Разработка технологического процесса обработки детали "Втулка"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

В курсовом проекте рассматриваются следующие вопросы:

- Общая характеристика детали «Втулка»;

- Анализ технологичности конструкции детали, определение служебного назначения детали;

- Нормоконтроль и метрологическая экспертиза чертежа детали: выбор рациональной номенклатуры контролируемых параметров, анализ правильности задания норм точности, проверка правильности выбора баз;

- Выбор вида заготовки;

- Разработка маршрутного технологического процесса изготовления детали: формирование потенциального технологического маршрута, формирование реального предварительного маршрута обработки;

- Разработка операционного технологического процесса изготовления детали:

уточнение выбранного технологического оборудования, уточнение схемы установки детали, назначение режущих инструментов;

- Расчет операционных размеров и размеров заготовки: расчет линейных и диаметральных операционных размеров;

- Расчет режимов резания;

- Техническое нормирование;

- Метрологическое обеспечение технологического процесса;

- Безопасность технологической системы.

Введение

Современная экономическая ситуация в нашей стране и мире предопределяет постоянный рост требований к качеству производимой продукции и увеличение номенклатуры выпускаемых изделий. Удовлетворение этих потребностей становиться возможным только с применением комплексной механизации и автоматизации производства. Автоматизация механической обработки деталей осуществляется путем широкого применения станков с ЧПУ и создания на их основе гибких производственных систем (ГПС).

По сравнению с неавтоматизированным производством эффективность применения автоматических линий достигается за счет существенного роста производительности, снижения себестоимости изготовления деталей, резкого уменьшения трудоемкости обработки и численности производственного персонала, повышения качества продукции и ритмичность ее выпуска, уменьшения производственной площади. Это определяет основные задачи и перспективы развития автоматизации производства:

1. Повышение технологичности деталей, сборочных единиц и изделий в целом, унификация их конструкции.

2. Дальнейшее повышение точности и качества заготовок, обеспечение стабильности припусков, совершенствование существующих и создание новых методов получения заготовок, снижающих их стоимость и расход металла.

3. Создание автоматических линий и систем машин для комплексного изготовления деталей и сборки деталей с включением всех необходимых операций технологического процесса (заготовительных, обработки резанием, контроля, термообработки, сборки, консервации, упаковки и др.). Дальнейшее повышение степени концентрации операций технологического процесса и связанное с этим усложнение структур технологических систем машин.

4. Дальнейшее развитие идеи агрегатирования и модульного принципа создания не только станков и станочных систем, но и других средств автоматизации: сборочных машин и автоматических линий, загрузочных и транспортных устройств.

1. Определение объема выпуска и типа производства

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

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

Масса детали, кг	Тип производства
	Е (шт.)	МС (шт.)	С (шт.)	КС (т. шт.)	М (т. шт.)
<1,0	<10	10?2000	2000?75000	75?200	>200
1?2,5	<10	10?1000	1000?50000	50?100	>100
2,5?5	<10	10?500	500?35000	35?75	>75
5?10	<10	10?300	300?25000	25?50	>50
>10	<10	10?200	200?10000	10?25	>25

По заданию курсового проекта известно:

- объем выпуска изделий - 4000 шт/год;

- масса детали - 11,4 кг;

Тогда в соответствии с таблицей 1.1 выбираем тип производства - среднесерийный. Таким образом, дальнейшие разработки будем вести с учетом выбранного типа производства.

Производственный объем выпуска деталей рассчитывается по формуле:

где Дизд - объем выпуска изделий;

- процент запасных частей (5-10%);

m = 13 - номенклатура.

55640 шт.

Таблица 1.2 Перечень деталей.

№ детали	Название	Число деталей в изделии	Масса детали
1	Втулка 264-03-42	1	11,4
2	Втулка 264-03-40	1	10,5
3	Втулка 264-03-48	2	12
4	Фланец 73-241	1	11,6
5	Ступица 25-345	2	12,4
6	Ступица 25-346	2	11,9
7	Диск 3302-10254	2	13,1
8	Диск 3110-10254	1	10,4
9	Фланец 74-241	1	10,8
10	Фланец 75-240	1	11,3
11	Ступица 25-340	2	12,6
12	Втулка 263-03-42	2	13,6
13	Втулка 262-03-42	2	12,1

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

Размер партии определяется:

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

- затраты на наладку должны быть минимальными.

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

П = Q*t/Ф,

где П - количество деталей в партии;

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

t - нормативный срок хранения деталей на складе 7 дней;

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

П = 4200*7/273 = 107,7 шт.

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

Основные признаки серийного производства:

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

- кадры различной квалификации;

- работа может производиться на настроенных станках;

- применяется и разметка, и специальные приспособления;

Оборудование располагается в соответствии с предметной формой организации работы.

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

2. Общая характеристика детали

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

2.1 Служебное назначение детали

Втулка предназначена для передачи крутящего момента от редуктора на вал транспортера. Втулка по шлицевой поверхности устанавливается на шлицы выходного вала и крепится к валу редуктора при помощи болтов, устанавливаемых по резьбе М16-8Н. Взаимное расположение сопрягаемых по наружной торцовой поверхности o185 мм поверхностей обеспечивается их совместной обработкой (развертыванием) двух диаметрально расположенных отверстий o12Н7. Паз 10х5.5 мм предназначен для установки стопорных шайб, предотвращающих самопроизвольное отворачивание устанавливаемых на резьбовую часть гаек. Деталь является одной из наиболее ответственных деталей редуктора. Работает в условиях кручения со значительным колебанием динамических нагрузок.

2.2 Тип детали

Данная деталь относится к деталям типа втулка.

Выделим основные виды поверхностей:

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

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

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

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

8 - шпоночные поверхности;

3, 18 - резьбовые поверхности;

24 - шлицевые поверхности;

13 - торцевая канавка;

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

где 2 - фаски;

4 - канавки.

Рис. 1. Эскиз детали

Поверхности o105js6 и o73Н7 имеют высокую точность - 6 и 7 квалитет точности соответственно и маленькую шероховатость Ra=0,8 мкм, они являются базовыми.

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

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

- для обработки шлицевой поверхности - протяжной станок.

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

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

2.3 Анализ технологичности конструкции детали

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

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

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

Деталь в изготовлении - технологична:

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

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

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

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

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

- наружные ступенчатые поверхности имеют незначительные перепады диаметров.

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

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

ко всем поверхностям детали обеспечен свободный подход режущего инструмента;

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

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

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

2.4 Нормоконтроль и метрологическая экспертиза чертежа детали

Выбор рациональной номенклатуры контролируемых параметров

По указателю стандартов проверяем ГОСТ:

ГОСТ 4543-71. Сталь легированная. Действует.

В технических требованиях сделать запись: Общие допуски по ГОСТ 30893.2-m, Н14, h14, IT14/2.

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

Часть размеров детали не соответствует рядам нормальных линейных размеров, однако их изменение невозможно, т.к. они назначаются исходя из конструкторских соображений функциональной пригодности механизма. Размеры резьбы соответствуют предпочтительному ряду резьбы.

Анализ правильности задания норм точности

На чертеже поля допусков на наружные диаметральные размеры заданы в системе вала, на отверстия заданы по системе отверстия.

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

Проверим соотношение допусков расположения, формы и шероховатости поверхностей. Для нормальной геометрической точности эти соотношения составляют Ra<0,05T и Тф<0,3T, где Т - допуск размера соответствующего квалитета.

Проверка соответствия заданных параметров представлена в таблице 2.1.

В результате анализа было выявлено следующее:

- у поверхностей o105js6, o80,5Н9, o104,8h12, o120b9, o140b9, o185h12, o12H7 шероховатости на чертеже соответствуют нормативной шероховатости, определяемой по формуле;

- у поверхностей o120b9 и o140b9 допуски расположения поверхности соответствуют нормативным допускам расположения поверхностей;

- у поверхности o105js6 допуск расположения поверхности 0,01 мм не соответствует нормативным допускам расположения поверхностей, это значение надо заменить на 0,08 мм.

- некоторые размеры детали непредпочтительны;

- шероховатость поверхностей o73Н7 Ra = 1,6 мкм и o105h8 Ra = 0,8мкм не соответствует точности, эти значения надо заменить на Ra = 0,8 мкм и Ra=1,6 мкм соответственно.

Обеспечение контролепригодности конструкции изделия.

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

,

,

где Тр - заданный чертежом допуск расположения, мкм;

- допуск базовой поверхности, мкм;

- длина базовой поверхности, мм;

- длина контролируемой поверхности, мм;

- допускаемая погрешность базирования при измерении заданного допуска расположения.

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

Проверка правильности выбора баз.

Измерительными базами для допусков расположения служат поверхности o105js6 и o73Н7. Базы выбраны верно, так как они имеют достаточную точность, а также являются эксплуатационными базами данной детали.

Характеристики базовых поверхностей:

НЦП o105js6: Ra=0,8, Lбаз = 153 мм.

НЦП: o73Н7: Ra=1,6, Lбаз = 80 мм .

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

1. o105js6 - задано 0,01 на длине 153 мм;

2. o120b9 - задано 0,1 на длине 15 мм;

Торцевое биение:

o140b9 - задано 0,08 на длине 70 мм;

Выполним расчет допускаемой погрешности базовой поверхности:

баз1 = 0,2*10*80/153 = 1,05 мкм,

баз2 = 0,2*100*153/15 = 204 мкм,

баз3 = 0,2*80*153/70 = 35 мкм,

Заданный допуск базовой поверхности o73Н7 - 30 мкм не удовлетворяет допуску расположения поверхности 1. Допуск необходимо пересчитать по формуле:

Тр1 = 30*80/153*0,2 = 80 мкм

По ГОСТ 24643-81 принимаем допуск радиального биения 0,08 мм.

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

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

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

Универсальные средства измерения подлежат периодической калибровке по стандартным методикам.

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

3. Выбор вида заготовки и его обоснование

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

Таблица 3.1 Химический состав

Вид материала	Содержание элементов в %
Сталь 40Х	C	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	S	P
	0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	0,8-1,1	0,3	0,3	0,035	0,035

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

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

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

- ковка,

- штамповка.

Первый способ.

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

Второй способ.

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

Коэффициент использования материала на штампованную заготовку:

Ким=Мд/ Мп.р

Ким=11,4/17,1=0,67.

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

Общий вид заготовки представлен на рисунке 2.

Рисунок 2. Общий вид заготовки.

При получении заготовки штамповкой на ГКМ поверхности получаются достаточно точными. Поэтому принимаем метод получения заготовки - штамповка на ГКМ.

4. Разработка маршрутного технологического процесса изготовления

детали

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

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

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

Таблица 4.1 Выбор планов обработки детали

№ пов.	Обрабатываемая поверхность и ее точность, IT	Ra, мкм	Окончательный метод и вид обработки	План обработки поверхности
				Вид обработки
				Эчр	Эпч	Эч	Эп	Эв
1, 15	НТП lуст =100, ITусл =12	12,5	Подрезание черновое	Пдчр
3	НРП М100х2-8g	6,3	Нарезание резьбы	Тчр	Нр
5, 7	НЦП o105js6	0,8	Шлифование высокой точности	Тчр	Тпч	Тч	Шпт	Шв
6	НЦП O104,8h12	12,5	Точение черновое	Тчр
9	НТП lуст =120, ITусл =8	1,6	Шлифование повышенной точности	Пдчр	Пдпч	Пдч	Шпт
10	НЦП O120b9	3,2	Точение чистовое	Тчр	Тпч	Тч
11	НТП lуст =185 ITусл =12	12,5	Подрезание черновое	Пдчр
12	ВЦП o12H7	0,8	Развертывание	С	З	Рз	Рз	Рз
14	НТП lуст =185 ITусл =8	1,6	Шлифование повышенной точности	Пдчр	Пдпч	Пдч	Шпт
16	НЦП o105h8	1,6	Шлифование повышенной точности	Тчр	Тпч	Тч	Шпт
18	М16-8Н	6,3	Нарезание резьбы	Тчр	Нр
21, 23	ВТП lуст =80,5 ITусл =9	3,2	Подрезание чистовое	Пдчр	Пдпч	Пдч
24	ШлВ o80В13	1,6	Протягивание чистовое			Пр
22	ВЦП o73H7	0,8	Растачивание высокой точности	Рчр	Рпч	Рч	Рп.т.	Рв
19, 20	ВЦП o80,5H9	3,2	Растачивание чистовое	Рчр	Рпч	Рч
17	НЦП o185h12	12,5	Точение черновое	Тчр
13	Торц. канавка o164С9	3,2	Фрезерование чистовое			Фрч
8	ШпП 12D9	3,2	Фрезерование			Фр

Примечание:

Тчр - точение черновое,

Т п/ч- точение получистовое,

Тч- точение чистовое,

Шпт- шлифование повышенной точности,

Шв- шлифование высокой точности,

Ф - фрезерование,

Нр - нарезание резьбы,

Пд - подрезание,

Св - сверление,

З - зенкерование,

Рз - развертывание,

Р - растачивание,

ШлВ - шлицевая впадина.

Далее необходимо сформировать реальный технологический маршрут обработки детали.

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

Разработку потенциального и реального маршрута обработки проведем в табличной форме (табл. 4.2, 4.3).

Табл. 4.2. Формирование потенциального технологического маршрута

Этапы обработки	Содержание потенциальной операции	Вид станка в этапе	Количество потенциальных установов	Установ	Операция
Эчр	Тчр16 Тчр17 Пдчр14 Пдчр15 Рчр19 Рчр22 Пдчр23 Тчр3 Тчр5 Пдчр1 Пдчр9 Тчр6 Тчр7 Рчр20 Пдчр11 Тчр10 Пдчр21	Токарный	2	А Б	005 010
	С18 С12	Сверлильный	1	А	015
Эпч	Тпч16 Пдпч14 Рпч19 Рпч22 Пдпч23 НР3 Тпч5 Пдпч9 Тпч7 Рпч20 Тпч10 Пдпч21	Токарный	2	А Б	020 025
	Нр18 З12	Сверлильный	1	А	030
Эч	Тч16 Пдч14 Рч19 Рч22 Пдч23 Тч2 Тч4 Тч5 Пдч9 Тч7 Рч20 Тч10 Тч2 Тч4 Пдч21	Токарный	2	А Б	035 040
	Рз 12	Сверлильный	1	А	045
	Фч13 Фч8	Фрезерный	2	Б	050
	Пр 24	Протяжной	1	А	055
Эпт	Шпт16 Шпт14 Шпт5 Шпт9 Шпт7	Шлифовальный	2	А Б	060 065
	Рпт22	Токарный	1	А	070
	Рз 12	Сверлильный	1	А	075
Эв	Шв5 Шв7	Шлифовальный	1	А	080
	Рв22	Токарный	1	А	085
	Рз 12	Сверлильный	1	А	090

После формирования потенциального маршрута обработки необходимо провести разработку реального проектного маршрута, который разрабатывается с учетом конкретного временного критерия. Основным расчетным критерием в серийном производстве является время выполнения установки. Для среднесерийного типа производства характерно последовательное выполнение установок, позиций и переходов.

Табл. 4.3. Формирование реального предварительного маршрута обработки

Этапы	Тип станка	Уточненное количество установок	Базы	№ Операции	Уста нов	№ пози ции в устано вке	Содержа- ние установки	Коррекция оборудо-вания
Эчр Эпч Эч Эпт Эв	Токар.	2	1, 5 15, 22	005	А Б	I II	Тчр16 Тчр17 Пдчр14 Пдчр15 Рчр19 Рчр22 Пдчр23 Тчр3 Тчр5 Пдчр1 Пдчр9 Тчр6 Тчр7 Рчр20 Пдчр11 Тчр10 Пдчр21	Токар-ный с ЧПУ
	Свер-лильн.	1	1, 22	020	А	I	С18 С12	Сверлил. с ЧПУ
	Токарный	2	1, 5 15, 22	005	А Б	I II	Тпч16 Пдпч14 Рпч19 Рпч22 Пдпч23 НР3 Тпч5 Пдпч9 Тпч7 Рпч20 Тпч10 Пдпч21	Токар-ный с ЧПУ
	Свер-лильн.	1	1, 22	020	А	I	Нр18 З12	Сверлил. с ЧПУ
	Токарный	2	1, 5 15, 22	010	А Б	I II	Тч16 Пдч14 Рч19 Рч22 Пдч23 Тч4 Тч2 Тч5 Пдч9 Тч7 Рч20 Тч10 Пдч21 Тч4 Тч2	Токар-ный с ЧПУ
	Сверлильн.	1	1, 22	020	А	I	Рз12	Сверлил. с ЧПУ
	Фрезерный	1	15,22	025	А Б	I I	Фрч13 Фрч8	Фрезерн. с ЧПУ
	Протяжной	1	1, 5	030	А	I	Пр 24	Протяжн.
	Токарный	1	1, 5	015	А	I	Рпт22	Токарн. с ЧПУ
	Свер-лильн.	1	1, 22	020	А	I	Рз12	Сверлил. с ЧПУ
	Шлифовал.	2	1, 5 15, 22	040	А Б	I II	Шпт16 Шпт14 Шпт7 Шпт5 Шпт9	Шлифов. с ЧПУ
	Токарный	1	1, 5	015	А	I	Рв22	Токарн. с ЧПУ
	Свер-лильн.	1	1, 22	020	А	I	Рз12	Сверлил. с ЧПУ
	Шлифовальный	2	15, 22	015	А Б	I II	Шв5 Шв7	Шлифовальный с ЧПУ

Таблица 4.4

№ операции	Наименование и краткое содержание операции	Базы	Тип оборудования
005	Токарная с ЧПУ А; I; 16, 17, 14, 15, 19, 22, 23; II; 16, 14, 19, 22, 23. Б; I; 3, 5, 1, 9, 7, 6, 20, 11, 10, 21; II; 3, 5, 9, 7, 20, 10, 21.	1, 5 15, 22	Токарный с ЧПУ Schiess SK100CNC
010	Токарная с ЧПУ А; I; 16, 14, 19, 22, 23; Б; I; 5, 9, 7, 20, 10, 21;	1, 5 15, 22	Токарный с ЧПУ Schiess SK100CNC
015	Токарная с ЧПУ А; I; 22; II; 22;	1, 5	Токарный с ЧПУ Schiess SK100CNC
020	Сверлильная с ЧПУ А; I; 18, 12; II; 18, 12; III; 12; IV; 12; V; 12;	1, 22	Фрезерно-сверлильный с ЧПУ 6906ВМФ3
025	Фрезерная с ЧПУ A; I; 13; Б; I; 8.	15, 22 1, 5	Фрезерно-сверлильный с ЧПУ 6906ВМФ3
030	Протяжная А; I; 24	1, 5	Протяжной 7Б64
035	Термическая		Печь
040	Шлифовальная с ЧПУ A; I; 14, 16. Б; I; 5, 7, 9; II; 5, 7.	1, 5 15, 22	Круглошлифовальный с ЧПУ Paragon GU3250CNC
045	Моечная		Моечная машина
050	Контрольная

В таблице 4.3 арабскими цифрами указаны номера поверхностей детали, обрабатываемых в соответствующей позиции и принимаемых за базы.

5. Разработка операционного технологического процесса обработки

детали

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

5.1. Уточнение выбранного технологического оборудования.

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

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

- принцип максимальной концентрации;

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

- технологические возможности назначенного оборудования.

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

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

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

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

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

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

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

Таблица 5.1 Характеристика оборудования

Наимено вание станка	nшп max, мин-1	Nдв, кВт	Емкость магазина инстру ментов, шт.	Размеры рабочей поверхности стола, мм	Габарит ные размеры, мм	Вес, кг	Класс точнос ти станка
Токарный с ЧПУ Schiess SK100CNC	2000	22	24	125х320	3900х2400 х1920	10000	Н
Фрезерно-сверлильный с ЧПУ 6906ВМФ3	2500	5	30	800х730	3100х2165 х2595	7330	Н
Протяжной 7Б64		11	-	320х400	2875х1350 х3640	5050	Н
Круглошлифов. с ЧПУ Paragon GU3250CNC	800	5	-	-	3330х2800 х1890	2500	В

5.2 Уточнение схемы установки детали

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

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

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

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

Рисунок 3. Схема установки детали на операции 005, 010, 015, 025, 030, 040 установка А.

В качестве технологических баз на операциях 005, 010, 025, 040 в установке Б служат ВЦП22 и НТП15.

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

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

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

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

Рисунок 5. Схема установки детали на операциях 015 установки А.

В качестве технологических баз на операциях 025 установки А служат ВЦП22 и НТП15. Схема установки детали на операциях 025 установки А приведена на рисунке 6.

Рисунок 6. Схема установки детали на операциях 025 установ А.

5.3 Назначение режущих инструментов

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

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

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

Данные о режущем инструменте заносим в таблицу 5.2.

Таблица 5.2. Режущий инструмент

№ оп.	Наименование оборудования	Наименование режущего инструмента	Кол-во, шт.	Инструмен- тальный материал
005	Schiess SK100CNC	Резец проходной с твердосплавной пластиной Резец расточной с твердосплавной пластиной Резец резьбонарезной	1 1 1	Т5К10 Т5К10 Т15К6
010	Schiess SK100CNC	Резец проходной с твердосплавной пластиной Резец расточной с твердосплавной пластиной Резец фасонный	1 1 1	Т15К6 Т15К6 Т5К10
015	Schiess SK100CNC	Резец расточной с твердосплавной пластиной	2	Т15К6
020	6906ВМФ3	Сверло 16 мм Метчик М16-8Н Сверло 11,2 -0,180 мм Зенкер 11,5-0,110 мм Развертка 11,75-0,043 мм Развертка 11,88-0,043 мм Развертка 11-0,043 мм	1 1 1 1 1 1 1	Р6М5 Р6М5 Р6М5 Т15К6 Р18 Р18 Р18
025	6906ВМФ3	Фреза концевая двухспиральная O10 мм, z = 2 Фреза концевая O26 мм, z = 4	1 1	Р6М5Ф3 Р6М5Ф3
030	7Б64	Протяжка 80-0,030 мм	1	Р18
040	Paragon GU3250CNC	Шлифовальный круг ПВД 100х38х50 13А 80П СМ2 7 К8 35 м/с Б 2 кл. ГОСТ 2424-83 Шлифовальный круг ПВД 100х38х40 13А 80П СМ2 7 К8 35 м/с Б 2 кл. ГОСТ 2424-83 Шлифовальный круг ПВД 100х38х40 13А 40П СМ1 7 К8 35 м/с Б 2 кл. ГОСТ 2424-83	1 1 1	Электрокорунд

В качестве инструментального режущего материала для сверла и метчика принимаем быстрорежущую сталь марки Р6М5 (6% W; 5% Mo) по ГОСТ 19265-75, наиболее часто используемую на практике вследствие хорошего сочетания в ней эксплуатационных и технологических свойств. Быстрорежущая сталь марки Р6М5 применяется для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых, легированных, конструкционных сталей, а также цветных металлов и сплавов.

В качестве инструментального режущего материала для развертки и протяжки принимаем быстрорежущую сталь марки Р18 (18% W). Быстрорежущая сталь марки Р18 применяется для всех видов режущего инструмента при чистовой обработке углеродистых, легированных, конструкционных сталей. В качестве инструментального материала для фрезерования шпоночного паза и торцевой канавки выбираем быстрорежущую сталь Р6М5Ф3 (6% W; 5% Mo; 3% V). Сталь данной марки применяется для чистовых и получистовых инструментов при обработке нелегированных и легированных конструкционных сталей.

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

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

Расшифруем обозначение шлифовальных кругов.

ПВД 100х38х40 13А 40П СМ1 7 К8 35 м/с Б 2 кл. ГОСТ 2424-83

Круг шлифовальный типа ПВД ( с двусторонней выточкой) с размерами 100х38х40 мм, из нормального электрокорунда марки 13А, зернистостью 40П, степенью твердости СМ1 (средне мягкий), со структурой №7 (открытая), на керамической связке К8, с рабочей скоростью 35 м/c, класс точности Б, 2-го класса неуравновешенности.

6. Эскизы обработки

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

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

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

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

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

Для каждого инструмента на эскизе указывается материал режущей части.

Эскизы обработки приведены в п.7 пояснительной записки и в чертежах приложения.

7. Расчёт операционных размеров и размеров заготовки

При расчете линейных операционных размеров приводим последовательность выполнения линейных операционных размеров с указанием номера операции, установка, позиции и технологического перехода, оборудования, этапа обработки и технологического эскиза. Эта информация представлена в таблице 7.1.

Таблица 7.1. Последовательность выполнения линейных операционных размеров.

№ оп.	Уст.	Позиция	Содержание операции	Оборудование	Технологический эскиз
005	А	I	1. Точить поверхности 3, 4, выдерживая размеры А1, А2. 2. Расточить поверхности 1, 2, выдерживая размер А3.	Schiess SK100CNC
		II	1. Точить поверхность 3, выдерживая размер А4. 2. Расточить поверхности 1, 2, выдерживая размер А5.
	Б	I	1. Точить поверхности 1, 2 3, 4, выдерживая размеры Б1, Б2, Б4, Б5, Б6, Б7. 2. Расточить поверхность 5, выдерживая размер Б3.
		II	1. Точить поверхности 1, 2, выдерживая размеры Б9, Б10. 2. Расточить поверхность 4, выдерживая размер Б8. 3. Нарезать резьбу на поверхности 3.
010	А	I	1. Точить фаску и поверхность 3, выдерживая размер А6. 2. Расточить поверхности 1, 2, выдерживая размер А7. 3. Точить канавку.	Schiess SK100CNC
	Б	I	1. Точить фаски и поверхности 1, 2, выдерживая размеры Б12, Б13. 2. Расточить поверхность 3, выдерживая размер Б11. 3. Точить 2 канавки.
015	А	I	Расточить поверхность 1.	Schiess SK100CNC
		II	Расточить поверхность 1.
020	А	I	Сверлить отверстия 2, 3, выдерживая размеры 1, 4, 5.	6906ВМФ3
		II III	1. Нарезать резьбу 3, выдерживая размер 6. 2. Зенкеровать отверстие 2, выдерживая размеры 1, 5. 1. Развернуть отверстие 4, выдерживая размеры 1, 5.
		IV V	1. Развернуть отверстие 2, выдерживая размеры 1, 4. 2. Развернуть отверстие 3, выдерживая размеры 1, 4.
025	А	I	1. Фрезеровать торцевую канавку 1, выдерживая размеры 2, 3.	6906ВМФ3
		II	1. Фрезеровать шпоночный паз, выдерживая размеры 1 и 2.
030	А	I	1. Протянуть шлицевую поверхность, выдерживая размеры 1 и 2.	7Б64
040	А Б	I	1. Шлифовать поверхность 2, выдерживая размер А8.	Paragon GU3250CNC
		I	1. Шлифовать поверхность 2, выдерживая размер Б14.
		II	1. Шлифовать поверхность 2, выдерживая размер Б15.

7.1 Расчёт линейных операционных размеров

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

Схема операционных размеров и припусков приведена на рисунке 7.

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

1. 1

2. 2

3. 3

4. 6

5. 11

6. 4

7. 5

8. 14

9. 15

10. 13

11. 12

12. 16

13. 21

14. 10

15. 7 порядок расчёта

16. 8

17. 17

18. 22

19. 9

20. 23

21. 26

22. 27

23. напуск

24. напуск

25. 28

26. напуск

27. 20

28. 19

29. 18

30. 29

31. 25

32. 24

Расчёт операционных размеров и припусков

1) А = Б1

Б1 = 241-0,46 мм.

2) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном конструкторский размер:

Неизвестным звеном является размер Б5.

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

Кmax = Б1max - Б8min

Кmin = Б1min - Б8max

Искомые предельные операционные размеры определяем из уравнений:

Б8min = Б1mах - Кmax

Б8max = Б1 min - Кmin

Проверяем уравнение допусков:

ТК ? ТБ1 + ТБ8

Подставляя заданные значения допусков будем иметь:

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

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

Б1 = 241-0,034 мм

0,062 = 0,034 + 0,028

Допуск размера Б8 будет ТБ8= 0,028 мм.

Вычисляем искомые предельные операционные размеры звена Б8:

Б8min = 241 - 40,031= 200,969 (мм)

Б8max = 240,966 -39,969= 200,997 (мм)

Выполним проверку вычислений:

Б8max - Б8min = 200,997 -200,996=0,028 (мм)

Вычисления произведены правильно.

Окончательно размер запишется так:

мм.

3) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном конструкторский размер:

Неизвестным звеном является размер А7.

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

Жmax = А7max - Б1min + Б8max

Жmin = А7min - Б1max + Б8min

Искомые предельные операционные размеры определяем из уравнений:

А7max = Б1 min + Жmax - Б8max

А7min = Б1 mах + Жmin - Б8min

Проверяем уравнение допусков:

ТЖ ? ТА7 + ТБ1 + ТБ8

Подставляя заданные значения допусков будем иметь:

0,074 ? ТА7 + 0,46 + 0,028

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

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

Допуск размера А7 будет ТА7= 0,012 мм

Вычисляем искомые предельные операционные размеры звена А7:

А7max = 80 + 240,966 - 200, 997 = 119, 969 (мм)

А7min = 79,926 + 241 - 200,969 = 119,957 (мм)

Выполним проверку вычислений:

А7max - А7min = 119, 969-119,957=0,012 (мм)

Вычисления произведены правильно.

Окончательно размер запишется так:

мм.

4) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном конструкторский размер:

Неизвестным звеном является размер Б2.

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

Лmax = Б1max - Б2min

Лmin = Б1min - Б2max

Искомые предельные операционные размеры определяем из уравнений:

Б2max = Б1 min - Лmin

Б2min = Б1mах - Лmax

Проверяем уравнение допусков:

ТЛ ? ТБ1 + ТБ2

Подставляя заданные значения допусков будем иметь:

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

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

Б1 = 241 -0,07 мм

0,13 = 0,07 + 0,06

Допуск размера Б2 будет ТБ2 = 0,06 мм

Вычисляем искомые предельные операционные размеры звена Б2:

Б2max = 241 - 25,065 = 215,995 (мм)

Б2min = 240,93 - 24,935 = 215,935 (мм)

Выполним проверку вычислений: Б2max - Б2min = 215,995 - 215,935=0,06 (мм)

Вычисления произведены правильно.

Окончательно размер Б2 запишется так:

мм.

5) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном конструкторский размер:

Неизвестным звеном является размер Б6.

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

Вmax = Б2max - Б6min

Вmin = Б2min - Б6max

Искомые предельные операционные размеры определяем из уравнений:

Б6max = Б2 min - Вmin

Б6min = Б2mах - Вmax

Проверяем уравнение допусков:

ТВ ? ТБ2 + ТБ6

Подставляя заданные значения допусков будем иметь:

0,25 ? 0,06 + ТБ6

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

0,25 = 0,06 + 0,19

Допуск размера Б6 будет ТБ6 = 0,19 мм

Вычисляем искомые предельные операционные размеры звена Б6:

Б6max = 215,935 -152,75 = 63,185 (мм)

Б6min = 215,995 - 153 = 62,995 (мм)

Выполним проверку вычислений:

Б6max - Б6min = 63,185 - 62,995 = 0,19 (мм)

Вычисления произведены правильно.

Окончательно размер Б6 запишется так:

мм.

6) Уравнение размерной цепи с замыкающим звеном конструкторский размер:

Неизвестным звеном является размер Б4.

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

Иmax = Б2max - Б4min

Иmin = Б2min - Б4max

Искомые предельные операционные размеры определяем из уравнений:

Б4min = Б2mах - Иmax

Б4max = Б2 min - Иmin

Проверяем уравнение допусков:

ТИ ? ТБ2 + ТБ4

Подставляя заданные значения допусков будем иметь:

0,25 ? 0,06 + Т Б4

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

0,25 = 0,06 + 0,19

Допуск размера Б4 будет Т Б4= 0,19 мм

Вычисляем искомые предельные операционные размеры звена Б4:

Б4min = 215,995 - 48 = 167,995 (мм)

Б4max = 215,935 - 47,75 = 168,185 (мм)

Выполним проверку вычислений:

Б4max - Б4min = 168,185 - 167,995 =0,19 (мм)

Вычисления произведены правильно.

Окончательно размер Б4 запишется так:

мм.

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

Неизвестным звеном является размер Б11.

Для решения данного уравнения записываем одно расчётное уравнение:



Записываем уравнение относительно неизвестного звена:

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

,

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

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

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

- погрешность при установке на выполняемом этапе.

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

Таблица 7.2

Технологические переходы обработки	Элементы припуска ,мкм
	Rz			Э
Черновое точение	63	80	45	185
П/ч точение	40	30	38	9
Чистовое точение	20	20	30	7
Точение повышенной точности	8	10	15	43
Точение высокой точности	5	3	8	41

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

определяем суммарное значение пространственного отклонения расположения заготовки , по формуле:

,

где - общее отклонение расположения заготовки, мкм;

Тзаг - допуск на диаметральный размер базы заготовки, мм;

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

L - общая длина заготовки.

= 0,0005*241 = 0,12 мм,

= 750 мкм.

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

,

где ку - коэффициент уточнения.

а) после выполнения чернового этапа:

б) после выполнения получистового этапа:

в) после выполнения чистового этапа:

г) после выполнения этапа повышенной точности:

д) после выполнения этапа высокой точности:

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

,

где - погрешность базирования;

- погрешность закрепления ;

- погрешность приспособления.

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

Т.к. = 0, то =

Погрешность установки :

а) на черновом этапе обработки: = 0,25*Тз = 0,25*740 = 185 мкм

Для остальных этапов погрешность установки определим с помощью коэффициента уточнения.

б) получистовой этап: 185 ·0,05 = 9 мкм

в) чистовой этап: 185 ·0,04 = 7 мкм

г) этап повышенной точности:

Т.к. шлифование повышенной и высокой точности проводится после термообработки, то

К- коэффициент, учитывающий размер поверхности

К = 0,004*Г+1 = 1,96 мм,

Г - наибольший габаритный размер обрабатываемой поверхности,

185 ·0,02+ 0,02*1960 = 43 мкм

д) этап высокой точности: 185 ·0,01+ 0,02*1960 = 41 мкм

Припуск, снимаемый с поверхности на чистовом этапе:

ZБ11min = 40 + 30 + 38 + 7 = 115 мкм

Определяем первое предельное значение искомого звена Б11min:

Б11max = 200,969 - 0,115 = 200,854 (мм)

Назначаем на Б11 целесообразный допуск, соответствующий 9 квалитету обработки: ТБ11 = 0,115 мм.

Определяем второе предельное значение искомого звена А13max:

Б11min = Б11max - ТБ11 = 200,854 - 0,115 = 200,739 (мм)

Окончательно размер Б11 можно записать так:

мм.

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

Неизвестным звеном является размер А5.

Для решения данного уравнения записываем одно расчётное уравнение:

Записываем уравнение относительно неизвестного звена:

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

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

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

Определяем первое предельное значение искомого звена А5min:

А5min = 0,115 + 119,969 = 120,084 (мм)

Назначаем на А5 целесообразный допуск, соответствующий 9 квалитету обработки: ТА5 = 0,22 (мм) - черновой этап обработки.

Определяем второе предельное значение искомого звена А5max:

А5 max = А5min + ТА5 = 120,084 + 0,22 = 120,304 (мм)

Окончательно размер А5 можно записать так:

мм.

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

Неизвестным звеном является размер Б9.

Для решения данного уравнения записываем одно расчётное уравнение:

Записываем уравнение относительно неизвестного звена:

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



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

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