1. АНАЛІЗ ВИХІДНИХ ДАНИХ
1.1 Аналіз службового призначення деталі
Вал ступінчастий призначений для передачі крутного моменту з шестірні на колесо за допомогою шпонки. Даний вал працює в редукторі крана для приводу лебідки.
Навантаження - нерівномірні.
Умови мастила - задовільні.
Умови роботи - польові.
1.2 Фізико-механічні характеристики матеріалу
Деталь виготовлена зі сталі 45 по ГОСТ 1050-74 і володіє наступними характеристиками
Хімічний склад:
Така сталь має наступними механічними властивостями:
- Тимчасовий опір при розтягуванні УВР = 598 МПа,
- Межа плинності ут = 363 МПа,
- Відносне подовження д = 16%,
- Ударна в'язкість ан = 49 Дж/м2,
- Середнє значення щільності:
- Слушна теплопровідність: 680 Вт / (
- Коефіцієнт лінійного розширення б = 11,649 * 106 1/Сє
Сталь 45 середньовуглецевих сталь конструкційна сталь, яку піддають загартуванню та подальшого високотемпературного відпустки. Після такої термічної обробки сталі набувають структуру сорбіту, добре сприймає ударні навантаження. Такі стали мають невелику прокаливаемостью (до 10 мм), тому механічні властивості із збільшенням перетину вироби знижуються. Для валу потрібна вища поверхнева твердість, отже, після гарту його піддають відпустці.
1.3 Класифікація поверхонь деталі
1.4 Аналіз технологічності деталі
1.4.1 Якісна оцінка технологічності
а) Показник технологічності заготовки.
Коефіцієнт оброблюваності матеріалу різанням Коб = 1
б) Проста конструкція деталі (відсутність складних фасонних поверхонь) дозволяє використовувати при її виробництві уніфіковану заготовку.
в) Габаритні розміри деталі і її використання дозволяє використовувати раціональні методи отримання заготовки, такі як: прокат, штампування, лиття.
г) З урахуванням вимог до поверхонь деталі (точності, шорсткості), а також їх тих призначення остаточне формування поверхонь деталі (жодної) на заготівельної операції неможливо.
д) Забезпечення потрібної шорсткості можливо стандартними режимами обробки і уніфікованим інструментом.
е) Дана сталь здатна легко піддається ТО.
1.4.2 Показники технологічності конструкції деталі в цілому
1. Матеріал не є дефіцитним, вартість прийнятна.
2. Конфігурація деталі проста.
а) Конструкційні елементи деталі універсальні
б) Розміри та якість поверхні деталі мають оптимальні вимоги по точності і шорсткості.
в) Конструкція деталі забезпечує можливість використання типових ТП її виготовлення.
г) Можливість обробки декількох поверхонь з одного установа є:
д) З урахуванням вимог до поверхонь деталі (точності, шорсткості), а також їх тих призначення остаточне формування поверхонь деталі (жодної) на заготівельної операції неможливо. Неможлива обробка на прохід.
е) Конструкція забезпечує високу жорсткість деталі.
ж) Технічні вимоги не передбачають особливих методів і засобів контролю.
1.4.3 Показники технологічності базування і закріплення
а) Заготівля встановлюється зручно для обробки
б) Під час механічної обробки єдність баз дотримується.
1.4.4 Кількісна оцінка технологічності
а) Коефіцієнт точності обробки
ХТО = 1 -
де
де ni - кількість поверхонь з i квалітетами;
JTi - квалітет.
А =
ХТО = 1 -
б) Коефіцієнт середньої шорсткості поверхні деталі
КТШ = 1 -
КТШ = 1 -
2. ВИБІР ТИПУ ВИРОБНИЦТВА І ФОРМИ ОРГАНІЗАЦІЇ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ВИГОТОВЛЕННЯ
2.1 Розрахуємо масу даної деталі
q =
V = 789700 мм3
m = 789700.7814.10 -9 = 6,170 кг.
2.2 Аналіз вихідних даних
- Маса даної деталі становить 6,170 кг.;
- Обсяг випуску виробів 1100 дет / рік;
- Режим роботи підприємства-виробника - двозмінний;
- Тип виробництва - середньосерійному.
Основні характеристики типу виробництва
- Обсяг випуску виробів - середній;
- Номенклатура - середня;
- Обладнання - універсальне;
- Оснащення - універсальна, спеціалізована;
- Ступінь механізації і автоматизації - середня;
- Кваліфікація робітників - середня;
- Форма організації технологічного процесу - групова змінно-потокова;
- Розміщення устаткування - за типами верстатів, предметно-замкнуті ділянки;
- Види технологічних процесів - поодинокі, типові, групові, операційні;
- Коефіцієнт закріплення операції
10 <kЗ <20 (на одному робочому місці)
Обсяг партій, запуск деталей
а - періодичність запуску деталей
254 - число ходів
- Метод визначення операційних розмірів - розрахунково-аналітичний;
- Метод забезпечення точності - обладнання, налаштоване по пробним деталей.
3. ВИБІР МЕТОДУ ОТРИМАННЯ ЗАГОТОВКИ І ЇЇ ПРОЕКТУВАННЯ
3.1 Отримання заготовки литтям в оболонкові форми
1) Виходячи з вимог ГОСТ 26.645-85, призначаємо припуски і допуски на розміри деталі і зводимо ці дані в таблицю 1.
Залежно від обраного методу приймаємо:
- Клас точності розмірів і мас - 10
- Ряд припусків - 4.
Припуски на розміри дані на бік. Клас точності розмірів, мас і ряд припусків вибираємо по таблиці 2.3 [1], допуски за таблицею 2.1 [1] і припуски по таблиці 2.2 [1].
Таблиця № 1
2) Ливарні ухили призначаємо згідно з ГОСТ 26.645-8, виходячи з конструктивних особливостей заготовки. Згідно з рекомендацією, для спрощення виготовлення ливарної моделі приймаємо їх однаковими і величиною 3 °.
3) Ливарні радіуси заокруглень зовнішніх кутів приймаємо рівними R = 3 мм.
Ливарні радіуси заокруглень внутрішніх кутів визначаємо за формулою R = 0,4 ∙ h.
R1 = R2 = R3 = 0,4 ∙ 10 мм = 4 мм
4) Визначаємо коефіцієнт використання матеріалу Км, за формулою:
де m - маса деталі, кг;
M - маса заготовки, кг.
Розрахуємо масу заготовки:
де: м - щільність матеріалу, кг/м3. Для стали: г = 7814 кг/м3;
Vз - обсяг заготівлі, мм3.
Обсяг заготівлі визначаємо як алгебраїчну суму обсягів найпростіших тел складових заготовку:
Mзаг .= 1,212 · 106 × 7814 × 10-9 = 9,47 кг, mдет .= 8,055 · 105 × 7814 × 10-9 = 6,29, кг.
Визначимо коефіцієнт використання матеріалу:
Даний метод лиття задовольняє завданню отримання виливка з контуром наближається до контуру деталі; тобто з коефіцієнтом використання Км близьким до 1.
3.2 Отримання заготовки штампуванням на кривошипних горячештамповочних пресах
1) По таблиці 3.1.3 [1] вибираємо:
а) Обладнання - прес з виштовхувачем;
б) Штампувальні ухили: 5 °;
в) Радіуси заокруглень зовнішніх кутів, при глибині порожнини струмка:
10 ... 25 мм - r = 2,5 мм,
25 ... 50 мм - r = 3мм;
Радіуси заокруглень внутрішніх кутів, більше зовнішніх кутів у 3 ... 4 рази.
2) По таблиці 3.4 [1] призначаємо допуски і припуски на обробку на бік і зводимо їх у таблицю 2.
Таблиця № 2
3) Розрахуємо площу поковки в плані [1]:
Fпок.п = 18861, мм2
4) Визначаємо товщину містка для облоя [1]:
Коефіцієнт Зі приймаємо рівним 0,016.
5) По таблиці 3.2.2 вибираємо інші розміри облойной канавки [1]:
а) Зусилля преса - 16МН;
б) ho = 2,2 мм;
в) l = 5 мм;
г) h = 6 мм;
д) R1 = 20 мм.
6) Розрахувати обсяг заготівлі [1]:
Vзаг .= Vп + Vу + Vо, мм3
де Vп - обсяг поковки, що розраховується за номінальними горизонтальним розмірами креслення;
Vу - обсяг чаду, що визначається залежно від способу нагрівання;
Vо - обсяг облоя при штампуванні.
а) Обсяг поковки:
б) Обсяг чаду Vу приймаємо рівним 1% від Vп.
Vу = 10530 мм2
в) Обсяг облоя Vо:
Vо = о.FМ. (Рп + о. Р. L),
де о - коефіцієнт, що враховує зміну фактичної площі перерізу
одержуваного облоя в порівнянні з площею перетину містка; о = 2.
Fм - площа поперечного перерізу містка;
Рп - периметр поковки;
FM = l. Ho = 5.2,2 = 11 мм2
Рп = 724 мм.
Підставимо отримані дані в формулу:
Vо = 2.11 × (724 +2.3,14.5) = 16618,8 мм3;
г) Обсяг поковки:
Vзаг .= 1,053 · 106 +10530 +16618,8 = 1080148,8 мм3.
Визначимо параметри вихідної заготовки для штампування.
д) Діаметр заготовки:
де m - відношення
За ГОСТ 2590-71
д) Довжина заготовки:
г) Площа поперечного перерізу заготовки:
7) Розрахуємо масу поковки:
8) Визначимо коефіцієнт використання матеріалу:
9) Розрахуємо зусилля штампування:
де Dпр - приведений діаметр,
Fп - площа проекції поковки на щільність роз'єму штампа,
Bп.ср - середня ширина поковки в плані,
ув - межа міцності штампувало матеріалу, ув = 598 МПа [2]
Dпр = 1,13
Dпр =
Fп = 18861 мм2;
Bп.ср = 18861/281 = 67 мм
За розрахункового зусилля штампування вибираємо прес із зусиллям 25 МН і зразкової продуктивністю 180 шт / год
3.3 Техніко-економічний аналіз
Для остаточного вибору методу отримання заготовки, слід провести порівняльний аналіз за технологічною собівартості.
Розрахунок технологічної собівартості заготівлі отримувану за першим чи другим методом проведемо за наступною формулою [1]:
Ст = Сзаг .. М + Cмех .. (М-m)-Сотхе .. (Mm), грн.
де М - маса заготовки, кг;
m - маса деталі, кг;
Сзаг - вартість одного кілограма заготовок, руб. / кг;
Cмех. - Вартість механічної обробки, руб / кг;
Сотхе - вартість одного кілограма відходів, руб / кг.
Вартість заготовки, отриманої такими методами, як лиття в піщані форми і штампування на кривошипних горячештамповочних пресах, з достатньою для стадії проектування точністю можна визначити за формулою [1]:
Сзаг = Сот. hT. hC. hB. hM. hП, руб / кг,
де Сот - базова вартість одного кілограма заготівлі, руб. / кг;
hT - коефіцієнт, що враховує точність заготовки;
hC - коефіцієнт, що враховує складність заготовки;
hB - коефіцієнт, що враховує масу заготовки;
hM - коефіцієнт, що враховує матеріал заготовки;
hП - коефіцієнт, що враховує групу серійності.
Для отримання заготовки за методом лиття значення коефіцієнтів у формулі наступні [1]:
hT = 1,03 - 2-ий клас точності;
hC = 0,7 - 1-а група складності отримання заготовки;
hB = 0,93 - так як маса заготовки знаходиться в межах 3 ... 10,0 кг;
hM = 1,21 - так як сталь вуглецева;
hП = 0,77 - 2-а група серійності;
Базова вартість одного кілограма виливків становить Сотень = 0,29 руб.
Сзаг. = 0,29. 1,03. 0,7. 0,93. 1,21. 0,77 = 0,181 руб. / кг
Визначаємо вартість механічної обробки по формулі:
Сміх. = Сс + Єм. Ск, руб. / кг;
де Сс = 0,495 - поточні витрати на один кілограм стружки, руб. / кг [1];
Ск = 1,085 - капітальні витрати на один кілограм стружки, руб / кг [1];
Ем = 0,1 - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень вибираємо з межі (0,1 ... 0,2) [1].
Сміх. = 0,495 + 0,1. 1,085 = 0,6035 грн. / кг
Вартість одного кілограма відходів приймаємо рівної Сотхе. = 0,0144 грн. / кг.
Визначимо загальну вартість заготівлі, отримувану за методом лиття:
Ст = 0,181. 9,47 + 0,6035. (9,47-6,29) - 0,0144. (9,47-6,29) = 3,587 руб.
Для заготівлі, одержуваної методом штампування на кривошипних горячештамповочних пресах, значення коефіцієнтів у формулі (9) наступні [1]:
Сзаг = Сшт. hT. hC. hB. hM. hП, руб / кг,
де hT = 1 - 2-ий клас точності;
hC = 0,75 - 1-а група складності отримання заготовки;
hB = 0,87 - так як маса заготовки знаходиться в межах 4 ... 10 кг;
hM = 1-так як сталь вуглецева;
hП = 1;
Базова вартість одного кілограма штамповок становить Сшт = 0,315 руб. / кг
Сзаг. = 0,315. 1. 0,75. 0,87. 1. 1 = 0,21 грн. / кг
Визначаємо загальну вартість заготівлі, отримувану штампуванням:
Ст = 0,21. 8,44 + 0,6035. (8,44-6,29) -0,0144. (8,44-6,29) = 3,039 руб.
Таким чином, за технологічною собівартості найбільш економічним є варіант виготовлення деталі з заготівлі, отриманої штампуванням.
Очікувана річна економія:
Егод. = (СТ2 - СТ1). N, руб.;
де N - річна програма випуску деталей, шт.;
Егод. = (3,587 - 3,039). 110000 = 60280 руб.
Висновок: на підставі зіставлення технологічних собівартостей щодо запропонованих варіантів робимо висновок про те, що для подальшої розробки слід вибрати метод отримання заготовки штампуванням. У цьому випадку річна економія складе 60280 рублів. 1.1 Аналіз службового призначення деталі
Вал ступінчастий призначений для передачі крутного моменту з шестірні на колесо за допомогою шпонки. Даний вал працює в редукторі крана для приводу лебідки.
Навантаження - нерівномірні.
Умови мастила - задовільні.
Умови роботи - польові.
1.2 Фізико-механічні характеристики матеріалу
Деталь виготовлена зі сталі 45 по ГОСТ 1050-74 і володіє наступними характеристиками
Хімічний склад:
| Марка стали | З | Si | Mn | Cr | Ni |
| Зміст елементів у% | |||||
| 45 | 0,42-0,50 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | ≤ 0,25 | ≤ 0,25 |
- Тимчасовий опір при розтягуванні УВР = 598 МПа,
- Межа плинності ут = 363 МПа,
- Відносне подовження д = 16%,
- Ударна в'язкість ан = 49 Дж/м2,
- Середнє значення щільності:
- Слушна теплопровідність: 680 Вт / (
- Коефіцієнт лінійного розширення б = 11,649 * 106 1/Сє
Сталь 45 середньовуглецевих сталь конструкційна сталь, яку піддають загартуванню та подальшого високотемпературного відпустки. Після такої термічної обробки сталі набувають структуру сорбіту, добре сприймає ударні навантаження. Такі стали мають невелику прокаливаемостью (до 10 мм), тому механічні властивості із збільшенням перетину вироби знижуються. Для валу потрібна вища поверхнева твердість, отже, після гарту його піддають відпустці.
1.3 Класифікація поверхонь деталі
| Вид поверхні | № поверхні |
| Виконавчі поверхні | 14, 16 |
| Основні конструкторські бази | 2, 8, 12 |
| Допоміжні конструкторські бази | 3, 5, 6, 9, 13, 14, 16 |
| Вільні поверхні | 1, 4, 7, 10, 11, 15, 17 |
| № поверхні | Вид поверхні | JТ | Ra, мкм | ТТ Технічні умови |
| 1 | Плоска | h | 12,5 | |
| 2 | Плоска | h7 | 1,25 | |
| 3 | Плоска | h8 | 2,5 | |
| 4 | Плоска | h | 12,5 | |
| 5 | Плоска | h7 | 1,25 | |
| 6 | Плоска | h8 | 2,5 | |
| 7 | Плоска | h | 12,5 | |
| 8 | Циліндрична | k6 | 0,63 | |
| 9 | Циліндрична | n7 | 1,25 | |
| 10 | Циліндрична | h | 12,5 | |
| 11 | Циліндрична | h | 12,5 | |
| 12 | Циліндрична | k6 | 0,63 | |
| 13 | Циліндрична | n7 | 1,25 | |
| 14 | Плоска | N9 | 3,2 | |
| 15, 17 | Плоска | h | 6,3 | |
| 16 | Плоска | N9 | 3,2 |
а) Показник технологічності заготовки.
Коефіцієнт оброблюваності матеріалу різанням Коб = 1
б) Проста конструкція деталі (відсутність складних фасонних поверхонь) дозволяє використовувати при її виробництві уніфіковану заготовку.
в) Габаритні розміри деталі і її використання дозволяє використовувати раціональні методи отримання заготовки, такі як: прокат, штампування, лиття.
г) З урахуванням вимог до поверхонь деталі (точності, шорсткості), а також їх тих призначення остаточне формування поверхонь деталі (жодної) на заготівельної операції неможливо.
д) Забезпечення потрібної шорсткості можливо стандартними режимами обробки і уніфікованим інструментом.
е) Дана сталь здатна легко піддається ТО.
1.4.2 Показники технологічності конструкції деталі в цілому
1. Матеріал не є дефіцитним, вартість прийнятна.
2. Конфігурація деталі проста.
а) Конструкційні елементи деталі універсальні
б) Розміри та якість поверхні деталі мають оптимальні вимоги по точності і шорсткості.
в) Конструкція деталі забезпечує можливість використання типових ТП її виготовлення.
г) Можливість обробки декількох поверхонь з одного установа є:
д) З урахуванням вимог до поверхонь деталі (точності, шорсткості), а також їх тих призначення остаточне формування поверхонь деталі (жодної) на заготівельної операції неможливо. Неможлива обробка на прохід.
е) Конструкція забезпечує високу жорсткість деталі.
ж) Технічні вимоги не передбачають особливих методів і засобів контролю.
1.4.3 Показники технологічності базування і закріплення
а) Заготівля встановлюється зручно для обробки
б) Під час механічної обробки єдність баз дотримується.
1.4.4 Кількісна оцінка технологічності
а) Коефіцієнт точності обробки
ХТО = 1 -
де
де ni - кількість поверхонь з i квалітетами;
JTi - квалітет.
А =
ХТО = 1 -
б) Коефіцієнт середньої шорсткості поверхні деталі
КТШ = 1 -
КТШ = 1 -
2. ВИБІР ТИПУ ВИРОБНИЦТВА І ФОРМИ ОРГАНІЗАЦІЇ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ВИГОТОВЛЕННЯ
2.1 Розрахуємо масу даної деталі
q =
V = 789700 мм3
m = 789700.7814.10 -9 = 6,170 кг.
2.2 Аналіз вихідних даних
- Маса даної деталі становить 6,170 кг.;
- Обсяг випуску виробів 1100 дет / рік;
- Режим роботи підприємства-виробника - двозмінний;
- Тип виробництва - середньосерійному.
Основні характеристики типу виробництва
- Обсяг випуску виробів - середній;
- Номенклатура - середня;
- Обладнання - універсальне;
- Оснащення - універсальна, спеціалізована;
- Ступінь механізації і автоматизації - середня;
- Кваліфікація робітників - середня;
- Форма організації технологічного процесу - групова змінно-потокова;
- Розміщення устаткування - за типами верстатів, предметно-замкнуті ділянки;
- Види технологічних процесів - поодинокі, типові, групові, операційні;
- Коефіцієнт закріплення операції
10 <kЗ <20 (на одному робочому місці)
Обсяг партій, запуск деталей
а - періодичність запуску деталей
254 - число ходів
- Метод визначення операційних розмірів - розрахунково-аналітичний;
- Метод забезпечення точності - обладнання, налаштоване по пробним деталей.
3. ВИБІР МЕТОДУ ОТРИМАННЯ ЗАГОТОВКИ І ЇЇ ПРОЕКТУВАННЯ
3.1 Отримання заготовки литтям в оболонкові форми
1) Виходячи з вимог ГОСТ 26.645-85, призначаємо припуски і допуски на розміри деталі і зводимо ці дані в таблицю 1.
Залежно від обраного методу приймаємо:
- Клас точності розмірів і мас - 10
- Ряд припусків - 4.
Припуски на розміри дані на бік. Клас точності розмірів, мас і ряд припусків вибираємо по таблиці 2.3 [1], допуски за таблицею 2.1 [1] і припуски по таблиці 2.2 [1].
Таблиця № 1
| Розміри, мм | Допуски, мм | Припуски, мм | Розрахунок розмірів заготовки, мм | Остаточно. розміри, мм |
| Ш55 | ± 2,4 | 3,8 | Ш55 + (2.3,8) ± 2,4 = Ш62, 6 ± 2,4 | Ш63 ± 2,4 |
| Ш65 | ± 2,8 | 4,2 | Ш65 + (2.4,2) ± 2,8 = Ш73, 4 ± 2,8 | Ш73 ± 2,8 |
| Ш75 | ± 2,8 | 4,2 | Ш75 + (2.4,2) ± 2,8 = Ш83, 4 ± 2,8 | Ш83 ± 2,8 |
| 15 | ± 1,8 | 3,4 | 15 + (2.3,4) ± 1,8 = 21,8 ± 1,8 | 22 ± 1,8 |
| 70 | ± 2,8 | 4,2 | 70 +4,2 ± 2,8 = 74,2 ± 2,8 | 74 ± 2,8 |
| 275 | ± 4 | 5 | 275 +2.5 ± 4 = 285 ± 4 | 285 ± 4 |
3) Ливарні радіуси заокруглень зовнішніх кутів приймаємо рівними R = 3 мм.
Ливарні радіуси заокруглень внутрішніх кутів визначаємо за формулою R = 0,4 ∙ h.
R1 = R2 = R3 = 0,4 ∙ 10 мм = 4 мм
4) Визначаємо коефіцієнт використання матеріалу Км, за формулою:
де m - маса деталі, кг;
M - маса заготовки, кг.
Розрахуємо масу заготовки:
де: м - щільність матеріалу, кг/м3. Для стали: г = 7814 кг/м3;
Vз - обсяг заготівлі, мм3.
Обсяг заготівлі визначаємо як алгебраїчну суму обсягів найпростіших тел складових заготовку:
Mзаг .= 1,212 · 106 × 7814 × 10-9 = 9,47 кг, mдет .= 8,055 · 105 × 7814 × 10-9 = 6,29, кг.
Визначимо коефіцієнт використання матеріалу:
Даний метод лиття задовольняє завданню отримання виливка з контуром наближається до контуру деталі; тобто з коефіцієнтом використання Км близьким до 1.
3.2 Отримання заготовки штампуванням на кривошипних горячештамповочних пресах
1) По таблиці 3.1.3 [1] вибираємо:
а) Обладнання - прес з виштовхувачем;
б) Штампувальні ухили: 5 °;
в) Радіуси заокруглень зовнішніх кутів, при глибині порожнини струмка:
10 ... 25 мм - r = 2,5 мм,
25 ... 50 мм - r = 3мм;
Радіуси заокруглень внутрішніх кутів, більше зовнішніх кутів у 3 ... 4 рази.
2) По таблиці 3.4 [1] призначаємо допуски і припуски на обробку на бік і зводимо їх у таблицю 2.
Таблиця № 2
| Розміри, мм | Допуски, мм | Припуски, мм | Розрахунок розмірів заготовки, мм | Остаточно. розміри, мм |
| Ш55 | +2,4 -1,2 | 3,1 | Ш55 + (2.3,1) = Ш61, 2 | Ш 61 |
| Ш60 | +2,4 -1,2 | 3,1 | Ш60 + (2.3,1) = Ш66, 2 | Ш 66 |
| Ш65 | +2,4 -1,2 | 2,8 | Ш65 + (2.2,8) = Ш70, 6 | Ш 71 |
| Ш75 | +2,4 -1,2 | 2,8 | Ш75 + (2.2,8) = Ш80, 6 | Ш 81 |
| 15 | +2,1 -1,1 | 2,8 | 15 + (2.2,8) = 20,6 | 21 |
| 35 | +2,1 -1,1 | 2,8 | 35 +2,8 = 37,8 | 38 |
| 50 | +2,1 -1,1 | 2,8 | 50 +2,8 = 52,8 | 53 |
| 70 | +2,4 -1,2 | 2,8 | 70 +2,8 = 72,8 | 73 |
| 275 | +3,0 -2,0 | 3,2 | 275 + (2.3,2) = 281,4 | 281 |
3) Розрахуємо площу поковки в плані [1]:
Fпок.п = 18861, мм2
4) Визначаємо товщину містка для облоя [1]:
Коефіцієнт Зі приймаємо рівним 0,016.
5) По таблиці 3.2.2 вибираємо інші розміри облойной канавки [1]:
а) Зусилля преса - 16МН;
б) ho = 2,2 мм;
в) l = 5 мм;
г) h = 6 мм;
д) R1 = 20 мм.
6) Розрахувати обсяг заготівлі [1]:
Vзаг .= Vп + Vу + Vо, мм3
де Vп - обсяг поковки, що розраховується за номінальними горизонтальним розмірами креслення;
Vу - обсяг чаду, що визначається залежно від способу нагрівання;
Vо - обсяг облоя при штампуванні.
а) Обсяг поковки:
б) Обсяг чаду Vу приймаємо рівним 1% від Vп.
Vу = 10530 мм2
в) Обсяг облоя Vо:
Vо = о.FМ. (Рп + о. Р. L),
де о - коефіцієнт, що враховує зміну фактичної площі перерізу
одержуваного облоя в порівнянні з площею перетину містка; о = 2.
Fм - площа поперечного перерізу містка;
Рп - периметр поковки;
FM = l. Ho = 5.2,2 = 11 мм2
Рп = 724 мм.
Підставимо отримані дані в формулу:
Vо = 2.11 × (724 +2.3,14.5) = 16618,8 мм3;
г) Обсяг поковки:
Vзаг .= 1,053 · 106 +10530 +16618,8 = 1080148,8 мм3.
Визначимо параметри вихідної заготовки для штампування.
д) Діаметр заготовки:
де m - відношення
За ГОСТ 2590-71
д) Довжина заготовки:
г) Площа поперечного перерізу заготовки:
7) Розрахуємо масу поковки:
8) Визначимо коефіцієнт використання матеріалу:
9) Розрахуємо зусилля штампування:
де Dпр - приведений діаметр,
Fп - площа проекції поковки на щільність роз'єму штампа,
Bп.ср - середня ширина поковки в плані,
ув - межа міцності штампувало матеріалу, ув = 598 МПа [2]
Dпр = 1,13
Dпр =
Fп = 18861 мм2;
Bп.ср = 18861/281 = 67 мм
За розрахункового зусилля штампування вибираємо прес із зусиллям 25 МН і зразкової продуктивністю 180 шт / год
3.3 Техніко-економічний аналіз
Для остаточного вибору методу отримання заготовки, слід провести порівняльний аналіз за технологічною собівартості.
Розрахунок технологічної собівартості заготівлі отримувану за першим чи другим методом проведемо за наступною формулою [1]:
Ст = Сзаг .. М + Cмех .. (М-m)-Сотхе .. (Mm), грн.
де М - маса заготовки, кг;
m - маса деталі, кг;
Сзаг - вартість одного кілограма заготовок, руб. / кг;
Cмех. - Вартість механічної обробки, руб / кг;
Сотхе - вартість одного кілограма відходів, руб / кг.
Вартість заготовки, отриманої такими методами, як лиття в піщані форми і штампування на кривошипних горячештамповочних пресах, з достатньою для стадії проектування точністю можна визначити за формулою [1]:
Сзаг = Сот. hT. hC. hB. hM. hП, руб / кг,
де Сот - базова вартість одного кілограма заготівлі, руб. / кг;
hT - коефіцієнт, що враховує точність заготовки;
hC - коефіцієнт, що враховує складність заготовки;
hB - коефіцієнт, що враховує масу заготовки;
hM - коефіцієнт, що враховує матеріал заготовки;
hП - коефіцієнт, що враховує групу серійності.
Для отримання заготовки за методом лиття значення коефіцієнтів у формулі наступні [1]:
hT = 1,03 - 2-ий клас точності;
hC = 0,7 - 1-а група складності отримання заготовки;
hB = 0,93 - так як маса заготовки знаходиться в межах 3 ... 10,0 кг;
hM = 1,21 - так як сталь вуглецева;
hП = 0,77 - 2-а група серійності;
Базова вартість одного кілограма виливків становить Сотень = 0,29 руб.
Сзаг. = 0,29. 1,03. 0,7. 0,93. 1,21. 0,77 = 0,181 руб. / кг
Визначаємо вартість механічної обробки по формулі:
Сміх. = Сс + Єм. Ск, руб. / кг;
де Сс = 0,495 - поточні витрати на один кілограм стружки, руб. / кг [1];
Ск = 1,085 - капітальні витрати на один кілограм стружки, руб / кг [1];
Ем = 0,1 - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень вибираємо з межі (0,1 ... 0,2) [1].
Сміх. = 0,495 + 0,1. 1,085 = 0,6035 грн. / кг
Вартість одного кілограма відходів приймаємо рівної Сотхе. = 0,0144 грн. / кг.
Визначимо загальну вартість заготівлі, отримувану за методом лиття:
Ст = 0,181. 9,47 + 0,6035. (9,47-6,29) - 0,0144. (9,47-6,29) = 3,587 руб.
Для заготівлі, одержуваної методом штампування на кривошипних горячештамповочних пресах, значення коефіцієнтів у формулі (9) наступні [1]:
Сзаг = Сшт. hT. hC. hB. hM. hП, руб / кг,
де hT = 1 - 2-ий клас точності;
hC = 0,75 - 1-а група складності отримання заготовки;
hB = 0,87 - так як маса заготовки знаходиться в межах 4 ... 10 кг;
hM = 1-так як сталь вуглецева;
hП = 1;
Базова вартість одного кілограма штамповок становить Сшт = 0,315 руб. / кг
Сзаг. = 0,315. 1. 0,75. 0,87. 1. 1 = 0,21 грн. / кг
Визначаємо загальну вартість заготівлі, отримувану штампуванням:
Ст = 0,21. 8,44 + 0,6035. (8,44-6,29) -0,0144. (8,44-6,29) = 3,039 руб.
Таким чином, за технологічною собівартості найбільш економічним є варіант виготовлення деталі з заготівлі, отриманої штампуванням.
Очікувана річна економія:
Егод. = (СТ2 - СТ1). N, руб.;
де N - річна програма випуску деталей, шт.;
Егод. = (3,587 - 3,039). 110000 = 60280 руб.
3.4 Проектування заготовки
Проектування заготівлі запропоновано на кресленні заготовки
4. РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО МАРШРУТУ ВИГОТОВЛЕННЯ ДЕТАЛІ
4.1 Розробка технологічного маршруту обробки поверхонь
| № пов. | JT | Ra, мкм | Переходи |
| 1 | h14 / 2 | 12,5 | Обточування чорнове (JT 12; Ra 10) Гарт (JT 14; Ra 12,5) |
| 2 | h7 | 1,25 | Обточування чорнове (JT 12; Ra 12,5) Обточування чистове (JT 9; Ra 1,25) Гарт (JT 10; Ra 2,5) Шліфування передуватиме (JT 8; Ra 1,25) |
| 3 | h8 | 2,5 | Обточування чорнове (JT 12; Ra 12,5) Обточування чистове (JT 9; Ra 1,25) Гарт (JT 10; Ra 2,5) |
| 4 | h14 / 2 | 12,5 | Обточування чорнове (JT 12; Ra 10) Гарт (JT 14; Ra 12,5) |
| 5 | h7 | 1,25 | Обточування чорнове (JT 12; Ra 12,5) Обточування чистове (JT 9; Ra 1,25) Гарт (JT 10; Ra 2,5) Виправлення центрових фасок Шліфування передуватиме (JT 8; Ra 1,25) |
| 6 | h8 | 2,5 | Обточування чорнове (JT 12; Ra 12,5) Обточування чистове (JT 9; Ra 1,25) Гарт (JT 10; Ra 2,5) |
| 7 | h14 / 2 | 12,5 | Обточування чорнове (JT 12; Ra 10) Гарт (JT 14; Ra 12,5) |
| 8 | k6 | 0,63 | Обточування чорнове (JT 12; Ra 12,5) Обточування чистове (JT 9; Ra 1,25) Гарт (JT 10; Ra 2,5) Виправлення центрових фасок Шліфування передуватиме (JT 8; Ra 1,25) Шліфування чистове (JT 6; Ra 0,63) |
| 9 | n7 | 1,25 | Обточування чорнове (JT 12; Ra 12,5) Обточування чистове (JT 9; Ra 1,25) Гарт (JT 10; Ra 2,5) Виправлення центрових фасок Шліфування передуватиме (JT 7; Ra 1,25) |
| 10 | h14 / 2 | 12,5 | Обточування чорнове (JT 12; Ra 12,5) Гарт (JT 14; Ra 12,5) |
| 11 | h14 / 2 | 12,5 | Обточування чорнове (JT 12; Ra 12,5) Гарт (JT 14; Ra 12,5) |
| 12 | k6 | 0,63 | Обточування чорнове (JT 12; Ra 12,5) Обточування чистове (JT 9; Ra 1,25) Гарт (JT 10; Ra 2,5) Виправлення центрових фасок Шліфування передуватиме (JT 8; Ra 1,25) Шліфування чистове (JT 6; Ra 0,63) |
| 13 | n7 | 1,25 | Обточування чорнове (JT 12; Ra 12,5) Обточування чистове (JT 9; Ra 1,25) Гарт (JT 10; Ra 2,5) Виправлення центрових фасокШліфованіе передуватиме (JT 7; Ra 1,25) |
| 14, 16 | N9 | 3,2 | Фрезерування чорнове (JТ 8; Rа 2,5) Гарт (JТ 9; Ra 3,2) |
| 15, 17 | h14 / 2 | 6,3 | Фрезерування чорнове (JТ 12; Rа 3,2) Гарт (JТ 14; Ra 6,3) |
4.2 Розробка технологічних схем базування
На токарної чорновий операції 010 використовуємо явну опорну базу - торець 1, і приховану напрямну базу - вісь деталі 16. На токарної чорновий операції 020 використовуємо явну опорну базу - торець 4, і приховану напрямну базу - вісь деталі 16. На токарної чистової операції 020 використовуємо явну опорну базу - торець 1, і приховану напрямну базу - вісь деталі 16. На свердлильної операції 030 використовуємо явну опорну базу - торець 4, і приховану напрямну базу - вісь деталі 16. На протяжної операції 040 використовуємо явну опорну базу - торець 4, і приховану подвійну напрямну базу - вісь деталі 16. На зубофрезерний операції 050 використовуємо явну опорну базу - торець 2, і приховану напрямну базу - вісь деталі 16. На внутрішліфувальних операції 080 використовуємо настановну базу - торець 1, і приховану напрямну базу - вісь деталі 16. На зубошліфувальних операції 090 використовуємо явну опорну базу - торець 1, і приховану напрямну базу - вісь деталі 16. На шліфувальної операції 100 використовуємо настановну базу - торець 1, і приховану напрямну базу - вісь деталі 16.
5. Розмірного аналізу в осьовому напрямку
5.1 Розмірні ланцюги та їх рівняння
Складемо рівняння операційних розмірних ланцюгів у вигляді рівнянь номіналів. У загальному вигляді це виглядає:
[A] = S xi × Ai, (5.1)
де [A] - номінальне значення останнього у ланки;
Ai - номінальні значення складових ланок;
i - порядковий номер ланки;
n - число складових ланок;
xi - передавальні відносини, які характеризують розміщення ланок за величиною і напрямком. Для лінійних ланцюгів з паралельними ланками передавальні ланки рівні: xi = 1 (збільшують ланки); xi = -1 (зменшують ланки).
Рівняння замикаючих ланок:
[Р] =-Ц25-1 + Д 20 - В 15;
[М] =-Ф25-1 + Д20 - В15;
Складемо рівняння замикаючих операційних припусків після перевірки умов точності виготовлення деталі.
5.2 Перевірка умов точності виготовлення деталі
Виробляємо перевірку розмірної коректності ланок, виходячи з умови коректності:
A] <TAчерт, (5.2)
де A] - похибка розміру або просторового відхилення, що виникає в ході виконання технологічного процесу;
TAчерт-допуск розміру або просторового відхилення за кресленням;
w [Р] = ТЦ25-1 + ТД20 + ТВ15 = 0,128 +0,17 +0,08 = 0,378;
Тч [Р] = 0,43;
0,43> 0,378 - умова виконана;
w [М] = ТФ25-1 + ТД20 + ТВ15 = 0,128 +0,17 +0,08 = 0,378;
Тч [М] = 0,43;
0,43> 0,378 - умова виконана;
Висновок: умова коректності розмірних ланок ланцюга виконується.
Складемо рівняння замикаючих операційних припусків:
[Z105] =-Ж05 + Ж00;
[Z705] = М00 - Ж00 + Ж05-М05;
[Z410] = І00 + З00-Ж00 + Ж05-О10;
[Z510] =-Л00 + М00-Ж00 + Ж05-П10;
[Z610] =-К00 + М00 - Ж00 + Ж05-Р10;
[Z210] =-Т10 + М05-Ж05;
[Z310] =-С10 + М05 - Ж05 + Ж00 + З00;
[Z615] = Р10 - Р15;
[Z515] = П10 - П15;
[Z215] =-Т15 + Т10;
[Z315] =-С15 + С10;
[Z530] = П15 - Е05-П30;
[Z230] =-Т30 - Я05 + Т15.
5.3 Розрахунок припусків
Визначимо мінімальні значення операційних припусків за формулою:
Zimin = (Rz + h) i-1 + СФ - чорнова операція (5.3)
Zimin = (Rz + h + Д) i-1 - чистова операція (5.4)
де Rz i-1, h i-1 - висота нерівностей і дефектний шар, що утворилися на оброблюваній поверхні при попередній обробці (значення беруться за прил.4 [2]);
Д i-1 - величина відхилення від перпендикулярності на попередній обробці;
СФ - зміщення форми, що виникають при заготівельної операції.
[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.
Розрахуємо величини коливань операційних припусків, використовуючи формули:
де: xi - коефіцієнт впливу складеного ланки на замикаючі ланка;
n - число ланок у рівнянні припуску;
- коефіцієнт співвідношення між законом розподілу величини Аi і законом нормального розподілу:
Таблиця 5.1 Значення коефіцієнта l2
| Квалітет точності | Значення коефіцієнта l2 | Закон розподілу |
| IT 5 ... 6 | 1 / 3 | Рівноважний |
| IT 7 ... 8 | 1 / 6 | Сімпсона |
| IT 9 ... 12 і грубіше | 1 / 9 | Гауса |
щ [Z105] min = 3,2 + 1,2 = 4,4 мм;
щ [Z705] min = 5 + 3,2 + 1,2 +0,3 = 9,7 мм;
щ [Z410] min =
щ [Z510] min =
щ [Z610] min =
щ [Z210] min = 0,3 + 0,25 + 1,2 = 1,75 мм;
щ [Z310] min =
щ [Z615] min = 0,3 + 0,27 = 0,57 мм;
щ [Z515] min = 0,3 + 0,28 = 0,58 мм;
щ [Z215] min = 0,27 + 0,3 = 0,57 мм;
щ [Z315] min = 0,27 + 0,3 = 0,57 мм;
щ [Z530] min = 0,28 + 0,1 + 0,17 = 0,55 мм;
щ [Z230] min = 0,28 + 0,1 + 0,17 = 0,55 мм.
Визначимо максимальні значення операційних припусків за формулою:
[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.
Визначимо середні значення операційних припусків за формулою:
[Z105] ср = 05 · (1,3 + 5,7) = 3,5 мм;
[Z705] ср = 05 · (1,3 + 11) = 6,15 мм;
[Z410] ср = 05 · (1,35 + 7,03) = 4,19 мм;
[Z510] ср = 05 · (1,35 + 8,21) = 4,78 мм;
[Z610] ср = 05 · (1,35 + 8,21) = 4,78 мм;
[Z210] ср = 05 · (1,35 + 3,1) = 2,23 мм;
[Z310] ср = 05 · (1,35 + 6,05) = 3,7 мм;
[Z615] ср = 05 · (0,21 + 0,78) = 0,495 мм;
[Z515] ср = 05 · (0,21 + 0,79) = 0,45 мм;
[Z215] ср = 05 · (0,21 + 0,78) = 0,495 мм;
[Z315] ср = 05 · (0,21 + 0,78) = 0,495 мм;
[Z530] ср = 05 · (0,085 + 0,635) = 0,36 мм;
[Z230] ср = 05 · (0,085 + 0,635) = 0,36 мм
5.4 Розрахунок операційних розмірів
Зробимо розрахунок значень операційних розмірів за способом середніх значень.
Знайдемо середні значення розмірів, відомих заздалегідь:
[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;
Е05 = 6,41 ± 0,3 мм; Е05ср = 6,41 мм;
Я05 = 6,41 ± 0,3 мм; Я05ср = 6,41 мм;
[Н] = 145 ± 1,0 мм; [Н] ср = 145 мм.
Знайдені середні значення підставимо в рівняння операційних розмірів, вирішуючи ці рівняння, ми отримаємо середні значення операційних розмірів.
1) [Л30] =-П30 - Е 2005 + [М05]; П30 = - [Л30] - Е05 + [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 - Е05 - П30; П15 = [Z530] + Е05 + 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] = І00 + З00-Ж00 + Ж05-О10; І00 = Ж00 - Ж05 + О10 - З00 + [Z410];
І00 = 45,415 - 41,915 + 130 + 4,19 -114,305 = 23,385 мм;
Складемо таблицю, в якій вкажемо значення операційних розмірів в осьовому напрямку:
Таблиця 5.2 Значення операційних розмірів в осьовому напрямку
| Символьне позначення | Мінімальний розмір, мм Amin = Aср-TA / 2 | Максимальний розмір, мм Amax = Aср + TA / 2 | Середній розмір, мм | Остаточна запис у необхідній формі, мм |
| Ж00 | 45,105 | 45,725 | 45,415 | 45,415 ± 0,31 |
| З00 | 113,87 | 114,74 | 114,305 | 114,305 ± 0,435 |
| І00 | 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 |
6. Розмірного аналізу в радіальному напрямку
6.1 Розмірні ланцюги та їх рівняння
Складемо рівняння операційних розмірних ланцюгів у вигляді рівнянь номіналів. У загальному вигляді це виглядає:
[A] = S xi × Ai, (6.1)
де [A] - номінальне значення останнього у ланки;
Ai - номінальні значення складових ланок;
i - порядковий номер ланки;
n - число складових ланок;
xi - передавальні відносини, які характеризують розміщення ланок за величиною і напрямком. Для лінійних ланцюгів з паралельними ланками передавальні ланки рівні: xi = 1 (збільшують ланки); xi = -1 (зменшують ланки).
Рівняння замикаючих ланок:
[Е 3-4] = Е 435-2 - 110 + Е 335-2-110;
Складемо рівняння припусків після перевірки умов точності виготовлення деталі.
6.2 Перевірка умов точності виготовлення деталі
Виробляємо перевірку розмірної коректності ланок, виходячи з умови коректності:
A] <TAчерт, (6.2)
де A] - похибка розміру або просторового відхилення, що виникає в ході виконання технологічного процесу;
TAчерт-допуск за кресленням розміру або просторового відхилення;
w [Є 3-4] = w (Е 435-2 - 110) + w (Е 335-2-110) = 0,005 + 0,005 = 0,01;
Т Ч [Е 3-4] = 0,012
0,01 <0,012 - умова виконується;
Висновок: умова коректності розмірних ланок ланцюга виконується.
Складемо рівняння замикаючих операційних припусків:
[Z1235] = - Д35 + Е 1235 - 1805 + Е 1230-1805 + Д30;
[Z835] = - А35 + Е 835 - 1805 + Е 830-1805 + А30;
[Z930] = - Б30 + Е 930 - 1805 + Е 915-1805 + Б15;
[Z830] = - А30 + 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 + Е 815 - 1805 + Е 810-1805 + А10;
[Z1215] = - Д15 + Е 1215 - 1805 + Е 1210-1805 + Д10;
[Z1315] = - Е15 + Е 1315 - 1805 + Е 1310-1805 + Е10;
[Z910] = - Б10 + Е 910 - 1805 + Е 900-1805 + Б00;
[Z810] = - А10 + Е 810 - 1805 + Е 800-1805 + А00;
[Z1010] = - В10 + Е 1010 - 1805 + Е 1000-1805 + В00;
[Z1110] = - Г10 + Е 1110 - 1805 + Е 1100-1805 + Г00.
[Z1210] = - Д10 + Е 1210 - 1805 + Е 1200-1805 + Д00;
[Z1310] = - Е10 + Е 1310 - 1805 + Е 1300-1805 + Е00.
6.3 Розрахунок припусків
Визначимо мінімальні значення операційних припусків за формулами:
- На токарної чорновий операції 10:
Zimin = (Rz + h) i-1 + с.ш. (6.3)
де Rz i-1, h i-1 - висота нерівностей і дефектний шар, що утворилися на оброблюваній поверхні при попередній обробці (значення беруться з прил.4 [2]);
с.ш. - Зміщення штампа, що виникає на заготівельної операції;
- На інших операціях:
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.
де: xi - коефіцієнт впливу складеного ланки на замикаючу ланка;
n - число ланок у рівнянні припуску;
- коефіцієнт співвідношення між законом розподілу величини Аi і законом нормального розподілу.
Визначається за табл. 2.1, для ексцентриситетів = 0,127;
tD - коефіцієнт ризику, (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.
Визначимо максимальні значення операційних припусків за формулою:
[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.
Визначимо середні значення операційних припусків за формулою:
[Z1310] ср = 0,5 × (1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z1210] ср = 0,5 × (1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z1110] ср = 0,5 × (1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z1010] ср = 0,5 × (1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z810] ср = 0,5 × (1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z910] ср = 0,5 × (1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z1315] ср = 0,5 × (0,2 + 0,42) = 0,31 мм;
[Z1215] ср = 0,5 × (0,21 + 0,44) = 0,325 мм
[Z815] ср = 0,5 × (0,2 + 0,42) = 0,31 мм;
[Z915] ср = 0,5 × (0,21 + 0,44) = 0,325 мм;
[Z1230] ср = 0,5 × (0,09 + 0,275) = 0,1825 мм;
[Z1330] ср = 0,5 × (0,09 + 0,265) = 0,1775 мм;
[Z830] ср = 0,5 × (0,09 + 0,265) = 0,1775 мм.
[Z930] ср = 0,5 × (0,09 + 0,275) = 0,1825 мм;
[Z1235] ср = 0,5 × (0,056 + 0,197) = 0,1265 мм;
[Z835] ср = 0,5 × (0,056 + 0,197) = 0,1265 мм
3.4 Розрахунок операційних розмірів
Зробимо розрахунок значень операційних розмірів за способом середніх значень.
Знайдемо середні значення розмірів, відомих заздалегідь:
[А35] = 55
[Б30] = 65
[В10] = 75 ± 0,37 мм; [В10] ср = 75 мм;
[Г10] = 65 ± 0,37 мм; [Г10] ср = 65 мм;
[Д35] = 60
[Е30] = 55
Ч20 = 46 ± 0,31 мм; Ч20ср = 46 мм;
Щ20 = 55 ± 0,37 мм; Щ20ср = 55 мм;
Знайдені середні значення підставимо в рівняння операційних розмірів, вирішуючи ці рівняння, ми отримаємо середні значення операційних розмірів.
1) [Z1235] = - Д35 + Е 1235 - 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 + Е 930 - 1805 + Е 915-1805 + Б15;
Б15 = Б30 + [Z930] - Е 930 - 1805 - Е 915-1805;
Б15 = 65,035 + 0,1825 - 0,02 - 0,03 = 65,1675 мм;
4) [Z830] = - А30 + Е 830 - 1805 + 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 + Е 1330 - 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 + Е 1230 - 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 + Е 915 - 1805 + Е 910-1805 + Б10;
Б10 = Б15 + [Z915] - Е 915 - 1805 - Е 910-1805;
Б10 = 60,1675 + 0,325 - 0,03 - 0,04 = 60,4225 мм;
8) [Z815] = - А15 + Е 815 - 1805 + 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 + Е 1215 - 1805 + Е 1210-1805 + Д10;
Д10 = Д15 + [Z1215] - Е 1215 - 1805 - Е 1210-1805;
Д10 = 60,2445 + 0,325 - 0,03 - 0,04 = 60,4995 мм;
10) [Z1315] = - Е15 + Е 1315 - 1805 + Е 1310-1805 + Е10;
Е10 = Е15 + [Z1315] - Е 1315 - 1805 - Е 1310-1805;
Е10 = 55,1775 + 0,31 - 0,02 - 0,04 = 55,4275 мм;
11) [Z910] = - Б10 + Е 910 - 1805 + Е 900-1805 + Б00;
Б00 = Б10 + [Z910] - Е 910 - 1805 - Е 900-1805;
Б00 = 60,4225 + 2,28 - 0,04 - 0,02 = 62,6425;
12) [Z810] = - А10 + Е 810 - 1805 + Е 800-1805 + А00;
А00 = А10 + [Z810] - Е 810 - 1805 - Е 800-1805;
А00 = 55,5045 + 2,28 - 0,04 - 0,02 = 57,7245;
13) [Z1010] = - В10 + Е 1010 - 1805 + Е 1000-1805 + В00;
В00 = В10 + [Z1010] - Е 1010 - 1805 - Е 1000-1805;
В00 = 75 + 2,28 - 0,04 - 0,02 = 77,22;
14) [Z1110] = - Г10 + Е 1110 - 1805 + 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 + Е 1210 - 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 + Е 1310 - 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.
Складемо таблицю, в якій вкажемо значення операційних розмірів у радіальному напрямку:
Таблиця 3.1 Значення операційних розмірів у радіальному напрямку
Значення всіх розрахованих припусків і операційних розмірів (в остаточному вигляді) заносимо в схему розмірного аналізу в радіальному напрямку.
7. ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ РОЗРАХУНКІВ ОПЕРАЦІЙНИХ діаметральні розміри
7.1 Визначення операційних діаметральні розмірів розрахунково-аналітичним методом (методом Кована)
Розрахунково-аналітичним методом визначимо припуски на поверхню 3 Æ54H7 (+0,02), що є найбільш точною.
Якість поверхні після штампування за прил.4 [3]:
Rz = 160 мкм, h = 300 мкм.
Якість поверхні після механічної обробки за даними прил.4 [3] наступні:
1. Розточування чорнове Rz = 50 мкм, h = 120 мкм;
2. Розточування чистове Rz = 10 мкм, h = 50 мкм;
3. Шліфування чорнове Rz = 10 мкм, h = 40 мкм;
4. Шліфування чорнове Rz = 5 мкм, h = 20 мкм
Сумарне просторове відхилення будемо визначати за формулою
де
Di-1 - сумарна просторове відхилення на заготівельної операції (ексцентричність отвори);
- Після шліфування чорнового D = 0,06 × 1,5 = 0,09 мм;
- Після шліфування чистового D = 0,04 × 1,5 = 0,06 мм
Визначимо значення мінімального припуску 2Zmin після кожної операції за формулою:
де Rzi-1, hi-1 - висота нерівностей і дефектний шар, що утворилися на оброблюваній поверхні при попередній обробці;
Di-1 - сумарне значення просторових відхилень з попередньої операції;
ei - похибка установки (визначаємо за табл.1.13 [4] для закріплення в 3 к. патроні);
При розрахунку припуску на операції 35-1 внутрішліфувальних значення hi-1 = 0
Визначаємо граничні розміри для кожного переходу за формулами:
2Аi-1 max = 2Аi max - 2Zi min, мм (4.3)
2Аi-1 min = 2Аi-1 max - T2Аi-1, мм (4.4)
2Е35-2 min = 54 мм;
2Е35-2 max = 54,02 мм;
2Е35-1 max = 2Е35-2 max -
2Е35-1 min = 2Е35-1 max - T2Е35-1 = 53,62 - 0,12 = 53,5 мм;
2Е15max = 2Е35-1 max -
2Е15 min = 2Е15max - T2Е15 = 53,332 - 0,05 = 53,282 мм;
2Е05max = 2Е15max -
2Е05 min = 2Е05max - T2Е05 = 52,724 - 0,19 = 52,534 мм;
2Е00max = 2Е05max -
2Е00 min = 2Е00max - T2Е00 = 48,704 - 2,5 = 46,204 мм;
Визначимо граничні значення припусків за формулою:
Зобразимо на рис.4.1 схему розташування операційних розмірів, допусків і припусків.
Таблиця 4.1 Розрахунок припусків на обробку діаметра 2А (пов. 8 Æ55k (+2 +0,21))
4.2 Порівняння результатів розрахунків
Для порівняння необхідно зіставити результати розрахунків операційних розмірів, операційних і загальних мінімальних, максимальних, номінальних припусків.
Загальні припуски визначаються за формулами:
Zоmin = S Zmin (4.6)
Zоmax = S Zmax (4.7)
Zоmin = 0,148 +0,204 +0,456 +3,99 = 4,798 мм,
Zоmax = 0,175 +0,232 +0,682 +7 = 8,089 мм.
Загальний номінальний припуск для отвори:
Zоном = Dномдет - Dномзаг (4.8)
Zоном = 59,8-55,002 = 4,798 мм.
де Dномзаг, Dномдет - номінальні діаметри заготовки і деталі відповідно.
Результати розрахунків припусків приведемо в табл. 4.2.
Дані щодо їх зміни:
DZо = (ZоОЦ - ZоРА) × 100% / ZоРА, (4.9)
де ZоОЦ, ZоРА - значення загальних припусків, певні методами вирішення розмірних ланцюгів і розрахунково-аналітичним відповідно.
Таблиця 4.2 Порівняння загальних припусків
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%.
Висновок: метод операційних розмірних ланцюгів дозволяє істотно зменшити припуски на обробку, а, отже, збільшити коефіцієнт використання матеріалу і здешевити виготовлення деталі.
w [Є 3-4] = w (Е 435-2 - 110) + w (Е 335-2-110) = 0,005 + 0,005 = 0,01;
Т Ч [Е 3-4] = 0,012
0,01 <0,012 - умова виконується;
Висновок: умова коректності розмірних ланок ланцюга виконується.
Складемо рівняння замикаючих операційних припусків:
[Z1235] = - Д35 + Е 1235 - 1805 + Е 1230-1805 + Д30;
[Z835] = - А35 + Е 835 - 1805 + Е 830-1805 + А30;
[Z930] = - Б30 + Е 930 - 1805 + Е 915-1805 + Б15;
[Z830] = - А30 + 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 + Е 815 - 1805 + Е 810-1805 + А10;
[Z1215] = - Д15 + Е 1215 - 1805 + Е 1210-1805 + Д10;
[Z1315] = - Е15 + Е 1315 - 1805 + Е 1310-1805 + Е10;
[Z910] = - Б10 + Е 910 - 1805 + Е 900-1805 + Б00;
[Z810] = - А10 + Е 810 - 1805 + Е 800-1805 + А00;
[Z1010] = - В10 + Е 1010 - 1805 + Е 1000-1805 + В00;
[Z1110] = - Г10 + Е 1110 - 1805 + Е 1100-1805 + Г00.
[Z1210] = - Д10 + Е 1210 - 1805 + Е 1200-1805 + Д00;
[Z1310] = - Е10 + Е 1310 - 1805 + Е 1300-1805 + Е00.
6.3 Розрахунок припусків
Визначимо мінімальні значення операційних припусків за формулами:
- На токарної чорновий операції 10:
Zimin = (Rz + h) i-1 + с.ш. (6.3)
де Rz i-1, h i-1 - висота нерівностей і дефектний шар, що утворилися на оброблюваній поверхні при попередній обробці (значення беруться з прил.4 [2]);
с.ш. - Зміщення штампа, що виникає на заготівельної операції;
- На інших операціях:
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.
Розрахуємо величини коливань операційних припусків, використовуючи формули:
де: xi - коефіцієнт впливу складеного ланки на замикаючу ланка;
n - число ланок у рівнянні припуску;
- коефіцієнт співвідношення між законом розподілу величини Аi і законом нормального розподілу.
Визначається за табл. 2.1, для ексцентриситетів = 0,127;
tD - коефіцієнт ризику, (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.
Визначимо максимальні значення операційних припусків за формулою:
[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.
Визначимо середні значення операційних припусків за формулою:
[Z1310] ср = 0,5 × (1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z1210] ср = 0,5 × (1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z1110] ср = 0,5 × (1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z1010] ср = 0,5 × (1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z810] ср = 0,5 × (1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z910] ср = 0,5 × (1,3 + 3,26) = 2,28 мм;
[Z1315] ср = 0,5 × (0,2 + 0,42) = 0,31 мм;
[Z1215] ср = 0,5 × (0,21 + 0,44) = 0,325 мм
[Z815] ср = 0,5 × (0,2 + 0,42) = 0,31 мм;
[Z915] ср = 0,5 × (0,21 + 0,44) = 0,325 мм;
[Z1230] ср = 0,5 × (0,09 + 0,275) = 0,1825 мм;
[Z1330] ср = 0,5 × (0,09 + 0,265) = 0,1775 мм;
[Z830] ср = 0,5 × (0,09 + 0,265) = 0,1775 мм.
[Z930] ср = 0,5 × (0,09 + 0,275) = 0,1825 мм;
[Z1235] ср = 0,5 × (0,056 + 0,197) = 0,1265 мм;
[Z835] ср = 0,5 × (0,056 + 0,197) = 0,1265 мм
3.4 Розрахунок операційних розмірів
Зробимо розрахунок значень операційних розмірів за способом середніх значень.
Знайдемо середні значення розмірів, відомих заздалегідь:
[А35] = 55
[Б30] = 65
[В10] = 75 ± 0,37 мм; [В10] ср = 75 мм;
[Г10] = 65 ± 0,37 мм; [Г10] ср = 65 мм;
[Д35] = 60
[Е30] = 55
Ч20 = 46 ± 0,31 мм; Ч20ср = 46 мм;
Щ20 = 55 ± 0,37 мм; Щ20ср = 55 мм;
Знайдені середні значення підставимо в рівняння операційних розмірів, вирішуючи ці рівняння, ми отримаємо середні значення операційних розмірів.
1) [Z1235] = - Д35 + Е 1235 - 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 + Е 930 - 1805 + Е 915-1805 + Б15;
Б15 = Б30 + [Z930] - Е 930 - 1805 - Е 915-1805;
Б15 = 65,035 + 0,1825 - 0,02 - 0,03 = 65,1675 мм;
4) [Z830] = - А30 + Е 830 - 1805 + 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 + Е 1330 - 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 + Е 1230 - 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 + Е 915 - 1805 + Е 910-1805 + Б10;
Б10 = Б15 + [Z915] - Е 915 - 1805 - Е 910-1805;
Б10 = 60,1675 + 0,325 - 0,03 - 0,04 = 60,4225 мм;
8) [Z815] = - А15 + Е 815 - 1805 + 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 + Е 1215 - 1805 + Е 1210-1805 + Д10;
Д10 = Д15 + [Z1215] - Е 1215 - 1805 - Е 1210-1805;
Д10 = 60,2445 + 0,325 - 0,03 - 0,04 = 60,4995 мм;
10) [Z1315] = - Е15 + Е 1315 - 1805 + Е 1310-1805 + Е10;
Е10 = Е15 + [Z1315] - Е 1315 - 1805 - Е 1310-1805;
Е10 = 55,1775 + 0,31 - 0,02 - 0,04 = 55,4275 мм;
11) [Z910] = - Б10 + Е 910 - 1805 + Е 900-1805 + Б00;
Б00 = Б10 + [Z910] - Е 910 - 1805 - Е 900-1805;
Б00 = 60,4225 + 2,28 - 0,04 - 0,02 = 62,6425;
12) [Z810] = - А10 + Е 810 - 1805 + Е 800-1805 + А00;
А00 = А10 + [Z810] - Е 810 - 1805 - Е 800-1805;
А00 = 55,5045 + 2,28 - 0,04 - 0,02 = 57,7245;
13) [Z1010] = - В10 + Е 1010 - 1805 + Е 1000-1805 + В00;
В00 = В10 + [Z1010] - Е 1010 - 1805 - Е 1000-1805;
В00 = 75 + 2,28 - 0,04 - 0,02 = 77,22;
14) [Z1110] = - Г10 + Е 1110 - 1805 + 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 + Е 1210 - 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 + Е 1310 - 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.
Складемо таблицю, в якій вкажемо значення операційних розмірів у радіальному напрямку:
Таблиця 3.1 Значення операційних розмірів у радіальному напрямку
| Символьне позначення | Мінімальний розмір, мм Amin = Aср-TA / 2 | Максимальний розмір, мм Amax = Aср + TA / 2 | Середній розмір, мм | Остаточна запис у необхідній формі, мм |
| 2А00 | 57,7245 | |||
| 2Б00 | 62,6425 | |||
| 2В00 | 77,22 | |||
| 2Г00 | 67,22 | |||
| 2Д00 | 62,7195 | |||
| 2Е00 | 57,6475 | |||
| 2А10 | 55,5045 | |||
| 2Б10 | 60,4225 | |||
| 2В10 | 75 | |||
| 2Г10 | 65 | |||
| 2Д10 | 60,4995 | |||
| 2Е10 | 55,4275 | |||
| 2А15 | 55,2545 | |||
| 2Б15 | 65,1675 | |||
| 2Д15 | 60,2445 | |||
| 2Е15 | 55,1775 | |||
| 2А30 | 55,112 | |||
| 2Б30 | 65,035 | |||
| 2Д30 | 60,112 | |||
| 2Е30 | 55,035 | |||
| 2А35 | 55,0115 | |||
| 2Д35 | 60,0115 |
7. ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ РОЗРАХУНКІВ ОПЕРАЦІЙНИХ діаметральні розміри
7.1 Визначення операційних діаметральні розмірів розрахунково-аналітичним методом (методом Кована)
Розрахунково-аналітичним методом визначимо припуски на поверхню 3 Æ54H7 (+0,02), що є найбільш точною.
Якість поверхні після штампування за прил.4 [3]:
Rz = 160 мкм, h = 300 мкм.
Якість поверхні після механічної обробки за даними прил.4 [3] наступні:
1. Розточування чорнове Rz = 50 мкм, h = 120 мкм;
2. Розточування чистове Rz = 10 мкм, h = 50 мкм;
3. Шліфування чорнове Rz = 10 мкм, h = 40 мкм;
4. Шліфування чорнове Rz = 5 мкм, h = 20 мкм
Сумарне просторове відхилення будемо визначати за формулою
де
Di-1 - сумарна просторове відхилення на заготівельної операції (ексцентричність отвори);
- Після штампування D = 1,5 мм;
- Після розточування чорнового D = 0,06 × 1,5 = 0,09 мм;
- Після розточування чистового D = 0,04 × 1,5 = 0,06 мм;- Після шліфування чорнового D = 0,06 × 1,5 = 0,09 мм;
- Після шліфування чистового D = 0,04 × 1,5 = 0,06 мм
Визначимо значення мінімального припуску 2Zmin після кожної операції за формулою:
де Rzi-1, hi-1 - висота нерівностей і дефектний шар, що утворилися на оброблюваній поверхні при попередній обробці;
Di-1 - сумарне значення просторових відхилень з попередньої операції;
ei - похибка установки (визначаємо за табл.1.13 [4] для закріплення в 3 к. патроні);
При розрахунку припуску на операції 35-1 внутрішліфувальних значення hi-1 = 0
Визначаємо граничні розміри для кожного переходу за формулами:
2Аi-1 max = 2Аi max - 2Zi min, мм (4.3)
2Аi-1 min = 2Аi-1 max - T2Аi-1, мм (4.4)
2Е35-2 min = 54 мм;
2Е35-2 max = 54,02 мм;
2Е35-1 max = 2Е35-2 max -
2Е35-1 min = 2Е35-1 max - T2Е35-1 = 53,62 - 0,12 = 53,5 мм;
2Е15max = 2Е35-1 max -
2Е15 min = 2Е15max - T2Е15 = 53,332 - 0,05 = 53,282 мм;
2Е05max = 2Е15max -
2Е05 min = 2Е05max - T2Е05 = 52,724 - 0,19 = 52,534 мм;
2Е00max = 2Е05max -
2Е00 min = 2Е00max - T2Е00 = 48,704 - 2,5 = 46,204 мм;
Визначимо граничні значення припусків за формулою:
Зобразимо на рис.4.1 схему розташування операційних розмірів, допусків і припусків.
Таблиця 4.1 Розрахунок припусків на обробку діаметра 2А (пов. 8 Æ55k (+2 +0,21))
| Технологічними переходи | Елементи припуску, мкм | Розрахунковий припуск 2Zmin, мм | Допуск TD, мм | Граничні розміри заготівлі | Граничні припуски, мм | ||||
| Rz | h | DS | Dmax | Dmin | 2Zmax | 2Zmin | |||
| Штампування | 100 | 200 | 800 | - | 3,6 | 63,4 | 59,8 | - | - |
| Розточування чорнове | 80 | 100 | 48 | 2,2 | 0,3 | 56,11 | 55,81 | 7 | 3,99 |
| Розточування чистове | 30 | 40 | 32 | 0,456 | 0,074 | 55,428 | 55,354 | 0,682 | 0,456 |
| Шліфування чорнове | 20 | 30 | 24 | 0,204 | 0,046 | 55,196 | 55,15 | 0,232 | 0,204 |
| Шліфування чистове | 5 | 15 | 16 | 0,148 | 0,019 | 55,021 | 55,002 | 0,175 | 0,148 |
Для порівняння необхідно зіставити результати розрахунків операційних розмірів, операційних і загальних мінімальних, максимальних, номінальних припусків.
Загальні припуски визначаються за формулами:
Zоmin = S Zmin (4.6)
Zоmax = S Zmax (4.7)
Zоmin = 0,148 +0,204 +0,456 +3,99 = 4,798 мм,
Zоmax = 0,175 +0,232 +0,682 +7 = 8,089 мм.
Загальний номінальний припуск для отвори:
Zоном = Dномдет - Dномзаг (4.8)
Zоном = 59,8-55,002 = 4,798 мм.
де Dномзаг, Dномдет - номінальні діаметри заготовки і деталі відповідно.
Результати розрахунків припусків приведемо в табл. 4.2.
Дані щодо їх зміни:
DZо = (ZоОЦ - ZоРА) × 100% / ZоРА, (4.9)
де ZоОЦ, ZоРА - значення загальних припусків, певні методами вирішення розмірних ланцюгів і розрахунково-аналітичним відповідно.
Таблиця 4.2 Порівняння загальних припусків
Метод розрахунку | Zоmin | Zоmax | Zоном |
| Розрахунково-аналітичний | 4,798 | 8,089 | 4,798 |
| Розрахунок розмірних ланцюгів | 1,646 | 4,152 | 2,713 |
D Zоmax = (4,152 - 8,089) × 100% / 8,089 = - 48,67%;
D Zоном = (2,713 - 4,798) × 100% / 4,798 = -43,46%.
Висновок: метод операційних розмірних ланцюгів дозволяє істотно зменшити припуски на обробку, а, отже, збільшити коефіцієнт використання матеріалу і здешевити виготовлення деталі.