвестным звеном является размер Б₆.

Так как замыкающим звеном является звено, ограниченное по наименьшему и наибольшему значениям, записываем два расчётных уравнения:

Вmax = Б₂max — Б₆min

Вmin = Б₂min — Б₆max

Искомые предельные операционные размеры определяем из уравнений:

Б₆max = Б₂ min — Вmin

Б₆min = Б₂mах — Вmax

Проверяем уравнение допусков:

ТВ? ТБ₂ + ТБ₆

Подставляя заданные значения допусков будем иметь:

0,25? 0,06 + ТБ₆

Для выполнения неравенства необходимо, по крайней мере, обеспечить равенство допусков замыкающего звена и суммы допусков составляющих звеньев.

0,25 = 0,06 + 0,19

Допуск размера Б₆ будет ТБ₆ = 0,19 мм Вычисляем искомые предельные операционные размеры звена Б₆:

Б₆max = 215,935 -152,75 = 63,185 (мм) Б₆min = 215,995 — 153 = 62,995 (мм) Выполним проверку вычислений: Б₆max — Б₆min = 63,185 — 62,995 = 0,19 (мм) Вычисления произведены правильно.

Окончательно размер Б₆ запишется так:

мм.

6) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном конструкторский размер:. Неизвестным звеном является размер Б₄.

Так как замыкающим звеном является звено, ограниченное по наименьшему и наибольшему значениям, записываем два расчётных уравнения:

Иmax = Б₂max — Б₄min

Иmin = Б₂min — Б₄max

Искомые предельные операционные размеры определяем из уравнений:

Б₄min = Б₂mах — Иmax

Б₄max = Б₂ min — Иmin

Проверяем уравнение допусков:

ТИ? ТБ₂ + ТБ₄

Подставляя заданные значения допусков будем иметь:

0,25? 0,06 + Т Б₄

Для выполнения неравенства необходимо, по крайней мере, обеспечить равенство допусков замыкающего звена и суммы допусков составляющих звеньев.

0,25 = 0,06 + 0,19

Допуск размера Б₄ будет Т Б₄= 0,19 мм Вычисляем искомые предельные операционные размеры звена Б₄:

Б₄min = 215,995 — 48 = 167,995 (мм) Б₄max = 215,935 — 47,75 = 168,185 (мм) Выполним проверку вычислений: Б₄max — Б₄min = 168,185 — 167,995 =0,19 (мм) Вычисления произведены правильно.

Окончательно размер Б₄ запишется так:

мм.

7) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном припуском, ограниченным по наименьшему значению:

Неизвестным звеном является размер Б₁₁.

Для решения данного уравнения записываем одно расчётное уравнение:

Записываем уравнение относительно неизвестного звена:

Рассчитаем величину припуска на обрабатываемую поверхность расчётно-аналитическим методом. Минимально значение припуска ZБ11min (односторонний припуск) определим по формуле, приведённой в [4, стр. 5]:

где — высота микронеровностей поверхности, которая осталась после выполнения предшествующего этапа;

— глубина дефектного поверхностного слоя, оставшегося при выполнении предшествующего этапа;

— суммарные отклонения расположения поверхности и отклонения формы, возникающие при выполнении предшествующего этапа;

— погрешность при установке на выполняемом этапе.

Определим, , для заготовки и после выполнения промежуточных этапов обработки, найденные значения приведем в таблице 7.2.

Таблица 7.2

· величина дефектного слоя для заготовки и промежуточных этапов обработки [4, стр. 17, табл. П1]:

· определяем суммарное значение пространственного отклонения расположения заготовки, по формуле:

где — общее отклонение расположения заготовки, мкм;

Т_заг — допуск на диаметральный размер базы заготовки, мм;

— отклонение оси детали от прямолинейности, мкм на 1 мм;

L — общая длина заготовки.

= 0,0005*241 = 0,12 мм,

= 750 мкм.

Для промежуточных этапов величину остаточного пространственного отклонения можно определить по формуле, приведённой в [3, стр. 74]:

где ку — коэффициент уточнения.

а) после выполнения чернового этапа:

б) после выполнения получистового этапа:

в) после выполнения чистового этапа:

г) после выполнения этапа повышенной точности:

д) после выполнения этапа высокой точности:

· определим погрешность установки детали на этапах обработки по формуле, приведённой в [4, стр. 6]:

где — погрешность базирования;

— погрешность закрепления;

— погрешность приспособления.

Полагая, что причины, вызывающие своевременно устраняются, примем =0.

Т.к. = 0, то =

Погрешность установки:

а) на черновом этапе обработки: = 0,25*Т_з = 0,25*740 = 185 мкм Для остальных этапов погрешность установки определим с помощью коэффициента уточнения.

б) получистовой этап: 185 · 0,05 = 9 мкм в) чистовой этап: 185 · 0,04 = 7 мкм г) этап повышенной точности:

Т.к. шлифование повышенной и высокой точности проводится после термообработки, то К — коэффициент, учитывающий размер поверхности К = 0,004*Г+1 = 1,96 мм, Г — наибольший габаритный размер обрабатываемой поверхности,

185 · 0,02+ 0,02*1960 = 43 мкм д) этап высокой точности: 185 · 0,01+ 0,02*1960 = 41 мкм Припуск, снимаемый с поверхности на чистовом этапе:

Z_Б11min = 40 + 30 + 38 + 7 = 115 мкм Определяем первое предельное значение искомого звена Б₁₁min:

Б11max = 200,969 — 0,115 = 200,854 (мм) Назначаем на Б11 целесообразный допуск, соответствующий 9 квалитету обработки: ТБ11 = 0,115 мм.

Определяем второе предельное значение искомого звена А13max:

Б11min = Б11max — ТБ11 = 200,854 — 0,115 = 200,739 (мм) Окончательно размер Б11 можно записать так:

мм.

8) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном припуском, ограниченным по наименьшему значению:

Неизвестным звеном является размер А5.

Для решения данного уравнения записываем одно расчётное уравнение:

Записываем уравнение относительно неизвестного звена:

Рассчитаем величину припуска на обрабатываемую поверхность расчётно-аналитическим методом. Минимально значение припуска ZА7min (односторонний припуск) определим по формуле:

Значения, ,, после выполнения чистового этапа определены в 7 пункте.

ZА7min = 40 + 30 +38 + 7 = 115 мкм — припуск, снимаемый с поверхности на чистовом этапе.

Определяем первое предельное значение искомого звена А5min:

А5min = 0,115 + 119,969 = 120,084 (мм) Назначаем на А5 целесообразный допуск, соответствующий 9 квалитету обработки: ТА5 = 0,22 (мм) — черновой этап обработки.

Определяем второе предельное значение искомого звена А5max:

А5 max = А5min + ТА5 = 120,084 + 0,22 = 120,304 (мм) Окончательно размер А5 можно записать так:

мм.

9) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном припуском, ограниченным по наименьшему значению:

Неизвестным звеном является размер Б9.

Для решения данного уравнения записываем одно расчётное уравнение:

Записываем уравнение относительно неизвестного звена:

Рассчитаем величину припуска на обрабатываемую поверхность расчётно-аналитическим методом. Минимально значение припуска ZБ9min (односторонний припуск) определим по формуле:

Значения, ,, после выполнения получистового этапа определены в 7 пункте.

ZБ9min = 63+80+45+9=197 мкм. — припуск, снимаемый с поверхности на получистовом этапе.

Определяем первое предельное значение искомого звена Б3max:

Б9max = 62,995 — 0,197 = 62,798 (мм) Назначаем на Б9 целесообразный допуск, соответствующий 11 квалитету обработки: ТБ9 = 0,19 (мм) Определяем второе предельное значение искомого звена Б9min:

Б9min = Б9max — ТБ9 = 62,798 — 0,19 = 62,608 (мм) Окончательно размер Б9 можно записать так:

мм.

10) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном припуском, ограниченным по наименьшему значению:

Неизвестным звеном является размер Б12.

Для решения данного уравнения записываем одно расчётное уравнение:

ZБ12min = Б9min — Б12max

Записываем уравнение относительно неизвестного звена:

Назначаем ZБ12min как припуск ликвидирующий погрешность установки на операции 010.

Принимаем ZБ12min = 0,13 (мм) — этап повышенной точности (табличное значение).

Определяем первое предельное значение искомого звена Б₁₂max:

Б₁₂max = 62,608 — 0,13 = 62,478 (мм) Назначаем на Б₁₂ целесообразный допуск, соответствующий 9 квалитету обработки: ТБ12 = 0,074 (мм).

Определяем второе предельное значение искомого звена Б₁₂ min:

Б₁₂min = Б₁₂max — ТБ12 = 62,478 — 0,074= 62,404 (мм) Окончательно размер Б₁₂ можно записать так:

мм.

11) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном конструкторский размер:. Неизвестным звеном является размер Б₅.

Так как замыкающим звеном является звено, ограниченное по наименьшему и наибольшему значениям, записываем два расчётных уравнения:

Еmax = Б₅max — Б₁₂min

Еmin = Б₅min — Б₁₂max

Искомые предельные операционные размеры определяем из уравнений:

Б₅max = Еmax + Б₁₂ min

Б₅min = Еmin + Б₁₂mах Проверяем уравнение допусков:

ТЕ? ТБ₅ + ТБ₁₂

Подставляя заданные значения допусков будем иметь:

0,25? Т Б₅ + 0,074

Для выполнения неравенства необходимо, по крайней мере, обеспечить равенство допусков замыкающего звена и суммы допусков составляющих звеньев.

0,25 = 0,176 + 0,074

Допуск размера Б₅ будет Т Б₅ = 0,176 мм Вычисляем искомые предельные операционные размеры звена Б₅:

Б₅max = 48,125 + 62,404 = 110,529 (мм) Б₅min = 47,875 +62,478 = 110,353 (мм) Выполним проверку вычислений: Б₅max — Б₅min = 110,529 -110,353 =0,176 (мм) Вычисления произведены правильно.

Окончательно размер Б₅ запишется так:

мм.

12) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном припуском, ограниченным по наименьшему значению:

Неизвестным звеном является размер Б14.

Для решения данного уравнения записываем одно расчётное уравнение:

ZБ14min = Б14min — Б12max

Записываем уравнение относительно неизвестного звена:

Назначаем ZБ14min как припуск ликвидирующий погрешность установки на операции 035.

Принимаем ZБ14min = 0,09 (мм) — этап повышенной точности (табличное значение).

Определяем первое предельное значение искомого звена Б₁₄min:

Б₁₄min = 0,09 + 62,478 = 62,568 (мм) Назначаем на Б₁₄ целесообразный допуск, соответствующий 8 квалитету обработки: ТБ14 = 0,046 (мм).

Определяем второе предельное значение искомого звена Б₁₄ max:

Б₁₄max = Б₁₄min + ТБ14 = 62,568 + 0,046= 62,614 (мм) Окончательно размер Б₁₄ можно записать так:

мм.

13) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном припуском, ограниченным по наименьшему значению:

Неизвестным звеном является размер Б15.

Для решения данного уравнения записываем одно расчётное уравнение:

ZБ15min = Б14min — Б15max

Записываем уравнение относительно неизвестного звена:

Назначаем ZБ15min как припуск ликвидирующий погрешность установки на операции 035.

Принимаем ZБ15min = 0,04 (мм) — этап высокой точности (табличное значение).

Определяем первое предельное значение искомого звена Б₁₅max:

Б₁₅max = 62,568 — 0,04 = 62,528 (мм) Назначаем на Б₁₅ целесообразный допуск, соответствующий 6 квалитету обработки: ТБ15 = 0,019 (мм).

Определяем второе предельное значение искомого звена Б₁₅ min:

Б₁₅min = Б₁₅max — ТБ15 = 62,528 — 0,019= 62,509 (мм) Окончательно размер Б₁₅ можно записать так:

мм.

14) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном конструкторский размер:

Неизвестным звеном является размер Б₁₃.

Так как замыкающим звеном является звено, ограниченное по наименьшему и наибольшему значениям, записываем два расчётных уравнения:

Гmax = Б₁₅max — Б₁₃min

Гmin = Б₁₅min — Б₁₃max

Искомые предельные операционные размеры определяем из уравнений:

Б₁₃min = Б₁₅mах — Гmax

Б₁₃max = Б₁₅ min — Гmin

Проверяем уравнение допусков:

ТГ? ТБ₁₅ + ТБ₁₃

Подставляя заданные значения допусков будем иметь:

0,043? 0,019 + ТБ₁₃

Для выполнения неравенства необходимо, по крайней мере, обеспечить равенство допусков замыкающего звена и суммы допусков составляющих звеньев.

0,043 = 0,024 + 0,019

Допуск размера Б₁₃ будет Т Б₁₃ = 0,024 мм Вычисляем искомые предельные операционные размеры звена Б₁₃:

Б₁₃min = 62,528 — 15 = 47,528 (мм) Б₁₃max = 62,509 — 14,957 = 47,552 (мм) Выполним проверку вычислений: Б₁₃max — Б₁₃min = 47,552 — 47,528 =0,024 (мм) Вычисления произведены правильно.

Окончательно размер Б₁₃ запишется так:

мм.

15) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном конструкторский размер:. Неизвестным звеном является размер А₈.

Так как замыкающим звеном является звено, ограниченное по наименьшему и наибольшему значениям, записываем два расчётных уравнения:

Дmax = Б₁₃max — Б₁min + А₈max

Д min = Б₁₃min — Б₁max + А₈min

Искомые предельные операционные размеры определяем из уравнений:

А₈max = Дmax + Б₁ min — Б₁₃max

А₈min = Дmin + Б₁mах — Б₁₃min

Проверяем уравнение допусков:

Т_Д? ТБ₁₃ + ТБ₁ + ТА₈

Подставляя заданные значения допусков будем иметь:

0,052? 0,46 + 0,024 + ТА₈

Для выполнения неравенства необходимо, по крайней мере, обеспечить равенство допусков замыкающего звена и суммы допусков составляющих звеньев.

0,052 = 0,025 + 0,012 + 0,015

Допуск размера А₈ будет Т А₈ = 0,015 мм Вычисляем искомые предельные операционные размеры звена А₈:

А₈max = 28 + 240,975 — 47,552 = 221,423 (мм) А₈min = 27,948 +241 — 47,54 = 221,408 (мм) Выполним проверку вычислений: А₈max — А₈min = 221,423 — 221,408 =0,015 (мм) Вычисления произведены правильно.

Окончательно размер А₈ запишется так:

мм.

16) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном припуском, ограниченным по наименьшему значению:

Неизвестным звеном является размер А6.

Для решения данного уравнения записываем одно расчётное уравнение:

ZА8min = А6min — А8max

Записываем уравнение относительно неизвестного звена:

Назначаем ZА8min как припуск ликвидирующий погрешность установки на операции 035.