Разработка технологичного процесса изготовления вала ступенчатого (стр. 3 из 5)

На токарной черновой операции 010 используем явную опорную базу - торец 1, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. На токарной черновой операции 020 используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. На токарной чистовой операции 020 используем явную опорную базу - торец 1, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. На сверлильной операции 030 используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. На протяжной операции 040 используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 16. На зубофрезерной операции 050 используем явную опорную базу – торец 2, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. На внутришлифовальной операции 080 используем установочную базу - торец 1, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. На зубошлифовальной операции 090 используем явную опорную базу – торец 1, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. На шлифовальной операции 100 используем установочную базу - торец 1, и скрытую направляющую базу – ось детали 16.

5. РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ В ОСЕВОМ НАПРАВЛЕНИИ

5.1 Размерные цепи и их уравнения

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

[A] = Sxi×Ai , (5.1)

где [A] – номинальное значение замыкающего звена;

Ai- номинальные значения составляющих звеньев;

i – порядковый номер звена;

n – число составляющих звеньев;

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

Уравнения замыкающих звеньев:

[Р] = -Ц25-1 + Д 20 - В15;

[М] = -Ф25-1 + Д20 – В15;

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

5.2 Проверка условий точности изготовления детали

Производим проверку размерной корректности звеньев, исходя из условия корректности:

A] <TAчерт, (5.2)

где A] – погрешность размера или пространственного отклонения, возникающая в ходе выполнения технологического процесса;

TAчерт -допуск размера или пространственного отклонения по чертежу;

w[Р] = ТЦ25-1 + ТД20 + ТВ15 = 0,128+0,17+0,08= 0,378;

Тч[Р] = 0,43;

0,43 > 0,378 - условие выполнено;

w[М] = ТФ25-1 + ТД20 + ТВ15 = 0,128+0,17+0,08 = 0,378;

Тч[М] = 0,43;

0,43> 0,378 - условие выполнено;

Вывод: условие корректности размерных звеньев цепи выполняется.

Составим уравнения замыкающих операционных припусков:

[Z105] = -Ж05+ Ж00;

[Z705] = М00 – Ж00+Ж05-М05;

[Z410] = И00 + З00– Ж00+Ж05-О10 ;

[Z510] = -Л00 + М00– Ж00+Ж05-П10;

[Z610] = -К00 + М00 - Ж00 +Ж05-Р10;

[Z210] = -Т10 + М05-Ж05;

[Z310] = -С10 + М05 – Ж05 + Ж00+З00;

[Z615] = Р10 - Р15;

[Z515] = П10 - П15 ;

[Z215] = -Т15 + Т10;

[Z315] = -С15 + С10;

[Z530] = П15 – Э05 –П30;

[Z230] = -Т30 - Я05+Т15.

5.3 Расчёт припусков

Определим минимальные значения операционных припусков по формуле:

Zimin=(Rz + h)i-1 +СФ – черновая операция (5.3)

Zimin=(Rz + h+Д)i-1 - чистовая операция (5.4)

где Rzi-1 , hi-1 – высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке (значения берутся по прил.4 [2]);

Д i-1 – величина отклонения от перпендикулярности на предыдущей обработке;

СФ – смещение формы, возникающие при заготовительной операции.

[Z105] min = 0,1 + 0,2 + 1 = 1,3 мм;

[Z705] min = 0,1 + 0,2 + 1 = 1,3 мм;

[Z410] min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;

[Z510] min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;

[Z610] min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;

[Z210] min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;

[Z310] min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;

[Z615] min= 0,08+0,1+0,03 = 0,21 мм;

[Z515] min = 0,08+0,1+0,03 = 0,21 мм;

[Z215] min = 0,08+0,1+0,03 = 0,21 мм;

[Z315] min = 0,08+0,1+0,03 = 0,21 мм;

[Z530] min= 0,03+0,04+0,015 = 0,085 мм;

[Z230] min = 0,03+0,04+0,015 = 0,085 мм.

Рассчитаем величины колебаний операционных припусков, используя формулы:

при n£ 4; (5.5)

при n> 4; (5.6)

где: xi – коэффициент влияния составного звена на замыкающие звено;

n – число звеньев в уравнении припуска;

 - коэффициент соотношения между законом распределения величины Аi и законом нормального распределения:

Таблица 5.1Значения коэффициента l2

Квалитет точности	Значение коэффициента l2	Закон распределения
IT 5...6	1/3	Равновесный
IT 7…8	1/6	Симпсона
IT 9…12 и грубее	1/9	Гаусса

tD – коэффициентриска, (tD=3.0).

щ [Z105] min = 3,2 + 1,2 = 4,4 мм;

щ [Z705] min = 5 + 3,2 + 1,2+0,3 = 9,7 мм;

щ [Z410] min =

= 5,68 мм;

щ [Z510] min =

= 6,86 мм;

щ [Z610] min =

= 6,86 мм;

щ [Z210] min = 0,3 + 0,25 + 1,2 = 1,75 мм;

щ [Z310] min =

= 4,7 мм;

щ [Z615] min = 0,3 + 0,27 = 0,57 мм;

щ [Z515] min = 0,3 + 0,28 = 0,58 мм;

щ [Z215] min = 0,27 + 0,3 = 0,57 мм;

щ [Z315] min = 0,27 + 0,3 = 0,57 мм;

щ [Z530] min = 0,28 + 0,1 + 0,17 = 0,55 мм;

щ [Z230] min = 0,28 +0,1 +0,17 = 0,55 мм.

Определим максимальные значения операционных припусков по формуле:

(5.7)

[Z105] max = 1,3 + 4,4 = 5,7 мм;

[Z705] max = 1,3 + 9,7 = 11 мм;

[Z410] max = 1,35 + 5,68 =7,03 мм;

[Z510] max = 1,35 + 6,86 = 8,21 мм;

[Z610] max = 1,35 + 6,86 = 8,21 мм;

[Z210] max = 1,35 + 1,75 = 3,1 мм;

[Z310] max = 1,35 + 4,7 = 6,05 мм;

[Z615] max= 0,21 + 0,57 = 0,78 мм;

[Z515] max = 0,21 + 0,58 = 0,79 мм;

[Z215] max = 0,21 + 0,57 = 0,78 мм;

[Z315] max = 0,21 + 0,57 = 0,78 мм;

[Z530] max= 0,085+0,55 = 0,635 мм;

[Z230] max = 0,085+0,55 = 0,635 мм.

Определим средние значения операционных припусков по формуле:

(5.8)

[Z105] ср = 05 · (1,3 + 5,7) = 3,5 мм;

[Z705] ср = 05 · (1,3 + 11) = 6,15 мм;

[Z410] ср = 05 · (1,35 + 7,03) = 4,19 мм;

[Z510] ср = 05 · (1,35 + 8,21) = 4,78 мм;

[Z610] ср = 05 · (1,35 + 8,21) = 4,78 мм;

[Z210] ср = 05 · (1,35 + 3,1) = 2,23 мм;

[Z310] ср = 05 · (1,35 + 6,05) = 3,7 мм;

[Z615] ср = 05 · (0,21 + 0,78) = 0,495 мм;

[Z515] ср = 05 · (0,21 + 0,79) = 0,45 мм;

[Z215] ср = 05 · (0,21 + 0,78) = 0,495 мм;

[Z315] ср = 05 · (0,21 + 0,78) = 0,495 мм;

[Z530] ср = 05 · (0,085 + 0,635) = 0,36 мм;

[Z230] ср = 05 · (0,085 + 0,635) = 0,36 мм

5.4 Расчёт операционных размеров

Произведем расчет значений операционных размеров по способу средних значений.

Найдем средние значения размеров, известных заранее:

[М05] = 275 ± 1,3 мм; [М05]ср = 275 мм;

[З15] = 115 ± 0,87 мм; [315]ср = 115 мм;

[Ж30] = 45 ± 0,62 мм; [Ж30] ср = 45 мм;

[К15]= 60 ± 0,74 мм; [К15]ср = 60 мм;

[Л30]= 110 ± 0,87 мм; [Л30]ср = 110 мм;

Э05 = 6,41 ± 0,3 мм; Э05ср = 6,41 мм;

Я05 = 6,41 ± 0,3 мм; Я05ср = 6,41 мм;

[Н] = 145 ± 1,0 мм; [Н] ср = 145 мм.

Найденные средние значения подставим в уравнения операционных размеров, решая эти уравнения, мы получим средние значения операционных размеров.

1) [Л30] = -П30 - Э 05 + [М05]; П30= - [Л30]- Э05 +[М05];

П30= 275 - 6,41 – 110 = 158,59 мм;

2) [Н] = [М05] - О10;О10 = [М05] - [Н];

[О10] = 275 - 145 = 130 мм;

3) [Ж30] = -Т30 – Я05 + [М05]; Т30 = [М05] – Я05 - [Ж30];

Т30= 275 – 6,41 – 45 = 223,59 мм;

4) [З15] = -С15 + [М05]; С15 = [М05] - [З15];

С15= 275 – 115 = 160 мм;

5) [К15] = -Р15 + [М05]; Р15 = [М05] - [К15];

Р15= 275 – 60 = 215 мм;

6) [Z230] = -Т30 – Я05 + Т15; Т15 = [Z230] + Т30 + Я05;

Т15 = 223,59 + 6,41 + 0,36 = 230,36 мм;

7) [Z530] = П15 – Э05 – П30; П15 = [Z530] + Э05 + П30;

П15 = 0,36 + 6,41 + 158,59 = 165,36 мм;

8) [Z215] = -Т15 + Т10; Т10 = [Z215] + Т15;

Т10 = 0,495 + 230,36 = 230,855 мм;

9) [Z315] = -С15 + С10; С10 = [Z315] + С15;

С10 = 0,495 + 160 = 160,495 мм;

10) [Z615] = Р10 - Р15; Р10 = [Z615] + Р15 ;

Р10 = 0,495 + 215 = 215,495 мм;

11) [Z515] = П10 - П15; П10= [Z515] + П15;

П10 = 0,5 + 165,36 = 165,86 мм;

12) [Z210] = -Т10 + [М05] -Ж05; Ж05 = [М05] – Т10 – [Z210];

Ж05 = 275 – 230,855 – 2,23 = 41,915 мм;

13) [Z105] = -Ж05+ Ж00; Ж00 = [Z105] + Ж05;

Ж00 = 3,5 + 41,915 = 45,415 мм;

14) [Z705] = М00 – Ж00+ Ж05 - [М05]; М00 = [Z705] + Ж00 - Ж05 + [М05];

М00 = 6,15 + 45,415 – 41,915 + 275 = 284,65 мм;

15) [Z310] = -С10 + [М05] – Ж05 + Ж00+З00; З00 = [М05] - [Z310] - С10 - Ж05 + Ж00;

З00 = 275 – 3,7 – 160,495 – 41,915 + 45,415 = 114,305 мм;

16) [Z610] = -К00 + М00 - Ж00 +Ж05-Р10; К00 = М00 - Ж00 +Ж05-Р10 -[Z610];

К00 = 284,65 – 45,415 + 41,915 – 215,495 – 4,78 = 60,875 мм;

17) [Z510] = -Л00 + М00– Ж00+Ж05-П10; Л00= М00– Ж00+Ж05-П10 -[Z510];

Л00 = 284,65 – 45,415 + 41,915 – 165,86 – 4,78 = 110,51 мм;

18) [Z410] = И00 + З00– Ж00+Ж05-О10; И00 = Ж00 - Ж05 + О10 - З00 + [Z410];

И00 = 45,415 – 41,915 + 130 + 4,19 -114,305 = 23,385 мм;

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

Таблица 5.2 Значения операционных размеров в осевом направлении

Символьное обозначение	Минимальный размер, мм Amin =Aср -TA/2	Максимальный размер, мм Amax =Aср +TA/2	Среднийразмер, мм	Окончательная запись в требуемой форме, мм
Ж00	45,105	45,725	45,415	45,415 ± 0,31
З00	113,87	114,74	114,305	114,305 ± 0,435
И00	23,125	23,645	23,385	23,385 ± 0,26
К00	60,505	61,245	60,875	60,875 ± 0,37
Л00	110,075	110,945	110,51	110,51 ± 0,435
М00	284	285,3	284,65	284,65 ± 0,65
Ж05	41,79	42,04	41,915	41,915 ± 0,125
М05	274,74	275,26	275	275 ± 0,26
О10	129,8	130,2	130	130 ± 0,2
П10	165,66	166,06	165,86	165,86 ± 0,2
Р10	215,265	215,725	215,495	215,495 ± 0,23
С10	160,295	160,695	160,495	160,495 ± 0,2
Т10	230,625	231,085	230,855	230,855 ± 0,23
П15	165,302	165,418	165,36	165,36 ± 0,058
Р15	214,942	215,058	215	215 ± 0,058
С15	159,95	160,05	160	160 ± 0,05
Т15	230,302	230,418	230,36	230,36 ± 0,058
П30	158,5585	158,6215	158,59	158,59 ± 0,0315
Т30	223,554	223,626	223,59	223,59 ± 0,036

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