27

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Технология машиностроения»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: “Технология машиностроения”

на тему:

“Размерный анализ технологического процесса изготовления детали «Тарелка левая» ”

Студент: Бережнов Е. П.

Группа: М-402

Преподаватель: Кучеров А. О.

ТОЛЬЯТТИ 2004г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МАРШРУТ И ПЛАН ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

1.1. Обоснование технологического маршрута изготовления детали. План изготовления детали

1.2. Выбор технологических баз

1.3. Обоснование простановки операционных размеров

1.4. Назначение операционных технических требований

2. РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ В ОСЕВОМ НАПРАВЛЕНИИ

2.1. Размерные цепи и их уравнения

2.2. Проверка условий точности изготовления детали

2.3. Расчет припусков

2.4. Расчет операционных размеров

3. РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ В РАДИАЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ

3.1. Размерные цепи и их уравнения

3.2. Расчет припусков

3.3. Расчет операционных размеров

4. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТОВ ОПЕРАЦИОННЫХ ДИАМЕТРАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ

4.1. Определение операционных диаметральных размеров

4.2. Расчетно-аналитическим методом (методом Кована)

4.3. Сравнение результатов расчетов

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МАРШРУТ И ПЛАН ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

1.1 Обоснование технологического маршрута изготовления детали. План изготовления детали

Задача раздела - разработать оптимальный технологический маршрут, т.е. такую последовательность операций, которая обеспечит получение из заготовки готовой детали с наименьшими затратами, при этом необходимо разработать такую схему базирования заготовки на каждой операции, которая обеспечила бы минимальную погрешность обработки.

Тип производства - среднесерийное.

Способ получения исходной заготовки - штамповка на ГКМ.

Виды термической обработки - улучшение.

На рисунке 1.1 представлена схема кодирования детали, т.е. изображен эскиз детали с пронумерованными поверхностями и буквенными обозначениями чертежных размеров. Для размерного анализа будем использовать упрощенный вид детали без фасок, канавок для выхода инструмента, т.е. без тех поверхностей, которые не влияют на эксплутационные качества детали.

Будем разрабатывать технологический маршрут на базе типового техпроцесса, что обеспечит его более высокое качество при сокращении времени разработки.

При разработке маршрута будем руководствоваться рекомендациями, согласно которым:

1) На первой операции будем обрабатывать поверхности заготовки, которые на последующих операциях будут использоваться в качестве технологических баз. Такими поверхностями являются пов. 2,3,4,5.

2) Весь ТП разделим на две части: обработка лезвийным инструментом до термообработки и обработка преимущественно абразивным инструментом после термообработки. До термообработки следует обработать поверхности: 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 . После термообработки останется шлифовать:6,7,8,9.

3) Наиболее точные поверхности будем обрабатывать в конце ТП. В нашем случае целесообразно в конце ТП выполнить шлифование поверхностей: 6,7,8.

Технологический маршрут будем разрабатывать в следующей последовательности:

В графы 1 и 2 табл. 1.2. выписываем из ТП номер и название операции. В графу 3 вписываем оборудование, используемое на данной операции.

Анализируем маршрут на предмет возможного объединения или разделения операций. Считаем целесообразным объединить шлифование поверхностей 6,7,8 в одну операцию, используя специальный шлифовальный круг.

Таблица 1.2.

Технологический маршрут

№ операции	Название операции	Оборудование	Обрабатываемые поверхности
00	Заготовительная	ГКМ
05	Токарная черновая	Токарно-винторезный станок 16К50	2,3,4,5
10	Токарная черновая	Токарно-винторезный станок 16К50	6,7,8,9
15	Токарная чистовая	Токарно-винторезный станок с ЧПУ 16К50Ф3	6,7,8,9
17	Токарная чистовая	Токарно-винторезный станок с ЧПУ 16К50Ф3	2,4,5
20	Протяжная	Протяжной станок 7Б56	3,14,15,16,17
25	Сверлильная	Вертикально-сверлильный станок 2М135	10,11,12,13
30	ТО	Термо. печь	Все поверхности
35	Внутришлифовальная	Внутришлифовальный станок с горизонтальным шпинделем 3К225В	9
40	Шлифовальная	Торце-кругло-шлифовальный станок 3Т160	6,7,8
45	Моечная	Моечная машина
50	Контрольная	Контрольный стол	Контроль согласно чертежа детали

План изготовления детали

План изготовления - графическое изображение технологического маршрута с указанием теоретических схем базирования и технических требований на операции.

План изготовления состоит из четырех колонок:

«№ операции», которая включает в себя название и номер операции.

«Оборудование», которая включает оборудование, при помощи которого ведется изготовление.

«Эскиз», которая включает в себя изображение детали, схему базирования (точки закрепления), простановку операционных размеров, обозначение обрабатываемых поверхностей и указание шероховатости получаемой на данной операции.

3. "Требования", которая включает в себя допуски на операционные размеры и отклонения формы (радиальное и торцовое биение).

1.2 Выбор технологических баз

На токарной черновой операции 05 черновыми технологическими базами являются поверхности 8 и 9. На этой операции получаем отверстие и торец, которые впоследствии используются в качестве баз.

На токарной черновой операции 10 в качестве двойной опорной базы используем поверхность 3. В качестве установочной базы принимаем торец 2.В качестве опорной базы принимаем поверхность 3.

На токарных чистовых операциях 15 и 17 соблюдается принцип единства и постоянства технологической и измерительной баз.

На протяжной операции 20 в качестве двойной опорной базы используется поверхность 3. Установочной базой является торец 9.

На сверлильной операции 25 в качестве двойной опорной базы используем поверхность 3. В качестве установочной базы принимаем торец 2.В качестве опорной базы принимаем поверхность 3.

На шлифовальных операциях 35 и 40 двойной направляющей базой является поверхность 3.

Таблица 1.3

Технологические базы

№ операции	Название	№ опорных точек	Характер появления	Реализация	Операционные размеры	Единство баз
			Явная	Скрытая	Естественная	Искусственная
05	ДО У О	4,5 1,2,3 6	- + +	+ - -	+ + +		В05, С05, 2Г05, 2З05	+ + +
10	ДО У О	4,5 1,2,3 6	- + +	+ - -	+ + +	- - -	Б10, В10, 2Ж10, П10	+ + +
15	ДО У О	4,5 1,2,3 6	- + +	+	+ + +	- - -	Б15, В15, 2Ж15	+ + +
17	ДО У О	4,5 1,2,3 6	- + +	+ - -	+ + +	- - -	2З17 ,В17, С17	+ + +
20	ДО У О	4,5 1,2,3 6	- + +	+ - -	+ + +	- - -	2Г20, Т20, У20	+ + +
25	ДО У О	4,5 1,2,3 6	- + +	+ - -	+ + +	- - -	Х25, 2Ц25	+ + +
30	___
35	ДО У О	4,5 1,2,3 6	- + +	+ - -	+ + +	- - -	В35	+ + +
40	ДО У О	4,5 1,2,3 6	- + +	+ - -	+ + +	- - -	Б40 ,2Ж40	+ + +
45	___
50	___

1.3 Обоснование простановки операционных размеров

Так как размерный анализ имеет большую трудоемкость выполнения, то применять его целесообразно при методе достижения точности с помощью настроенного оборудования.

Особую важность представляет способ простановки осевых размеров. Применим схему «а» (рис. 4.1 [2]) на черновой обработке, которая ведется на универсальном оборудовании, и на чистовой (токарной с ЧПУ), где используется станок с числовым программным управлением.

Способ простановки размеров в данном случае - координатный. При схеме «а» соблюдается принцип единства измерительной и технологической баз.

При шлифовании также используем схему «а» (рис. 4.1 [2]). Правило единства измерительных и технологических баз в данной схеме соблюдается.

1.4 Назначение операционных технических требований

I. Заготовительная операция (штамповка)

Технические требования на изготовление исходной заготовки назначаются по ГОСТ 7505-89 (поковки стальные штампованные).

Технические требования к изготовлению детали на операции включают в себя требования и шероховатости, точность размеров, формы и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей [3].

II. Механическая обработка.

1. Допуски на операционные размеры в осевом направлении рассчитываем по следующим формулам:

- для операции 05 и 10 - токарной черновой:

TAⁱ = ⁱ_cт+ , (1.1)

где TAⁱ - допуск на размер А на i-той операции;

ⁱ_cт - статистическая погрешность на i-той операции;

- торцовые биения, возникшие на заготовительной операции;

- для операций 15,17 - токарной чистовой и 35,40 - шлифовальной:

TAⁱ = ⁱ_cт + ⁱ, (1.2)

где TAⁱ - допуск на размер А на i-ой операции;

ⁱ_cт - статистическая погрешность на i-той операции;

ⁱ- величина торцового биения, определяемая по прил.2 [2].

2. Допуски на диаметральные размеры назначаются, исходя из квалитета точности, который обеспечивает оборудование в радиальном направлении. Его выбираем по прил.1 [2], значения допусков берутся из [4].

3. Значения погрешностей формы на диаметральные размеры назначаем, руководствуясь прил.2 [2]. Величина отклонения от соосности определяется как половина погрешности радиального биения.

4.Шероховатость, получаемую при обработке поверхностей, назначаем с учетом рекомендаций (прил. 1[2]).

2. РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ В ОСЕВОМ НАПРАВЛЕНИИ

2.1 Размерные цепи и их уравнения

Составим уравнения операционных размерных цепей в виде уравнений номиналов. В общем виде это выглядит:

[A] = _iA_{i ,} (2.1)

где [A] - номинальное значение замыкающего звена;

A_i - номинальные значения составляющих звеньев;

i - порядковый номер звена;

n - число составляющих звеньев;

_i - передаточные отношения, характеризующие расположение звеньев по величине и направлению. Для линейных цепей с параллельными звеньями передаточные звенья равны: _i = 1 (увеличивающие звенья); _i = -1 (уменьшающие звенья).

Уравнения замыкающих звеньев:

[C] = С¹⁷ - В¹⁷ +В³⁵;

Составим уравнения замыкающих операционных припусков после проверки условий точности изготовления детали.

2.2 Проверка условий точности изготовления детали

Производим проверку размерной корректности звеньев, исходя из условия корректности:

--w--[A]--<--TA_????,--(2.2)

где w--[A] - погрешность размера или пространственного отклонения, возникающая в ходе выполнения технологического процесса;

TA_черт -допуск по чертежу размера или пространственного отклонения;

[C] = ТС¹⁷ -ТВ¹⁷ +ТВ³⁵ = 0,27+0,27+0,23 = 0,77;

Т_ч[С] = 0,87;

0,77< 0,87 - условие выполнено;

Вывод: проверка размерной корректности звеньев показала, что условие точности изготовления детали выполняется для размерной цепи, составленной для определения размера «С».

Составим уравнения замыкающих операционных припусков:

[Z₂⁰⁵] = В⁰⁰ - В⁰⁵;

[Z₄⁰⁵] = С⁰⁰- С⁰⁵;

[Z₇¹⁰] = -Б¹⁰+ В⁰⁵ - В⁰⁰+Б⁰⁰;

[Z₉¹⁰] = В⁰⁵ - В¹⁰;

[Z₇¹⁵] = Б¹⁰ - Б¹⁵;

[Z₉¹⁵] = В¹⁰ - В¹⁵;

[Z₂¹⁷] = В¹⁵ - В¹⁷;

[Z₄¹⁷] = -С¹⁷ + В¹⁵-В⁰⁵+С⁰⁵;

[Z₉³⁵] = В¹⁷ - В³⁵;

[Z₇⁴⁰] = -Б⁴⁰ + В¹⁷ - В¹⁵+Б¹⁵;

2.3 Расчёт припусков

Определим минимальные значения операционных припусков по формулам:

- при черновой обработке:

Zⁱ_min=(R_z + h+)^i-1 (2.3)

где R_z ^i-1 , h ^i-1 - высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке (значения берутся из прил.4 [2]);

^i-1 - величина торцового биения при предыдущей обработке. - при чистовой обработке:

Zⁱ_min=(R_z + h +)^i-1 (2.4)

где R_z ^i-1 , h ^i-1 - высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке (значения берутся из прил.4 [2]);

^i-1 - величина торцового биения при предыдущей обработке.

[Z₂⁰⁵] _min = 0,160 + 0,200 + 0,5 = 0,86 мм;

[Z₄⁰⁵] _min = 0,160 + 0,200 + 0,5 = 0,86 мм;

[Z₇¹⁰] _min = 0,160 + 0,200 + 0,5 = 0,86 мм;

[Z₉¹⁰] _min = 0,160 + 0,200 + 0,5 = 0,86 мм;

[Z₇¹⁵] _min = 0,080 + 0,100 + 0,1 = 0,28 мм;

[Z₉¹⁵] _min = 0,080 + 0,100 + 0,1 = 0,28 мм;

[Z₂¹⁷] _min = 0,080 + 0,100 + 0,1 = 0,28 мм;

[Z₄¹⁷] _min = 0,080 + 0,100 + 0,1 = 0,28 мм;

[Z₉³⁵] _min = 0,030 + 0,04 + 0,05 = 0,12 мм;

[Z₇⁴⁰] _min = 0,030 + 0,04 + 0,05 = 0,12 мм;

Рассчитаем величины колебаний операционных припусков, используя формулы:

 при n < 4; (2.4)

при n 4; (2.5)

где: _i - коэффициент влияния составного звена на замыкающие звено;

n - число звеньев в уравнении припуска;

--l - коэффициент соотношения между законом распределения величины А_i и законом нормального распределения:

Таблица 2.1

Значения коэффициента ²

Квалитет точности	Значение коэффициента 2	Закон распределения
IT 5...6	1/3	Равновесный
IT 7…8	1/6	Симпсона
IT 9…12 и грубее	1/9	Гаусса

t - коэффициент риска, (t=3.0).

[Z₂⁰⁵] = 2,2 + 0,9 = 3,1 мм;

[Z₄⁰⁵] = 2,2 + 0,9 = 3,1 мм;

[Z₇¹⁰] = 0,4 + 0,9 + 2,2+1,6 = 5,1 мм;

[Z₉¹⁰] =0,9 + 0,5 = 1,4 мм;

[Z₇¹⁵] = 0, 4 + 0,22 = 0,62 мм;

[Z₉¹⁵] = 0,5 + 0,27 = 0,77 мм;

[Z₂¹⁷] = 0,27 + 0,27 = 0,54 мм;

[Z₄¹⁷] = 0,27 + 0,27+0,9+0,9 = 2,14 мм;

[Z₉³⁵] = 0,27+0,23 = 0,5 мм;

[Z₇⁴⁰] = 0,12 + 0,27 + 0,27+0,22 = 0,88 мм;

Определим максимальные значения операционных припусков по формуле:

(2.6)

[Z₂⁰⁵] _max = 0,86 + 3,1 = 3,96 мм;

[Z₄⁰⁵] _max = 0,86 + 3,1 = 3,96 мм;

[Z₇¹⁰] _max = 0,86 + 5,1 = 5,96 мм;

[Z₉¹⁰] _max = 0,86 + 1,4 = 2,26 мм;

[Z₇¹⁵] _max = 0,28 + 0,62 = 0,9 мм;

[Z₉¹⁵] _max = 0,28 + 0,77 = 1,05 мм;

[Z₂¹⁷] _max = 0,28 + 0,54 = 0,82 мм;

[Z₄¹⁷] _max = 0,28 + 2,14 = 2,42 мм;

[Z₉³⁵] _max = 0,12 + 0,5 = 0,62 мм;

[Z₇⁴⁰] _max = 0,12 + 0,88 = 1 мм;

Определим средние значения операционных припусков по формуле:

(2.7)

[Z₂⁰⁵] _ср = 0,5(0,86 + 3,96) = 2,41 мм;

[Z₄⁰⁵] _ср = 0,5(0,86 + 3,96) = 2,41 мм;

[Z₇¹⁰] _ср = 0,5(0,86 + 5,96) = 3,41 мм;

[Z₉¹⁰] _ср = 0,5(0,86 + 2,26) = 1,56 мм;

[Z₇¹⁵] _ср = 0,5(0,28 + 0,9) = 0,59 мм;

[Z₉¹⁵] _ср = 0,5(0,28 + 1,05) = 0,67 мм;

[Z₂¹⁷] _ср = 0,5(0,28 + 0,82) = 0,55 мм;

[Z₄¹⁷] _ср = 0,5(0,28 + 2,42) = 1,35 мм;

[Z₉³⁵] _ср = 0,5(0,12 + 0,62) = 0,37 мм;

[Z₇⁴⁰] _ср = 0,5(0,12 + 1) = 0,56 мм;

2.4 Расчёт операционных размеров

[Z₉³⁵] = В¹⁷ - В³⁵; В¹⁷ = 105+0,37 = 105,37мм;

[Z₂¹⁷] = В¹⁵ - В¹⁷; В¹⁵ = 105,37+0,55 = 105,92мм;

[Z₉¹⁵] = В¹⁰ - В¹⁵; В¹⁰ = 105,92+0,67 = 106,59мм;

[Z₇⁴⁰] = -Б⁴⁰ + В¹⁷ - В¹⁵+Б¹⁵; Б¹⁵ = 45+0,11+105,92-105,37 = 45,66мм;

[C] = ТС¹⁷ -ТВ¹⁷ +ТВ³⁵; С¹⁷ = 100+105,37-105 = 100,37мм;

[Z₄¹⁷] = -С¹⁷ + В¹⁵-В⁰⁵+С⁰⁵; С⁰⁵ = 100,37+108,12+1,35-105,92 = 103,87мм;

[Z₇¹⁵] = Б¹⁰ - Б¹⁵; Б¹⁰ = 45,66+0,59 = 46,25мм;

[Z₉¹⁰] = В⁰⁵ - В¹⁰; В⁰⁵ = 106,59+1,56 = 108,12мм;

[Z₄⁰⁵] = С⁰⁰- С⁰⁵; С⁰⁰ = 103,87+2,41 = 106,28мм;

[Z₂⁰⁵] = В⁰⁰ - В⁰⁵; В⁰⁰ = 108,12+2,41 = 110,53мм;

[Z₇¹⁰] = -Б¹⁰+ В⁰⁵ - В⁰⁰+Б⁰⁰; Б⁰⁰ = 46,25+3,41+109,68-108,12 = 51,22мм.

Составим таблицу, в которой укажем значения операционных размеров в осевом направлении:

Таблица 2.1

Значения операционных размеров в осевом направлении

Символьное обозначение	Минимальный размер, мм Amin =Aср -TA/2	Максимальный размер, мм Amax =Aср +TA/2	Окончательная запись в требуемой форме, мм
Б00	50.42	52.02	51.22±1.6
В00	109.43	111.63	110.53±2.2
С00	105.18	107.38	106.28±2.2
В05	107.67	108.57	108.12±0.9
Б10	46.05	46.45	46.25±0.4
С05	103.42	104.32	103.87±0.9
С17	100.235	100.505	100.37±0.27
Б15	45.55	45.77	45.66±0.22
В10	106.34	106.84	106.59±0.5
В15	105.785	106.055	105.92±0.27
В17	105.235	105.505	105.37±0.27

Значения всех рассчитанных припусков и операционных размеров (в окончательном виде) заносим в схему размерного анализа в осевом направлении.

3. РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ В РАДИАЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ

3.1 Размерные цепи и их уравнения

Составим уравнения операционных размерных цепей в виде уравнений номиналов. В общем виде это выглядит:

[A] = _iA_{i ,} (3.1)

где [A] - номинальное значение замыкающего звена;

A_i - номинальные значения составляющих звеньев;

i - порядковый номер звена;

n - число составляющих звеньев;

_i - передаточные отношения, характеризующие расположение звеньев по величине и направлению. Для линейных цепей с параллельными звеньями передаточные звенья равны: _i = 1 (увеличивающие звенья); _i = -1 (уменьшающие звенья).

Составим уравнения замыкающих операционных припусков:

[Z₅⁰⁵] = З⁰⁰ + Е 5⁰⁰ 8⁰⁰ + Е 5⁰⁵ 8⁰⁰ - З⁰⁵;

[Z₃⁰⁵] = Г⁰⁵ + Е 3⁰⁵ 8⁰⁰ + Е 3⁰⁰ 8⁰⁰ - Г⁰⁰;

[Z₈¹⁰] = Ж⁰⁰ + Е 3⁰⁵ 8⁰⁰ + Е 8¹⁰ 3⁰⁵ - Ж¹⁰;

[Z₈¹⁵] = Ж¹⁰ + Е 8¹⁰ 3⁰⁵ + Е 8¹⁵ 3⁰⁵- Ж¹⁵;

[Z₅¹⁷] = З⁰⁵ + Е 5⁰⁵ 8⁰⁰ + Е 3⁰⁵ 8⁰⁰+Е8¹⁵3⁰⁵+Е5¹⁷8¹⁵ - З¹⁷;

[Z₃²⁰] = Г²⁰ + Е*- Г⁰⁵;

[Z₈⁴⁰] = Ж¹⁵ + Е 8¹⁵ 3⁰⁵ + Е*+Е 8⁴⁰ 3³⁵ - Ж⁴⁰;

3.2 Расчёт припусков

Определим минимальные значения операционных припусков по формулам:

- для операции 05:

Zⁱ_min=(R_z + h)^i-1 + с.ш. (3.3)

где R_z ^i-1 , h ^i-1 - высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке (значения берутся из прил.4 [2]);

с.ш. - смещение штампа, возникающее на заготовительной операции;

на остальных операциях:

Zⁱ_min=(R_z + h)^i-1 (3.4)

[Z₅⁰⁵] _min = 0,160 + 0,200 + 0,3 = 0,66 мм;

[Z₃⁰⁵] _min = 0,160 + 0,200 + 0,3 = 0,66 мм;

[Z₈¹⁰] _min = 0,160 + 0,200 = 0,36 мм;

[Z₈¹⁵] _min = 0,080 + 0,100 = 0,18 мм;

[Z₅¹⁷] _min = 0,080 + 0,100 = 0,18 мм;

[Z₃²⁰] _min = 0,080 + 0,100 = 0,18 мм;

[Z₈⁴⁰] _min = 0,0,03 + 0,04 = 0,07 мм;

Рассчитаем величины колебаний операционных припусков, используя формулы:

при n < 4; (3.5)

при n 4; (3.6)

где: _i - коэффициент влияния составного звена на замыкающее звено;

n - число звеньев в уравнении припуска;

--l - коэффициент соотношения между законом распределения величины А_i и законом нормального распределения.

Определяется по табл. 2.1, для эксцентриситетов l = 0,127;

t - коэффициент риска, (t=3.0).

При этом, если в размерную цепь входит диаметральный размер, то при подстановке в формулу его допуск необходимо поделить на 2.

[Z₅¹⁷] = мм;

[Z₈⁴⁰] = мм;

[Z₅⁰⁵] = 1,6 + 0,35 + 0,1 + 0,26 = 2,31мм;

[Z₃⁰⁵] = 0,95 + 0,25 + 0,05 + 0,15 = 1,4 мм;

[Z₈¹⁰] = 1,1 + 0,05 + 0,05 + 0,175 = 1,375 мм;

[Z₈¹⁵] = 0,175 + 0,05 + 0,03 + 0,07 = 0,325 мм;

[Z₃²⁰] = 0,0095 + 0,03 + 0,15 = 0,1895 мм;

Определим максимальные значения операционных припусков по формуле:

(3.7)

[Z₅⁰⁵] _max = 0,66 + 2,31 = 2,97 мм;

[Z₃⁰⁵] _max = 0,66 + 1,4 = 2,06 мм;

[Z₈¹⁰] _max = 0,36 + 1,375 = 1,735 мм;

[Z₈¹⁵] _max = 0,18 + 0,325 = 0,505 мм;

[Z₅¹⁷] _max = 0,18+ 0,33 = 0,51 мм;

[Z₃²⁰] _max = 0,18 + 0,1895 = 0,3695 мм;

[Z₈⁴⁰] _max = 0,07 + 0,1 = 0,17 мм;

Определим средние значения операционных припусков по формуле:

(3.8)

[Z₅⁰⁵] _ср = 0,5(0,66 + 2.97) = 1.815 мм;

[Z₃⁰⁵] _ср =0,5(0,66 + 2.06) = 1.36 мм;

[Z₈¹⁰] _ср = 0,5(0,36 + 1.735) = 1.0475 мм;

[Z₈¹⁵] _ср = 0,5(0,18 + 0,505) = 0,3425 мм;

[Z₅¹⁷] _ср = 0,5(0,18 + 0,51) = 0,345 мм;

[Z₃²⁰] _ср = 0,5(0,18 + 0,3695) = 0,3 мм;

[Z₈⁴⁰] _ср = 0,5(0,07 + 0,17) = 0,12 мм;

3.3 Расчёт операционных размеров

[Z₅¹⁷] = З⁰⁵ + (Е 5⁰⁵ 8⁰⁰) + (Е 3⁰⁵ 8⁰⁰)+(Е8¹⁵3⁰⁵)+(Е5¹⁷8¹⁵) - З¹⁷;

З⁰⁵ = З¹⁷ + [Z₅¹⁷] +(Е 5⁰⁵ 8⁰⁰ )+ (Е 3⁰⁵ 8⁰⁰)+(Е8¹⁵3⁰⁵)+(Е5¹⁷8¹⁵);

З⁰⁵ = 140+0.345+0.1+0.05+0.03+0.045 = 140.57 мм;

[Z₅⁰⁵] = З⁰⁰ + (Е 5⁰⁰ 8⁰⁰) + (Е 5⁰⁵ 8⁰⁰) - З⁰⁵;

З⁰⁰ = З⁰⁵ + [Z₅⁰⁵] +(Е 5⁰⁰ 8⁰⁰) + (Е 5⁰⁵ 8⁰⁰);

З⁰⁰ = 140,57 + 1,815 + 0,45 + 0,1 = 142,935 мм;

[Z₃²⁰] = Г²⁰ + Е*- Г⁰⁵;

Г⁰⁵ = Г²⁰ + Е*- [Z₃²⁰];

Г⁰⁵ = 32,5 +0,03 -0,3 = 32,23 мм;

[Z₃⁰⁵] = Г⁰⁵ + (Е 3⁰⁵ 8⁰⁰) + (Е 3⁰⁰ 8⁰⁰) - Г⁰⁰;

Г⁰⁰ = Г⁰⁵ - [Z₃⁰⁵] + (Е3⁰⁵ 8⁰⁰ )+ (Е3⁰⁰ 8⁰⁰);

Г⁰⁰ = 32,23 - 1,36 + 0,25 + 0,05 = 31,17 мм;

[Z₈⁴⁰] = Ж¹⁵ + (Е 8¹⁵ 3⁰⁵ )+ (Е*)+(Е 8⁴⁰ 3³⁵ )- Ж⁴⁰;

Ж¹⁵ = Ж⁴⁰ + [Z₈⁴⁰] + (Е 8¹⁵ 3⁰⁵) + (Е*)+(Е 8⁴⁰ 3³⁵);

Ж¹⁵ = 50 + 0,12 + 0,045 + 0,01 + 0,01 = 50,185 мм;

[Z₈¹⁵] = Ж¹⁰ + (Е 8¹⁰ 3⁰⁵ )+ (Е 8¹⁵ 3⁰⁵) - Ж¹⁵;

Ж¹⁰ = Ж¹⁵ + [Z₈¹⁵] + (Е 8¹⁰ 3⁰⁵) + (Е 8¹⁵ 3⁰⁵);

Ж¹⁰ = 50,185 + 0,3425 + 0,05 + 0,03 = 50,608 мм;

[Z₈¹⁰] = Ж⁰⁰ + (Е 3⁰⁵ 8⁰⁰) + (Е 8¹⁰ 3⁰⁵ )- Ж¹⁰;

Ж⁰⁰ = Ж¹⁰ + [Z₈¹⁰] + (Е 3⁰⁵ 8⁰⁰ )+ (Е 8¹⁰ 3⁰⁵);

Ж⁰⁰ = 50,608 + 1,0475 + 0,05 + 0,05 = 51,755 мм.

Составим таблицу, в которой укажем значения операционных размеров в радиальном направлении:

Таблица 3.1

Значения операционных размеров в радиальном направлении

Символьное обозначение	Минимальный размер, мм Amin =Aср + ei (EI)	Максимальный размер, мм Amax =Aср + es (ES)	Окончательная запись в требуемой форме, мм
2З00	282,67	285,87	285,87-3,2
2З05	280,62	281,14	281,14-0,52
2Г00	62,34	64,24	62,34+1,9
2Г05	64,46	64,76	64,46+0,3
2Ж00	101,31	103,51	103,51-2,2
2Ж10	100,866	101,216	101,216-0,35
2Ж15	100,23	100,37	100,37-0,14

Значения всех рассчитанных припусков и операционных размеров (в окончательном виде) заносим в схему размерного анализа в радиальном направлении.

4. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТОВ ОПЕРАЦИОННЫХ ДИАМЕТРАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ

4.1 Определение операционных диаметральных размеров расчетно-аналитическим методом (методом Кована)

Расчет припусков на обработку диаметра 2Г (65h7(^+0.03))

Таблица 4.1

Технологи-ческие переходы	Элементы припуска, мкм	Расчетный при-пуск 2Zmin, мм	допуск Td, мм	Предельные размеры заготовки	Предельные припуски, мкм
	Rz	h				dmax	dmin	2Zmax	2Zmin
Штамповка	160	200	300	-	2,5	62,34	64,24	-	-
Точение черновое	80	100	0	1,32	0,30	64,46	64,76	4,12	1,32
Протягивание	6	10	0	0,36	0,120	65	65,019	0,739	0,36

Припуск на самую точную поверхность 3 65h7 рассчитаем аналитическим методом по переходам [4].

Для каждого перехода определяем составляющие припуска.

По табл. 1 [4] определяем суммарную величину а = h_д + R_z, где R_z - высота микро неровностей профиля, мм, h_д - глубина дефектного слоя, мм.

По формуле = 0,25Td [4] определяем суммарное отклонение формы и расположения поверхностей после обработки на каждом переходе.

По табл. 2 [4] определяем погрешность установки заготовки в приспособлении на каждом переходе.

Определяем предельные значения припусков на обработку для каждого перехода.

Минимальное значение припуска определяем по формуле [4]:

Z_{i min} = a_i-1 +

Здесь и далее индекс i относится к данному переходу, i-1 - к предыдущему переходу, i+1 - к последующему переходу.

Z_{1 min} = а + = 0,36 + = 0.835

Z_{2 min} = а + = 0,18 + = 0.255

Максимальное значение припуска определяем по формуле [4]:

Z_{i max} = Z_{i min} + 0,5 (TD_i-1 + TD_i)

Z_{1 max} = Z_{1 min} + 0,5 (TD₀ + TD₁) = 0,835 + 0,5 (1,9 + 0,30) = 1,935

Z_{2 max} = Z_{2 min} + 0,5 (TD₁ + TD₂) = 0,255+ 0,5 (0,30 + 0,019) = 0,414

Определяем среднее значение припуска для каждого перехода по формуле:

Z_{ср i} = (Z_{i min} + Z_{i max}) / 2

Z_{1 ср} = (0,835 + 1,935) / 2 = 1,385

Z_{2 ср} = (0,255 + 0,414) / 2 = 0.3345

Определяем предельные размеры для каждого перехода по формулам [4]:

D_{i-1 max} = D_{i max} - 2Z_imin

D_{i min} = D_{i max} - TD_i

Расчет начинаем с последнего, 3-го перехода, для которого на чертеже задан размер 65.

D_{2 max} = 65,019

D_{2 min} = 65

D_{1 max} = 65.019 - 2^.0,255 = 64,509

D_{1 min} = 64,509 - 0,3 = 64,209

D_{0 maz} = 64.509 - 2 ^. 0,835 = 62,839

D_{0 min} = 62,839 - 1,9 = 60,939

Определяем средние значения размера для каждого перехода по формуле:

D_{i ср} = (D_{i min} + D_{i max}) / 2

D_{ср 0} = (60.939 + 62.839) / 2 = 61.889

D_{ср 1} = (64.209 + 64.509) / 2 = 64,359

D_{ср 2} = (65 + 65.019) / 2 = 65.0095

Определяем предельные значения припусков по формулам:

Определяем общий припуск на обработку, суммируя предельные припуски:

2Z_max = 3.27 + 0.791 = 4.061

2Z_min = 1.67 + 0,51 = 2.18

2Z_ср = 0,5 (4.061 + 2.18) = 3.1205.

На рис. 4.1 покажем схему расположения припусков и операционных размеров:

4.2 Сравнение результатов расчетов

Для сравнения необходимо сопоставить результаты расчетов операционных размеров, операционных и общих минимальных, максимальных, номинальных припусков.

Общие припуски определяются по формулам:

2 Zо_min = 2Z_min (4.10)

2Zо_max = 2 Z_max (4.11)

Общий номинальный припуск для отверстия:

2Zо_ном = D_ном - D_ном (4.12)

где D_ном, D_ном - номинальные диаметры заготовки и детали соответственно.

Результаты расчетов припусков приведем в табл. 4.2.

Данные по их изменению:

Zо = (2Zо^ОЦ - 2Zо^РА) 100% / 2Zо^РА , (4.13)

где 2Zо^ОЦ , 2Zо^РА - значения общих припусков, определенные методами решения размерных цепей и расчетно-аналитическим соответственно.Таблица 4.2

Сравнение общих припусков

Метод расчета	2Zоmin	2Zоmax	2Zоном
Расчетно-аналитический	2.18	4.061	3.1205
Расчет размерных цепей	1.68	4.859	1.7195

Zо_min = (1.68-2,18) 100% / 2.18 = - 22,94%;

Zо_max = (4.859-4.061) 100% / 4.061 = 19.65%;

Zо_ном = (1.7195- 3,1205) 100% / 3.1205 = - 44.90%.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Михайлов А.В. Методическое пособие «Выбор маршрутов обработки поверхностей деталей машин» - Тольятти: Тольяттинский Государственный университет, 2003 год.

2.Михайлов А.В. Методическое пособие «Размерный анализ технологических процессов изготовления деталей машин» - Тольятти: Тольяттинский Государственный университет, 2002 год.

3. ГОСТ 7505-89 - Ковка и объемная штамповка.

4. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога машиностроителя в 2-х т. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - ил.

5. Рудской А.М., Шишков С.Е. Сборник примеров и задач по технологии машиностроения, г. Курск, 2000 год.