Курсовой проект - Технологический процесс и изготовление детали вал - файл n1.docx

приобрести
Курсовой проект - Технологический процесс и изготовление детали вал
скачать (408.4 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx409kb.05.06.2012 06:53скачать

n1.docx



АННОТАЦИЯ
Технологический процесс изготовления детали. -

Челябинск: ЮУрГУ.АК.2009 г.

с., ил., листа чертежей.

В качестве объекта для разработки технологического процесса задана деталь – вал.

В работе выполняется анализ функционального назначения детали, анализ технологичности детали, обосновывается требования к точности размеров, формы, взаимного расположения и шероховатости ее поверхностей, проектируется технологический процесс изготовления детали и выполняется размерный анализ проектируемого технологического процесса.

Данная работа включает в себя такие дисциплины как: ВСТИ, материаловедение, технология машиностроения. Она позволяет закрепить знания по дисциплинам, необходимым инженеру - конструктору.

Изготовление детали в данном проекте приближено к реальным условиям производства: разработка наиболее экономичного технологического процесса, что пригодится в дальнейшем на практике.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1.Функциональное назначение и технические характеристики детали

1.1. Назначение и характеристика изделия (узла) 6

1.2 Функциональное назначение детали и её отдельных поверхностей 7

1.3. Условия функционирования детали 8

1.4. Анализ технологичности детали 8

1.5. Обоснование выбора к точности размеров, формы, взаимного

расположения и шероховатости поверхностей детали 9

2.Проектирование технологического процесса изготовления детали

2.1. Преобразование чертежа детали и построение схем конструкторских размерных связей 10

2.2. Выбор способа получения заготовки и разработка её формы 12

2.3. Выбор методов обработки и последовательностей технологических переходов для обработки отдельных поверхностей детали 13

2.4. Разработка маршрутной технологии 14

2.5. Расчёт минимально необходимого и выбор максимального припуска 15

2.6. Разработка операционной технологии 16

3.Размерный анализ проектируемого технологического процесса

3.1. Построение схем конструкторско-технологических размерных связей 18

3.2. Запись маршрутов и уравнений размерных цепей 21

3.3. Определение порядка решения уравнений 23

3.4. Расчет размерных цепей вручную методом максимума-минимума без округления в направлении L 24

3.5. Определение операционных размеров на ЭВМ методом максимума-минимума без округления в направлении L 32

3.6. Сравнение результатов ручного расчёта и расчёта на ЭВМ методом максимума-минимума без округления в направлении L 33

3.7. Расчет размерных цепей в направлении L на ЭВМ вероятностным методом с округлением 33

3.8. Сравнение результатов расчёта на ЭВМ полученных методами максимума-минимума без округления и вероятностным методом с округлением в направлении L 34

3.9. Расчет размерных цепей в направлении R на ЭВМ вероятностным методом с округлением 35

Заключение

Литература

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

Приложение 7

Приложение 8

Введение

Курсовой проект по дисциплине технология машиностроения направлен на получения практических знаний в разработке технологического процесса изготовления детали.

В процессе выполнения курсового проекта студент знакомится с видами производства: мелкосерийное, серийное и массовое. В зависимости от выбранного вида производства и сплава, из которого сделана деталь, подбирается способ изготовления заготовки. Затем назначаются метод обработки каждой поверхности, число переходов, станки, на которых делается определенная обработка, и инструмент. После разработки технологического процесса проводится размерный анализ.

Размерный анализ позволяет решить следующие задачи:

  1. установить научно обоснованные операционные размеры и технические требования на всех операциях технологического процесса, что позволит спроектировать технологический процесс, при внедрении которого потребуются минимальные его корректировки.

  2. Установить при проектировании потребный размер заготовки с минимально необходимыми припусками, чем обеспечивается минимальный расход металла

  3. Обеспечить проектирование технологического процесса, в котором будет минимально необходимое число технологических операций (или переходов).

Размерный анализ это трудоемкая работа, но эти трудности в стадии проектирования, многократно окупаются при внедрении процесса в производство, позволяя добиться высокого качества продукции, и сократить затраты металла при изготовлении, вследствие этого и себестоимость продукции. Все эти преимущества делают продукцию конкурентно способной на мировом рынке, а это является главной целью производителей.

1 Функциональное назначение и тенические характеристики детали
1.1 Назначение и характеристика изделия (узла)

Редуктор предназначен для передачи мощности от электродвигателя к исполнительному органу с увеличением вращающего момента и уменьшением угловой скорости. Достоинствами является простота и надежность конструкции, высокий КПД. К недостаткам можно отнести малые передаточные отношения, однако эта проблема решается использованием многоступенчатых редукторов.

Основные характеристики редуктора:

Принцип действия редуктора:

Крутящий момент передается от двигателя через муфту на быстроходный вал-шестерню 3 редуктора. Далее через шпонку 41 к зубчатому колесу 10 момент передается на промежуточный вал-шестерню 4, затем на зубчатое колесо 11, напрессованное на быстроходный вал 5.

В качестве объекта для разработки технологического процесса задана деталь вал быстроходный 5.
1.2 Функциональное назначение детали

Быстроходный вал редуктора служит для передачи крутящего момента на исполнительный механизм.

Внешняя поверхность вала Ш70р6 используется для базирования вала относительно внутренней поверхности зубчатого колеса 11. Эта база является основной конструкторской базой. При сборке вала с колесом поверхность Ш70р6 сопрягается с поверхностью Ш70Н7 и обеспечивает требуемое расположение поверхности шестерни при зацеплении с валом-шестерней 4.

Поверхность вала Ш60k6 используется для базирования вала относительно внутренней поверхности подшипника 32.

Торцовая поверхность вала со стороны шпонки 42 контактирует с поверхностью шайбы 15, следовательно, эту поверхность можно считать основной конструкторской базой, а торцовую поверхность с другой стороны вала – свободной поверхностью.

Для фиксации рабочего органа на валу предусмотрено резьбовое соединение М8х25Н6/h6. Резьба на валу является исполнительной поверхностью.



Номинальный диаметр резьбы d

Шаг Р

d=D

d2=D2

d1=D1

d3

8 мм

1 мм

8 мм

7,350 мм

6,917 мм

6,673 мм

d - наружный диаметр наружной резьбы (болта);

D - наружный диаметр внутренней резьбы (гайки);

d2 -средний диаметр болта;

D2 - средний диаметр гайки;

d1 -внутренний диаметр болта;

D1 -внутренний диаметр гайки;

d3 - внутренний диаметр болта по дну впадины;

Р - шаг резьбы

Отверстие Ш5Н9 в торце вала также служит для фиксации (с помощью штифта 44) рабочего органа на валу и не позволяет ему прокручиваться.

Поверхность Ш80h11 свободная.
1.3 Условия функционирования детали

Рассматриваемая деталь вал работает под действием знакопостоянных динамических нагрузок при высоких угловых скоростях. Температурный режим характеризуется диапазоном от +20єС до +50єС, так как редуктор, составной частью которого является рассматриваемая деталь, устанавливается на приводе, находящемся в цехе.
1.4 Анализ технологичности детали

Вал изготавливают из стали 45. Сталь 45 подвергается нормализации, улучшению и поверхностной термической обработке. В производстве валов сталь 45 считается лучшим исходным материалом.

Сталь 45 содержит 0,45% углерода.

Повышенная прочность стали 45 достигается с помощью различных приемов термической обработки. Например, к стали 45 применяют двойную термообработку с высоко температурным отпуском, в результате чего обеспечивается ее стойкость к водородному растеканию.

Еще одним методом повышения прочности стали 45, считается азотирование поверхностного слоя, то есть легирование стали 45 азотом.

Крайней точкой сохранения прочности стали 45 является температура 200 градусов, при нагревании изделия из стали 45 выше этого показателя оно теряет прочность. Поэтому чаще она применяется для производства неответственного режущего инструмента.

Химический состав стали 45

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Cu

As

0.42-0.5

0.17-0.37

0.5-0.8

до 0.25

до 0.04

до 0.035

до 0.25

до 0.25

до 0.08

Технологические свойства стали 45

Свариваемость

трудносвариваемая

Флокеночувствительность

малочувствительна

Склонность к отпускной хрупкости

не склонна

Таким образом, выбранный материал для изготовления вала отвечает требованиям технологичности, то есть обеспечивает его эксплуатационные свойства, позволяет использовать рациональную заготовку, обладает хорошей обрабатываемостью на операциях механической обработки, является недорогим и недефицитным материалом.

Форма вала не очень сложна, все поверхности доступны для механической обработки. Требования шероховатости могут быть обеспечены обычными методами обработки. Таким образом, конструкцию вала следует признать технологичной.
1.5 Обоснование выбора к точности размеров, формы, взаимного расположения и шероховатости поверхностей детали

Свойства детали характеризуются различными параметрами: геометрическими, прочностными, параметрами надежности, параметрами шероховатости поверхностей и т. п.

Под геометрическими параметрами в технологии машиностроения обычно понимают значения таких физических величин как длина, ширина, высота, диаметр элементов детали, расстояние между элементами. К геометрическим параметрам также относят допуски размеров, формы, расположения поверхностей и др.

Шероховатость поверхностей регламентируется в зависимости от их назначения, а также от квалитета точности [1, с.346]. Шероховатость Ra=1,25мкм имеют наиболее точные поверхности: , т.к. на данные поверхности устанавливаются конические подшипники качения. Этим же объясняются высокие требования к точности размеров поверхностей, которые заданы по шестому квалитету; вал и подшипники образуют посадку с натягом.

Высоки требования к соосности внутренней поверхности зубчатого колеса и поверхности вала Ш70р6. Высокие требования взаимного расположения осей рассматриваемых поверхностей вращения обеспечивают качественное зацепление зубьев вала-шестерни и зубчатого колеса качающего узла.

2 Проектирование технологического процесса изготовления детали
2.1 Преобразование чертежа детали и построение схем конструкторских размерных связей

Преобразование чертежа детали выполняют с целью определения направлений кодирования информации и проверки корректности задания конструкторских размерных связей на рабочем чертеже детали. Преобразованный чертёж детали приведён в приложении 3.

Направление кодирования обозначается заглавными буквами латинского алфавита. При кодировании размерной информации у деталей типа тел вращения выбирают в основном два направления L и R, которые впоследствии будут являться направлениями размерного анализа. Направление кодирования обозначают короткой стрелкой и соответствующей буквой. Направление стрелки указывает, как расположена линия относительно плоскостей проекции чертежа, на которую производится проецирование геометрических элементов с образованием координатных точек. В направлении, указанном стрелкой, приводится нумерация координатных точек, получаемых на линии проекций. Номера координатных точек (поверхностей детали) на чертеже записывают на полочке выносной линии. В направлении L вертикально, в направлении R горизонтально. Номера координатных точек в направлении R присваивают от периферии к центру. В данном направлении поверхности нумеруются только до главной оси вращения. Осям симметрии отдельные номера не присваивают, я получают по формуле:

,

где ni – номер образующей поверхности.

На преобразованном чертеже детали приводят так же схему конструкторских размерных связей. В верхней части проводится линия, указывающая направление координирования, в котором будет производиться размерный анализ, на ней же в соответствии с направлением анализа проставляются номера координатных точек (НКТ). Шаг между НКТ для удобства принимают одинаковым. Вертикальные линии соответствуют выносным линиям чертежа детали, которые необходимы для нанесения линейных или диаметральных размеров.

В нижней части схемы (сверху вниз) стрелками из двух тонких линий указывается базовая поверхность и направление оценки корректности. На вертикальной линии принимающейся за базовую ставится значок базы. Ниже указываются коды координатных точек (ККТ). Преобразование НКТ в ККТ для линейных НКТ производится по формуле:

,

где n – номер координатной точки.

Осям симметрии отдельные номера не присваивают, а их коды получают по формуле:

,

где Кi – код образующей поверхности.

Справа от схемы приводят кодированные данные о размерных связях. Для каждой размерной связи указывают группу, коды границ слева направо и размерную информацию. Согласно принятой классификации [3, стр.19], размеры, нанесённые на рабочем чертеже детали, относят к группе 9.

Простановка размерных связей считается корректной, если выполнены два условия.

1. Количество размерных связей в выбранном направлении кодирования меньше чем количество НКТ в этом направлении на 1.

Для рассматриваемого случая в направлении L количество НКТ равно 10, а количество размерных связей 9 – условие выполняется.

Для рассматриваемого случая в направлении R количество НКТ равно 12, а количество размерных связей 11 – условие выполняется.

2. Каждая координатная точка в выбранном направлении кодирования «привязана» единственной размерной цепью к одной из координатных точек, принятой в качестве базы.

Проверка данного условия приведена для обоих направлений в приложении 3.

За базовую КТ принимают точку к которой больше всего «привязано» размерных связей.
2.2 Выбор способа получения заготовки и разработка её формы

Горячая объемная штамповка — это вид обработки металлов давлением, при которой формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента — штампа. Течение металла ограничивается поверхностями полостей (а также выступов), изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость (ручей) по конфигурации поковки. В качестве заготовок для горячей штамповки применяют прокат круглого сечения. При этом прутки разрезают на отдельные (мерные) заготовки, хотя иногда штампуют из прутка с последующим отделением поковки непосредственно на штамповочной машине. Мерные заготовки отрезают от прутка различными способами: на кривошипных пресс-ножницах, механическими пилами, газовой резкой и т. д. При горячей объемной штамповке пластическое деформирование заготовки существенно облегчается ее нагревом, однако возникает риск появления трещин в материале заготовки при неравномерной по объему полости теплопередаче к материалу штампа.

Прокат стальной горячекатаный круглый ГОСТ 2590-88 высокой точности диаметра мм.
2.3 Выбор методов обработки и последовательностей технологических переходов для обработки отдельных поверхностей детали

Методы обработки и последовательности технологических переходов для обработки отдельных поверхностей детали приведены в таблицах 2.1 и 2.2.
Таблица .1

Маршруты обработки отдельных поверхностей в направление L


Код поверхности

Наименование поверхности

Параметр шероховатости

Маршрут обработки

29, 99

Фаска

Ra 20

Точение

19, 109

Плоскость

Ra 20

Фрезерование торцовое предварительное,

Фрезерование торцовое чистовое

39, 49, 59, 69

Плоскость

Ra 20

Точение торцовое чистовое



Таблица 2.2

Маршруты обработки отдельных поверхностей в направление R


Код поверх-ности

Наименование поверхности

Размер

Параметр шерохова-тости

Маршрут обработки

39, 49

Наружная цилиндрическая



Ra 1,25

Точение черновое,

Точение чистовое

Шлифование предварительное

29, 19, 59

Наружная цилиндрическая


Ra 2,5

Точение чистовое,

Шлифование предварительное


69

Внутренняя цилиндрическая




Ra 20

Сверление

79

Резьба М8х25-h6




Ra 2,5

Резьбонарезание


2.4 Разработка маршрутной технологии

Разработка маршрута технологического процесса является наиболее ответственным этапом проектирования. Маршрут представляет собой последовательность технологических операций, скомпонованных с учетом маршрутов обработки отдельных поверхностей. Каждой операции присваивают номер в виде трехзначного целого числа, кратного 5. Если в качестве исходной заготовки используется штучная заготовка в виде отливки или штамповки, то заготовительной операции присваивают номер 000 и название «Заготовительная». Если в качестве исходной заготовки используется сортовой или трубный прокат, то первой операция присваивают номер 005 и название, соответствующее названию применяемого на данной операции оборудования. При формировании маршрута производят выбор оборудования и средств технологического оснащения, обеспечивают оптимальный для данных условий уровень концентрации технологических переходов, принимают технологические решения в соответствии с известными принципами проектирования технологических процессов. Полученный маршрут записывают в стандартные бланки маршрутных карт или оформляют в виде таблицы.

Маршрут разрабатываемого технологического процесса представлен в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Маршрут технологического процесса


Номер операции

Наименование операции

Модель оборудования

005

Ленточно-отрезная

S-12T

010

Токарная с ЧПУ

16А20Ф3С32, УЧПУ 2Р22

015

Токарная с ЧПУ

16А20Ф3С32, УЧПУ 2Р22

020

Сверлильная

2С125

025

Фрезерная

6К11

030

Шлифовальная

3У10МС


2.5. Расчёт минимально необходимого и выбор максимального припуска

Замыкающие звенья-припуски при решении проверочных задач (обычно при размерном анализе действующего технологического процесса) относят к группе 1, а при решении проектных задач (обычно при размерном анализе проектируемого технологического процесса)- к группе 2. Замыкающие звенья-припуски не контролируют при выполнении переходов, а контролируют выполняемые при этом операционные размеры. Если припуск является выполняемым операционным размером, то в размерных цепях он будет составляющим звеном, и его относят группе 7. Числовые значения припусков необходимо регламентировать.

Наименьший размер припуска называют минимально-необходимым припуском zmin и назначают его из условия обеспечения качества обработанной поверхности. Если необходимо удалить только микронеровности обрабатываемой поверхности, величина которых определяется параметрами шероховатости Ra или Rz, то минимально-необходимый припуск вычисляют по формулам:





Если обрабатываемая поверхность имеет дефектный слой глубиной h и его необходимо удалить при выполнении данного перехода, то минимально-необходимый припуск вычисляют по формулам:





При обработке поверхностей вращения величину zmin «на сторону» или на радиус определяют по приведенным формулам.

Числовые значения параметров шероховатости и глубины дефектного слоя назначаем по [3, с.102-122]. Наибольший размер припуска называют максимально-допустимым zmax и назначают его из условия обеспечения прочности инструмента, прочности и мощности приводов подач станка, допустимых деформаций упругой технологической системы и других ограничивающих факторов.

Вычислим минимальные припуски для всех замыкающих звеньев по формуле 1 и назначим максимальные для обоих направлений.

(1)

где i – номер операции в технологическом процессе.

Полученные данные занесём в таблицы. Для направления L таблица 2.4. Для направления R таблица 2.5.
Таблица 2.4

Минимальные и максимальные значения припусков в направлении L


ККТ

Ra i-1, мкм

h i-1, мкм

zmin i , мкм

zmax i , мкм

90=91

20

100

0.18

5

71=70

20

100

0.18

5

30=31

20

100

0.18

5

72=71

2.5

30

0.04

1.5

31=32

2.5

30

0.04

1.5



Таблица 2.5

Минимальные и максимальные значения припусков в направлении R


ККТ

Ra i-1, мкм

h i-1, мкм

zmin i , мкм

zmax i , мкм

71=70

20

100

0.18

5

71=72

2.5

30

0.04

1.5

20=21

20

100

0,18

5

21=22

2.5

30

0.04

1.5


2.6. Разработка операционной технологии

При проектировании отдельной операции выбирают схему базирования и закрепления заготовки, выбирают схему простановки операционных размеров и технических требований, выбирают параметры шероховатости, формируют технологические переходы, выбирают режущий инструмент и разрабатывают траектории его движения, выбирают мерительный инструмент, выполняют, расчеты режимов резания и техническое нормирование. В данной работе оформляются схемы технологического процесса (приложение 4). Схемы располагают в порядке следования технологических операций и переходов на каждой операции. Для каждой операции строится несколько схем с целью исключения наложения переходов при обработке одной и той же поверхности.

На каждой схеме изображают обрабатываемую заготовку в том виде, который она приобретает после выполнения данной операции и в таком положении, в каком ее видит оператор станка, указывают обозначения установочных и зажимных элементов приспособлений, обозначают обработанные поверхности жирными линиями или линиями красного цвета, проставляют выполняемые на данной операции размеры, указывают допустимые отклонения формы и расположения поверхностей, указывают параметры шероховатости, изображают упрощенные эскизы режущих инструментов и траектории их движения, указывают направления кодирования и коды базовых и обработанных поверхностей. Для операций, выполняемых на станках с ЧПУ, изображают направления координатных осей в виде двойных линий со стрелками, соответствующих направлениям координатных осей станка (СКС), инструмента (СКИ), детали (СКД), условное обозначение начала СКД, а также условные обозначения момента включения и остановки шпинделя на траектории соответствующего инструмента.

Каждый инструмент в пределах одной операции обозначают буквенно-цифровым кодом T l, T 2, и т.д. Начало траектории движения каждого инструмента привязано к формообразующему элементу этого инструмента. Каждую опорную точку траектории изображают в виде кружка с буквенно-цифровым кодом, содержащим код инструмента и порядковый номер точки, начиная с номера 0. Некоторые, наиболее важные опорные точки повторяют непосредственно на обработанной поверхности.

Коды базовых и обработанных поверхностей указывают в специальных рамках прямоугольной формы. Код базовой поверхностей записывают в рамке с вырезом и дополнительно указывают количество связываемых этой базой степеней свободы.

Если обработка происходит со снятием слоя припуска, то в рамке записывают коды обрабатываемой и обработанной поверхностей. Эти коды разделяют символом замыкающего звена: ? если припуск является замыкающим звеном при решении проверочных задач; = – если припуск является замыкающим звеном при решении проектных задач. Расположение кодов обработанной и обрабатываемой поверхностей в рамке должно соответствовать их реальному взаимному положению.

На поле схемы можно помещать кодированные данные о размерных связях по всем направлениям кодирования. Группу размерной связи назначают в соответствии с [3, стр.19]. Коды границ размерной связи записываются в направление кодирования, указанном стрелкой.
3.Размерный анализ проектируемого технологического процесса

3.1. Построение схем конструкторско-технологических размерных связей

Размерный анализ выполняют отдельно по каждому направлению кодирования. Для детали – полупоршень гидроцилиндра принято два направления - L (продольное направление) и R (радиальное направление). По каждому направлению кодирования построена отдельная схема конструкторско-технологических размерных связей (приложение 5). На схему нанесены все размерные связи, возникающие по ходу технологического процесса, начиная от заготовки и оканчивая готовой деталью. Слева от схемы указаны номера операций, а справа записаны кодированные данные по каждой размерной связи. Схемы позволяют записать маршруты и уравнения размерных цепей, а также наметить направления совершенствования технологического процесса.

Построение схемы конструкторско-технологических размерных связей начинают так же, как построение схемы конструкторских размерных связей. В верхней части схемы проводят линию L со стрелкой, указывающей направление кодирования. На линию через равные промежутки наносят штрихи, соответствующие координатным точкам, а над линией записывают номера этих точек. В отдельных случаях в технологическом процессе могут возникать геометрические элементы, которые на последующих операциях исчезают. Для обозначения таких геометрических элементов используют технологические координатные точки, которым присваивают номера из диапазонов 70-79 или 700-799. Цифра 7 является признаком того, что координатная точка является технологической. Эта координатные точки наносят на линию вместе с конструкторскими координатными точками с учетом их взаимного расположения.

Под линией размещают схему размерных связей заготовки. Имеющиеся у заготовки координатные точки изображают в виде больших точек, над которыми указаны коды. Код каждой координатной точки заготовки оканчивается на 0.

Далее для построения схемы используют информацию с кодированных схем технологического процесса (см. приложение 4). В начале каждой очередной операции вертикальную линию, соответствующую технологической базе, помечают специальным символом. Если на очередном переходе механической обработки появляется новый геометрический элемент, то соответствующей ему координатной точке присваивают код, оканчивающийся на 1. При этом считают, что обработка происходит со снятием слоя напуска. Если на очередном технологическом переходе обрабатывается имеющаяся ранее поверхность, координатной точке которой ранее присвоен код, то считают, что обработка происходит со снятием слоя припуска. На вертикальной линии, соответствующей обрабатываемой поверхности, ставят символ х, который показывает, что данная поверхность исчезла. Вместо нее появляется обработанная поверхность. Соответствующую ей координатную точку смещают относительно вертикальной линии влево или вправо, с учетом направления смещения обработанной поверхности относительно обрабатываемой. Связь между этими поверхностями обозначают одним из следующих символов: + - если припуск является составляющим звеном; ? - если припуск является замыкающим звеном при решении проверочных задач; = - если припуск является замыкающим звеном при решении проектных задач. Координатную точку, соответствующую обработанной поверхности, привязывают размером к одной из имеющихся на схеме координатных точек - к технологической, настроечной или измерительной базе. Если на очередной операции обрабатывается несколько поверхностей, то рекомендуется начинать построение размерных связей с обработки той поверхности, которая связана размером с технологической базой. Вначале связи между координатными точками изображают в виде тонких размерных линий.

После нанесения на схему всех размерных связей технологического процесса на каждой вертикальной линии помещают символ *, вертикальные линии продляют вниз и тонкими линиями наносят конструкторские размерные связи. Схему размерных связей завершают изображениями координатных точек с указанием конструкторских кодов.

Далее проверяют, какие конструкторские размеры выполнены непосредственно, а какие - косвенно, то есть являются замыкающими звеньями. Для этого очередной конструкторский размер условно переносят в технологическую часть схемы и, поднимаясь вверх по вертикальным линиям его границ, проверяют, проставлен ли такой размер после окончательной обработки той из его границ, которая обработана последней. Если размер проставлен, то размерные линии, соответствующие этому операционному размеру и проверяемому конструкторскому размеру, изображают жирными линиями и считают, что конструкторский размер выполнен непосредственно. Если размер не проставлен или проставлен до окончательной обработки границ, то размерную линию, соответствующую этому конструкторскому размеру, изображают двойной линией, а сам конструкторский размер считают замыкающим звеном.

После построения схемы часть операционных размеров и размеров заготовки изображены тонкими линиями, а часть - жирными. Тонкие линии соответствуют размерным связям группы 6 с неизвестными номинальными значениями, а жирные линии - размерным связям группы 8. Однако тонкие линии могут соответствовать и размерным связям группы 7.

Далее построенную схему размерных связей проверяют на корректность.

1. Количество размерных связей заготовки должно быть на 1 меньше, чем количество ее координатных точек, т.е. : .

2. Каждая вновь появляющаяся на операциях механической обработки координатная точка должна быть привязана единственной размерной связью к одной из имеющихся координатных точек.

3. При размерном анализе проектируемого технологического процесса количество размерных связей группы 6 должно быть равно суммарному количеству замыкающих звеньев-припусков и замыкающих звеньев -конструкторских размеров, т.е. ; L: ; R: .

Построение схемы конструкторско-технологических размерных связей в направлении R осуществляется по тем же принципам, что и в направлении L.

При записи кодированных данных о технологических размерных связях размеры соосностей, относят к группе 7, так как их номинальные размеры считают известными, равными нулю.

3.2. Запись маршрутов и уравнений размерных цепей

Размерный анализ вручную методом максимума минимума без округления будет проводиться для направления L.

При размерном анализе технологических процессов составляют уравнения для каждого замыкающего звена, используя разные формы записи: в виде маршрутов, в виде уравнений в числовых кодах, в виде уравнений в буквенных символах.

В соответствии с методическими указаниями целесообразно, чтобы каждая размерная цепь обозначалась прописной буквой русского алфавита А, Б, В и т.д. При наличии схем размерных связей технологического процесса буквенные обозначения в алфавитном порядке рекомендуется присваивать каждому замыкающему звену, начиная с первого при следовании сверху вниз по схеме.

Уравнения в числовых кодах имеют вид:

Уравнения в числовых кодах используют при автоматизированных расчетах размерных цепей на ЭВМ.

При записи уравнений в буквенных символах каждое звено размерной цепи обозначают соответствующей буквой с индексом. Замыкающее звено имеет индекс 0, составляющие звенья - 1, 2, 3 и т.д. Соответствующие уравнения в буквенных символах будут иметь вид:


Уравнения в буквенных символах удобно использовать при ручном расчете размерных цепей.

3.3. Определение порядка решения уравнений

При размерном анализе проектируемого технологического процесса количество уравнений, используемых для решения проектных задач, должно равняться количеству звеньев с неизвестными номинальными размерами. В большинстве случаев среди совокупности этих уравнений встречается одно или несколько уравнений, содержащих только по одному звену с неизвестным номинальным размером. Начинать решение рекомендуется с последнего из этих уравнений. Найденное значение номинального размера после округления (если округление предусмотрено) подставляют в другие уравнения, в которые входит данный размер. После этого вновь находят последнее по списку уравнение с одним неизвестным, решают его, находят неизвестное значение номинального размера определяемого звена, подставляют его в другие уравнения и повторяют это процесс до тех пор, пока не будут решены все уравнения.

Для удобства определения порядка решения уравнений используют запись маршрутов, указывая арабскими цифрами, заключенными в скобки, установленный порядок решения уравнений, а прописными буквами обозначая цепь, при решении которой найден номинальный размер определяемого звена. Список маршрутов после определения порядка решения уравнений имеет вид:

3.4. Расчет размерных цепей вручную методом максимума-минимума без округления в направлении L

Расчёт размерных цепей вручную методом максимума-минимума без округления в направлении L будет производиться по алгоритму [3, стр. 67].

Цепь Б:

10=11↛91↚10=;

;

– припуск;

;

1. ;

2.1 ;

3. ;

4. ;

5.----;

6.----;

7.----;

8. ;

9. ;

10. ;

11. ;

12. ;

13. ;

14. ;

15.

16.



Цепь А:

91=90?10?91= ;

;

– припуск;

;

1. ;

2.1 ;

3. ;

4. ;

5.----;

6.----;

7.----;

8. ;

9. ;

10. ;

11. ;

12. ;

13. ;

14. ;

15.

16.

.
Цепь В:

41=40?10?91?11?41=;

;

– припуск;

;

1. ;

2.1 ;

3. ;

4. ;

5.----;

6.----;

7.----;

8. ;

9. ;

10. ;

11. ;

12. ;

13. ;

14. ;

15.

16.

.
Цепь Е:

32=31?11?32=;

;

– припуск;

;

1. ;

2.1 ;

3. ;

4. ;

5.----;

6.----;

7.----;

8. ;

9. ;

10. ;

11. ;

12. ;

13. ;

14. ;

15.

16.

.
Цепь Г:

31=30?10?91?11?31=;

;

– припуск;

;

1. ;

2.1 ;

3. ;

4. ;

5.----;

6.----;

7.----;

8. ;

9. ;

10. ;

11. ;

12. ;

13. ;

14. ;

15.

16.

.
Цепь Д:

72=71?91?72=;

;

– припуск;

;

1. ;

2.1 ;

3. ;

4. ;

5.----;

6.----;

7.----;

8. ;

9. ;

10. ;

11. ;

12. ;

13. ;

14. ;

15.

16.

.
Цепь Ж:

52=51?11?52=;

;

– припуск;

;

1. ;

2.1 ;

3. ;

4. ;

5.----;

6.----;

7.----;

8. ;

9. ;

10. ;

11. ;

12. ;

13. ;

14. ;

15.

16.

.
Цепь З:

61=62?52?11?51?61=;

;

– припуск;

;

1. ;

2.1 ;

3. ;

4. ;

5.----;

6.----;

7.----;

8. ;

9. ;

10. ;

11. ;

12. ;

13. ;

14. ;

15.

16.

.
Полученные допуски, поля рассеяния, а так же запасы замыкающих звеньев сведём в таблицу 3.1.
Таблица 3.1

Поля допусков и рассеяния, запасы замыкающих звеньев

Замыкающее звено

T0



V0

Символ

Группа

Коды границ

А0

2

91=90

4,82

0,8

4,02

Б0

2

10=11

1,46

0,6

1,75

В0

2

41=40

4,82

1,1

3,72

Г0

2

32=31

1,46

0,6

0,86

Д0

2

31=30

4,82

1,4

3,42

Е0

2

72=71

1,46

0,3

1,16

Ж0

2

52=51

1,46

0,6

0,86

З0

2

61=62

1,46

0,822

0,638


В виду отсутствия дефицитов можно сделать вывод: технологический процесс о б е с п е ч и в а е т выполнение в с е х размеров и отклонений расположения поверхностей, заданных конструктором.

3.5. Определение операционных размеров на ЭВМ методом максимума-минимума без округления в направлении L

Общие условия расчета:

Расчет всех размерных цепей выполняется методом максимума-минимума;

код округления 991;

коэффициенты, регламентирующие допустимые величины дефицитов:

- в долях д о п у с к а замыкающего звена 000;

- в долях исходного значения замыкающего звена 000;

вид анализируемого объекта: технологический процесс.

Вывод программы:

Технологический процесс о б е с п е ч и в а е т выполнение в с е х размеров и отклонений расположения поверхностей, заданных конструктором.

Результаты расчёта приведены в приложении.

3.6. Сравнение результатов ручного расчёта и расчёта на ЭВМ методом максимума-минимума без округления в направлении L

Сравнение приведено в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Сопоставление результатов расчета номинальных размеров звеньев определяемых вручную методом максимума-минимума и на ЭВМ

Группа

Коды

границ

Расчёт вручную,



Расчёт на ЭВМ,





6

10-30

6,46

6,46

0

6

10-40

19,46

19,46

0

6

10-90

35,82

35,82

0

6

10-91

35,34

35,34

0

6

71-91

2,46

2,46

0

6

11-31

5,34

5,34

0

6

11-51

21,34

21,34

0

6

51-61

7,22

7,22

0

Ошибка равна нулю – следовательно, оба расчёта выполнены верно.

3.7. Расчет размерных цепей в направлении L на ЭВМ вероятностным методом с округлением

Общие условия расчета:

Расчет всех размерных цепей выполняется вероятностным методом;

коэффициент относительного рассеяния 111;

код округления 991;

коэффициенты, регламентирующие допустимые величины дефицитов:

- в долях д о п у с к а замыкающего звена 000;

- в долях исходного значения замыкающего звена 000;

вид анализируемого объекта: технологический процесс.

Вывод программы:

Технологический процесс о б е с п е ч и в а е т выполнение в с е х размеров и отклонений расположения поверхностей, заданных конструктором.

Результаты расчёта приведены в приложении. Их принимаем в качестве окончательных и наносим на схему технологического процесса красным цветом.

3.8. Сравнение результатов расчёта на ЭВМ полученных методом максимума-минимума без округления и вероятностным методом с округлением в направлении L

Сравнение приведено в таблице 3.3.


Таблица 3.3

Сопоставление результатов расчета фактических размеров замыкающих звеньев вручную методом максимума-минимума без округления и на ЭВМ вероятностным методом с округлением

Группа

Коды

границ

Метод

максимума-минимума

Вероятностный

метод























2

91-90

0,2

0,5

0,6

0,217

0,467

0,5

0,033

0,1

2

10-11

0,1

0,3

0,4

0,076

0,226

0,3

0,074

0,1

2

40-41

0,2

0,575

0,75

0,246

0,521

0,55

0,054

0,2

2

31-30

0,2

0,65

0,9

0,24

0,54

0,6

0,11

0,3

2

72-71

0,1

0,225

0,25

0,138

0,263

0,25

0

0,038

2

32-31

0,1

0,3

0,4

0,076

0,226

0,3

0,074

0,1

2

52-51

0,1

0,3

0,4

0,076

0,226

0,3

0,074

0,1

2

61-62

0,1

0,355

0,511

0,066

0,221

0,155

0,134

0,2


Несовпадение значений расчетов объясняется необходимостью округления чисел в соответствии с нормальными размерами.

При расчете размерных цепей методом максимума – минимума получают большое значение поля рассеивания замыкающего звена ?0 по сравнению с расчетом вероятностным методом. При этом предполагаем, что в цепи возможно наихудшее сочетание предельных размеров составляющих звеньев:

- увеличивающие звенья имеют наибольшие предельные размеры, а уменьшающие – наименьшие. В этом случае замыкающее звено имеет наибольший предельный размер;

- увеличивающие звенья имеют наименьшие предельные размеры, а уменьшающие – наибольшие. В этом случае замыкающее звено имеет наименьший предельный размер.

При расчете размерных цепей вероятностным методом определяют ”условное” поле рассеивания замыкающего звена, содержащее менее 100% реализации цепей в производстве, то есть сам метод расчета предполагает определенный процент риска и существует некоторая вероятность того, что значение замыкающего звена окажется вне расчетных пределов. Величина поля рассеивания ?0 оказывается меньше, чем при расчете методом максимума – минимума, что позволяет несколько снизить точность составляющих звеньев.

Преимущество метода максимума-минимума заключается в полной гарантии отсутствия брака. Т. к. при использовании метода максимума-минимума предполагают, что возможны наихудшие сочетания составляющих звеньев: все увеличивающие звенья имеют наибольшие размеры, а уменьшающие - наименьшие, и – наоборот. Однако, при обработке деталей, вероятность возникновения таких сочетаний невелика. Поэтому большое ужесточение допусков для составляющих звеньев не является оправданным. Вероятностный метод учитывает закономерности распределения выдерживаемых при обработке размеров и суммирования погрешностей составляющих звеньев. Допуски составляющих звеньев не имеют излишнего запаса точности, что в конечном итоге позволяет снизить затраты при обработке.
3.9. Расчет размерных цепей в направлении R на ЭВМ вероятностным методом с округлением

Общие условия расчета:

Расчет всех размерных цепей выполняется вероятностным методом;

коэффициент относительного рассеяния 111;

код округления 991;

коэффициенты, регламентирующие допустимые величины дефицитов:

- в долях д о п у с к а замыкающего звена 000;

- в долях исходного значения замыкающего звена 000;

вид анализируемого объекта: технологический процесс.

Вывод программы:

Технологический процесс о б е с п е ч и в а е т выполнение в с е х размеров и отклонений расположения поверхностей, заданных конструктором.

Результаты расчёта приведены в приложении. Их принимаем в качестве окончательных и наносим на схему технологического процесса красным цветом.

Заключение

Таким образом, изготовление поршня гидроцилиндра – сложная комплексная задача. Сначала необходимо выбрать материал и способ изготовления заготовки. Затем следует подбор ряда технологических операций, обеспечивающих в конечном итоге конструкторские размеры детали. На этом этапе производится работа по назначению механической обработки каждой поверхности, выбирается инструмент и необходимое число переходов. Наконец, после разработки технологического процесса проводится размерный анализ, устанавливаются научно обоснованные операционные размеры и технические требования на всех операциях технологического процесса. Для этого разработаны несколько видов расчетов, наиболее экономичным из которых является вероятностный метод.

Вероятностный метод за счет того, что не обеспечивает заданной точности замыкающего звена при наихудших сочетаниях размеров составляющих звеньев, позволяет расширить допуски размеров составляющих звеньев, а значит – повысить экономичность изготовления детали.

Технологический процесс обеспечивает выполнение всех размеров и отклонений назначенных конструктором. Конструкция детали является технологичной, для ее изготовления не требуется сложных приспособлений, нестандартных инструментов и оборудования. Все назначенные конструктором требования легко выполняются.

В итоге, деталь является технологичной, а технологический процесс пригоден для изготовления данной детали.

ЛИТЕРАТУРА


  1. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.1. – 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001.- 920 с.

  2. Палей М.А. и др. Допуски и посадки: Справочник:/ М.А. Палей, А.Б Романов, В. А. Брагинский. - Л.: Политехника, 1991. – Ч.1.-576с., Ч.2. – 607с.

  3. Тверской М.М., Зайончик Л.Л., Свиридов Ю.Н. Технологические процессы машиностроительного производства: Учебное пособие к курсовому проекту. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2003. – 130 с.

  4. Справочник технолога – машиностроителя. В 2-х т./ под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – Т.1. – 665с., Т.2. -496с.

  5. Тверской М. М. Технология и автоматизация механосборочного производства. Ч. 1. Основы технологии механосборочного производства. Конспект лекций.- Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 1999.-132 с.


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации