Розмірний аналіз технологічних процесів виготовлення вала-шестерні

№ операції

№ опорних точок

Найменування бази

Характер прояву

Реалізація

№ оброблюваних поверхонь

Операційні розміри

Єдність баз

Сталість баз

Явна

прихована

Природна

Штучна

Верстатні пристосування

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

010

1 - 4

5

6

ДН

Про

Про

-

+

+

+

-

-

-

+

+

+

-

-

13

1

4 -

020-А

1 - 4

5

6

ДН

Про

Про

-

+

+

+

-

-

-

+

+

+

-

-

Жорсткий і плаваючий центри,

повідковий патрон

5

6

7

2

-

2А

2Б

2Г

Т

-

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-

020-Б

1 - 4

5

6

ДН

Про

Про

-

+

+

+

-

-

-

+

+

+

-

-

8

3

-

2Е

У

-

+

-

-

+

-

-

030-А

1 - 4

5

6

ДН

Про

Про

-

+

+

+

-

-

-

-

+

+

+

-

5

6

2

-

2А

2Б

Ф

-

+

+

-

-

+

+

-

-

030-Б

1 - 4

5

6

ДН

Про

Про

-

+

+

+

-

-

-

-

+

+

+

-

8

3

-

2Е

Х

-

+

-

-

+

-

-

040

1 - 4

5

6

ДН

Про

Про

-

+

+

+

-

-

-

+

+

+

-

-

10

9

-

П

Н

Ц

-

+

+

+

-

+

-

-

-

050

1 - 4

5

6

ДН

Про

Про

-

+

+

+

-

-

-

+

+

+

-

-

11

12

-

-

2Д

2В

-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

070

1 - 4

5

6

ДН

Про

Про

-

+

+

+

-

-

-

+

+

+

-

-

12

-

-

2В

-

-

+

-

-

+

-

-

090-А

1 - 4

5

6

ДН

Про

Про

-

+

+

+

-

-

-

-

+

+

+

-

5

6

-

-

2А

2Б

-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

090-Б

1 - 4

5

6

ДН

Про

Про

-

+

+

+

-

-

-

-

+

+

+

-

8

-

-

2Е

-

-

+

-

-

+

-

-

100-А

На зубообробних операціях використовуємо вісь 13 і опорну крапку на центровому отворі, дотримуючись принципу сталості баз (щодо шийок підшипників), бо, будучи виконавчої поверхнею, зубчастий вінець повинен бути точно виконаний щодо шийок підшипників.

Для фрезерування паза шпоночно як технологічні баз використовуємо вісь 13 і торець 2.

У зведеній таблиці наводимо класифікацію технологічних баз, вказуємо їх цільову приналежність, виконання правила єдності і постійності баз.

4. Обгрунтування простановки операційних розмірів

Спосіб проставляння розмірів залежить в першу чергу від методу досягнення точності. Так як розмірний аналіз має велику трудомісткість виконання, то застосовувати його доцільне при використанні методу досягнення точності розмірів за допомогою налаштованого устаткування.

Особливу важливість представляє спосіб простановки поздовжніх розмірів (осьових для тіл обертання).

На чорнову токарної операції ми можемо застосувати схеми проставляння розмірів «а» і «б» рис.4.1 [1].

На чистової токарної і шліфувальних операціях застосовуємо схему «г» рис.4.1 [1].

5. Призначення операційних технічних вимог

Операційні технічні вимоги призначаємо за методикою [5]. Технічні вимоги на виготовлення заготовки (допуски на розміри, зсув штампу) призначаємо за ГОСТ 7505-89. Допуски на розміри визначаємо за додатком 1 [1], шорсткість - по додатку 4 [1], величини просторових відхилень (відхилення від співвісності і перпендикулярності) - за додатком 2 [1].

Для заготівлі відхилення від співвісності визначимо за методикою [1].

Визначимо середній діаметр валу

, (1.1)

де d _i - діаметр i-го ступеня вала;

l _i - довжина i-го ступеня вала;

l - загальна довжина валу.

d _ср = 38,5 мм. По додатку 5 [1] визначимо р _к - питома величина зігнутості. Величини зігнутості осі валу для різних ділянок визначимо за такою формулою:

, (1.2)

де L _i - відстань найбільш віддаленої точки i-ої поверхні до вимірювальної бази;

L - довжина деталі, мм;

Δ _max = 0,5 · р _до · L - максимальний прогин осі валу в результаті жолоблення;

- Радіус кривизни деталі, мм; (1.3)

Аналогічно розраховуємо відхилення від співвісності при термообробці. Дані для їх визначення також наведено у додатку 5 [1].

Після розрахунків отримуємо

2. Розмірний аналіз технологічного процесу в осьовому напрямку

1. Розмірні ланцюги та їх рівняння

Складемо рівняння розмірних ланцюгів у вигляді рівнянь номіналів.

2. Перевірка умов точності виготовлення деталі

Перевірку умов точності виконуємо, щоб переконатися в забезпеченні необхідної точності розмірів. Умова точності ТА _рис ≥ ω [А],

де ТА _рис - допуск за кресленням розміру;

ω [А] - похибка цього ж параметра виникає в ході виконання технологічного процесу.

Похибка замикаючого ланки знайдемо з рівняння (2.1)

З розрахунків видно, що похибка розмір До більше допуску. А це значить, що ми повинні коригувати план виготовлення.

Для забезпечення точності розміру [К]:

на 100-ої операції опрацюємо з одного установа поверхні 2 і 3, тим самим приберемо з розмірної ланцюга розміру [К] ланки З ^10, Ж ¹⁰ і Р ^10, «замінивши» їх на ланку Ч ¹⁰⁰ (ω Ч = 0,10) .

Після внесення в план виготовлення даних корективів, отримуємо наступні рівняння розмірних ланцюгів, похибка яких дорівнює:

У результаті отримуємо 100% якість

3. Розрахунок припусків поздовжніх розмірів

Розрахунок припусків поздовжніх розмірів будемо вести в наступному порядку.

Напишемо рівняння розмірних ланцюгів, що замикає розміром яких будуть припуски. Порахуємо мінімальний припуск на обробку за формулою

, (2.2)

де - Сумарна похибка просторових відхилень поверхні на попередньому переході;

- Висоти нерівностей і дефектний шар, що утворилися на поверхні при попередній обробці.

Розрахуємо величини коливань операційних припусків по рівняннях похибок замикаючих ланок-припусків

(2.1)

(2.2)

Розрахунок ведуть за формулою (2.2) якщо кількість складових ланок припуску більше чотирьох.

Знаходимо значення максимальних і середніх припусків по відповідних формулах

, (2.3)

(2.4)

результати занесемо в таблицю 2.1

4. Розрахунок операційних розмірів

Визначимо величини номінальних і граничних значень операційних розмірів в осьовому напрямку за методом середніх значень

Виходячи з рівнянь, складених у пунктах 2.2 та 2.3, знайдемо середні значення операційних розмірів

запишемо значення у зручній для виробництва формі

3. Розмірний аналіз технологічного процесу в диаметральном напрямку

1. Радіальні розмірні ланцюги та їх рівняння

Складемо рівняння розмірних ланцюгів з замикаючими ланками-припусками, тому що майже всі розміри в радіальному напрямку виходять явно (див. п. 3.2)

2. Перевірка умов точності виготовлення деталі

Отримуємо 100% якість.

3. Розрахунок припусків радіальних розмірів

Розрахунок припусків радіальних розмірів будемо вести аналогічно розрахунку припусків поздовжніх розмірів, але розрахунок мінімальних припусків будемо вести за наступною формулою

(3.1)

Результати заносимо в таблицю 3.1

4. Розрахунок операційних діаметральні розмірів

Визначимо величини номінальних і граничних значень операційних розмірів у радіальному напрямку за методом координат Середин полів допусків.

Виходячи з рівнянь, складених у пунктах 3.1 та 3.2, знайдемо середні значення операційних розмірів

Визначимо координату Середин полів допусків шуканих ланок за формулою

(3.2)

Склавши отримані величини з половиною допуску, запишемо значення у зручній для виробництва формі

4. Порівняльний аналіз результатів розрахунків операційних розмірів

1. Розрахунок діаметральні розмірів розрахунково-аналітичним методом

Розрахуємо припуски для поверхні 8 за методикою В.М. Кована [7].

Отримані результати заносимо в таблицю 4.1

2. Порівняння результатів розрахунку

Порахуємо загальні припуски за формулами

(4.1)

(4.2)

Порахуємо номінальний припуск для валу

(4.3)

Результати розрахунків номінальних припусків зводимо в таблицю 4.2

Таблиця 4.2

Порівняння загальних припусків

Знайдемо дані щодо зміни припусків

(4.4)

Ми отримали різницю припусків в 86%, внаслідок неврахування при розрахунку методом Кована наступних моментів: особливостей проставляння розмірів на операції, похибки виконуваних розмірів, що впливають на величину похибки припуску і ін

Література

1. Розмірний аналіз технологічних процесів виготовлення деталей машин: Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни «Теорія Технології» / Михайлов А.В. - Тольятті,: натовп, 2001. 34с.

2. Розмірний аналіз технологічних процесів / В.В. Матвєєв, М. М. Тверській, Ф. І. Бойків и др. - М.: Машинобудування, 1982. - 264 с.

3. Спеціальні металорізальні верстати загальномашинобудівного застосування: Довідник / В. Б. Дьячков, Н.Ф. Кабатов, М.У. Носини. - М.: Машинобудування. 1983. - 288 с., Іл.

4. Допуски і посадки. Довідник. У 2-х ч. / В. Д. Мягков, М. А. Палей, А. Б. Романов, В.А. Брагінський. - 6-е вид., Перераб. і доп. - Л.: Машинобудування, Ленінгр. отд-ня, 1983. Ч. 2. 448 с., Іл.

5. Михайлов А.В. План виготовлення деталі: Методичні вказівки до виконання курсових і дипломних проектів. - Тольятті: натовп, 1994. - 22с.

6. Михайлов А.В. Базування та технологічні бази: Методичні вказівки до виконання курсових і дипломних проектів. - Тольятті: натовп, 1994. - 30с.

7. Довідник технолога-машинобудівника. Т.1/под. ред А.Г. Косилової і Р.К. Мещерякова. - М.: Машинобудування, 1985. - 656с.