Тема 3. Трудовий договір

Дата добавления: 2015-10-18; просмотров: 846

При проектировании технологических процессов (ТП) механической обработки заготовок размерные расчеты играют важную роль, определяя точность, качество и экономичность изготовления деталей. В авиадвигателестроении используются высококачественные дорогостоящие стали и сплавы, требования к точности и качеству изготовления деталей являются более высокими, чем в обычном машиностроении. В связи с этим задача получения для проектируемого ТП оптимальных или близких к ним структуры и геометрических параметров процесса становится особенно актуальным.

В авиадвигателестроении используются высококачественные дорогостоящие стали и сплавы, требования к точности и качеству изготовления деталей являются более высокими, чем в общем машиностроении. В связи с этим задача получения для проектируемого ТП оптимальных или близких к ним структуры и геометрических параметров процесса становиться особенно актуальной. Эти требования в полной мере обеспечиваются методикой технологических размерных расчетов, которая как в целом, так и в деталях соответствует закономерностям теории размерных цепей, что является необходимым и достаточным показателем высокого научного и инженерного уровня методик размерных расчетов (размерного анализа).[1]

Теоретической основой методики расчета припусков, операционных допусков и операционных размеров является теория размерных цепей, созданная советскими учеными Б.С. Балакшиным, В.П. Пузановой, Н.А. Бородачевым, П.Ф. Дунаевым и др. В создании методов выявления и решения технологических размерных цепей, значительный вклад внесли С.И. Брук, Б.И. Лившиц, В.Н. Гостев, И.А. Иващенко, В.В. Матвеев и др.

Размерной цепью называют совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующих замкнутый контур.

В зависимости от решаемой задачи размерные цепи разделяют на конструкторские, технологические и измерительные. Технологическими размерными цепями называют размерные цепи, звеньями которых могут быть операционные размеры, припуски и конструкторские размеры.

В зависимости от расположения звеньев различают пространственные, плоские, линейные и угловые расчетные цепи. Большинство технологических размерных расчетов выполняется с использованием линейных цепей. В линейной расчетной цепи все звенья лежат в одной плоскости или параллельны друг другу.

Размерная цепь состоит из звеньев, которыми могут быть любые размеры, а так же отклонения размеров. Звенья размерной цепи делятся на замыкающие и составляющие.

Целью данной курсовой работы является углубление и закрепление знаний по технологическим размерным расчетам, получаемым студентами на аудиторных занятиях, и привитие студентам умений и навыков выполнения таких расчетов, как традиционными способами, так и автоматизированным с использованием ЭВМ.

1 ИЗУЧЕНИЕ И АНАЛИЗ РАБОЧЕГО ЧЕРТЕЖА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

Рисунок 1 - Рабочий эскиз детали

Рисунок 2 - Перечень обрабатываемых поверхностей

Рисунок 3 - Технологический процесс обработки заготовки

Деталь имеет 10 обрабатываемых поверхностей: 6 цилиндрических и 4 плоских. Согласно технологическому процессу (рисунок 3) поверхности обрабатываются:

Поверхность 1: токарным черновым и чистовым точением

Поверхность 2: токарным черновым и чистовым точением

Поверхность 3: токарным черновым и чистовым точением

Поверхность 4: токарным черновым и чистовым точением.

Поверхность 5: токарным черновым и чистовым точением, шлифованием.

Поверхность 6: токарным черновым и чистовым точением, шлифованием.

Поверхность 7:сверлением, зенкерованием, развертыванием.

Поверхность 8: токарным черновым точением.

Поверхность 9: расточкой.

Поверхность 10: сверлением.

Также все поверхности проходят термическую обработку.

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСХОДНОЙ ЗАГОТОВКИ НА ОСНОВЕ НОРМАТИВОВ ОБЩИХ ПРИПУСКОВ

По таблице П17 [2] или по таблице 2 [1] определяем общие припуски на основе нормативов. Для нашего случая наибольшие габариты заготовки будут примерно мм.

В

В

В

28 с одной стороны, а с другой

40 с одной стороны, а с другой

120

Для определения допусков на заготовку воспользуемся таблицами П8,9 [2].

, , , , , , .

Рисунок 4 – Чертеж заготовки

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ РАЗМЕРОВ

Методика определения линейных операционных размеров предусматривает построение и решение технологических размерных цепей.

3.1 ПОСТРОЕНИЕ РАЗМЕРНОЙ СХЕМЫ И ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ

Для построения технологических размерных цепей воспользуемся исходной информацией, представленной в виде чертежа детали и операционных эскизов на каждую выполняемую операцию ТП.

Размерная схема ТП строим следующим образом:

- основными линиями изображаем контур готовой детали;

- к каждому обрабатываемому торцу тонкими линиями пририсовываем припуски на обработку. Крайние тонкие линии образуют контур заготовки;

- над проекцией детали наносим все заданные по чертежу линейные конструкторские размеры, индексируя их КР1, КР2, КР3, КР4, КР5;

- ниже контура детали проставляем все линейные операционные размеры заданного направления в той последовательности, в какой они получаются по ТП (начиная с размеров заготовки). Размеры проставляем в виде векторов в направлении от исходной базы к обрабатываемой поверхности. Операционные линейные размеры обозначаем прописной буквой Аi, где i- порядковый номер по ТП;

- каждый из операционных припусков обозначаем буквой z с индексом того линейного операционного размера, при выполнении которого он снимается.

После построения размерной схемы приступаем к построению размерных цепей. Общее количество линейных размерных цепей с одной стороны равно количеству замыкающих звеньев – припусков на обработку и конструкторских размеров, а с другой – количеству определяемых операционных размеров. В данном случае количество размерных цепей равно 15, количество операционных размеров равно 15, следовательно, условие выполняется.

Начинаем построение размерной цепи (РЦ) с определения ее замыкающего звена. Каждая РЦ может содержать только одно замыкающее звено. Составляющими звеньями РЦ служат операционные размеры А_i. На контуре цепи звенья изображаем в виде векторов, причем конец предыдущего должен совпадать с началом последующего, а конец последнего – с началом первого с тем, чтобы получить замкнутый контур. Построение цепей ведем, начиная с конца ТП, двигаясь к заготовке.

Размерная схема ТП представлена на рисунке 5.

Линейные размерные цепи представлены на рисунке 6.

Рисунок 5-Размерная схема ТП для линейных размеров

Рисунок 6 – Линейные размерные цепи ТП

3.2 СОСТАВЛЕНИЕ УРАВНЕНИЙ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ И УСТАНОВЛЕНИЕ ОЧЕРЁДНОСТИ ИХ РЕШЕНИЯ

В общем виде для линейных размерных цепей уравнение замыкающего звена имеет вид:

где – замыкающее звено, – увеличивающее составляющее звено, – уменьшающее составляющее звено, m и n – количество соответственно увеличивающих и уменьшающих звеньев цепи.

Перед решением размерных цепей необходимо их упорядочить, т.е. установить порядок их решения. Каждая последующая цепь должна отличаться от предыдущей только одним неизвестным.

Упорядочивание размерных цепей в соответствии с последователь-ностью их дальнейшего решения представлено в таблице 1.

Таблица 1 Уравнения размерных цепей

3.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПЕРАЦИОННЫХ ДОПУСКОВ И ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ

На этом этапе проектирования определяются допуски на линейные операционные размеры и припуски на обработку согласно технологическому процессу (рисунок 3).

Припуски на обработку определяем нормативным методом по таблицам П30…П32 [2] и заносим данные в таблицу 2.

Допуски на операционные размеры назначаем по таблицам П4, П8 и П9 [2] в соответствии с выбранным квалитетом (классом точности) обработки (из табл. П2 [2]) и заносим данные в таблицу 2.

Таблица 2 Предварительные допуски на линейные операционные размеры и припуски на обработку заготовки

Таблица 3 Проверка обеспечения заданной точности конструкторских размеров

Уравнение размерных цепей	Вычисление
КР1= А11-A7+A8	ТD=Т11+Т7+T8= 0.25+0.13+0.4 =0.76	0.76< ТКР1 = 0.8
КР2 = А11-A10+A13	ТD=Т11+T10+T13=0.25+0.22+0.018 =0.488	0. 488< ТКР2 = 0.8
КР3 =А13	ТD = Т13 =0.018	0.018< ТКР3 = 0.18
КР4 =А12-A13	ТD=Т12+T13= 0.018+0.19=0.21	0.21<ТКР4 = 0.6
КР5= А11	ТD = Т11 =0.25	0.25< ТКР5 = 0.4

Таким образом, в нашем примере все принятые допуски на линейные операционные размеры, занесенные в таблицу 3, можно оставить без изменения (ужесточения) и перейти к расчету операционных размеров.

3.4 РАСЧЁТ ЛИНЕЙНЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ РАЗМЕРОВ

Если замыкающим звеном размерной цепи является припуск, то операционный размер вычисляется по формуле: , если же замыкающим звеном является конструкторский размер, то по формуле (при использовании метода максимума–минимума для вычисления ) или же способом средних значений (при использовании вероятностного метода для вычисления ). При определении размеров заготовки используем следующие формулы: и .

р.ц.1 КР₃ =А₁₃

А₁₃ – вал, принимаем А₁₃ = 12_-0.018

р.ц.2 КР₄ =А_12-A₁₃

КР_4min = А_12min-A_13max

КР_4max = А_12max-A_13min

А_12min = КР_4min+ A_13max =59.7+12=71.7

А_12max = КР_4max+ A_13min=60.3+11.982=72.282

А₁₂ – вал, принимаем А₁₂ = 72_-0.19

р.ц.3 КР₅= А₁₁

А₁₁ – вал, принимаем А₁₁ = 120_-0.25

р.ц.4 КР₂ = А₁₁-A₁₀+A₁₃

КР_2min = А_11min-A_10max+A_13min

КР_2max = А_11max-A_10min+A_13max

A_10min= А_11max+A_13max - КР_2max=120+12-40.4=91.6

A_10max= А_11min+A_13min - КР_2min=119.75+11.982-39.6=92.132

А₁₀ – вал, принимаем А₁₀ = 92_-0.22

р.ц.5 Z₁₁=A₇-A₁₁

Z_11min= А_7min-А_11max

A_{7 min}=Z_11min+А_11max = 0.7+120=120.7

A₇ –вал, поэтому A₇= A_7min+T₇=120.7+0.4=121.1

Принимаем А₇=121.1_-0.4

р.ц.6 КР₁= А₁₁-A₇+A₈

КР_1min = А_11min-A_7max+A_8min

КР_1max = А_11max-A_7min+A_8max

A_8min= A_7max- А_11min+ КР_1min=121.1-119.75+19.6=20.95

A_8max= A_7min- А_11max+ КР_1max=120.7-120+20.4=21.1

A₈ –отверстие, поэтому A₈= A_8min-T₈=20.95-0.13=20.82

Принимаем А₈=20.9­­^+0.13

р.ц.7 Z₁₀=A₆-A₁₀

Z_10min= А_6min-A_10max

A_6min=Z_10min+А_10max =0.6+92=92.6

A₆ –вал, поэтому A₆= A_6min+T₆=92.6+0.54=93.14

Принимаем А₆=93.2_-0.54

р.ц.8 Z₁₃=A₁₀-A₁₃-А₆+A₉

Z_13min= А_10min-A_13max - А_6max+ А_9min

A_9min= A_13max+ А_6max- А_10min+ Z_13min =12+93.2-91.78+0.07=13.49

A₉ –вал, поэтому A₉= A_9min+T₉=13.49+0.11=13.6

Принимаем А₉=13.6_-0.11

р.ц.9 Z₉=A₆-A₅-A₉

Z_9min= А_6min-A_5max-А_9max

A_5max = А_6min -А_9max- Z_9min

A_5max = А_6min -А_9max- Z_9min= 92.66-13.6-0.6=78.46

А₅ – отверстие , A₅= A_5max-T₅=78.46-0.55=77.91

Принимаем А₅ =77.9­^+0.55

р.ц.10 Z₇=A₄+A₅-A₇

Z_7min= А_4min+A_5min-А_7max

А_4min = А_7max - A_5min + Z_7min=121.1-77.9+1.8=45

А₄ – вал, поэтому A₄= A_4min+T₄=45+0.62=45.62

принимаем А₄ =45.62_-0.62

р.ц.11 Z₆=A₄+A₅-A₆-A₁

Z_6min= А_4min+A_5min - А_6max- А_1max

А_1max = А_4min + A_5min – А_6max - Z_6min=45+77.9-93.2-1.5=28.2

A₁ –вал, поэтому A₁= A_1min- Δ_н1=28.2-(-0.2)=28.4

ПринимаемA₁=

р.ц.12 z₅=A₃-A₄-A₅

Z_5min= А_3min-A_4max-А_5max

А_3min = Z_5min + A_4max+ А_5max = 1.3+45.62+78.45=125.37

A₃ – вал, поэтому A₃= A_3min- Δ_н3=124.37-(-0.9)=125.27

Принимаем А₃=125.3

р.ц.13 z₄=A₂-A₄

Z_4min=A_2min-A_4max

A_2min= A_4max+Z_4min=45.62+1.5=47.12

A₂- вал, поэтому A₂= A_2min- Δ_н2=47.12-(-0.2)=47.32

Принимаем А₂=47.32

3.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ

Рисунок 7-Размерная схема ТП для диаметральных размеров

Рисунок 8 – Диаметральные размерные цепи ТП

4 АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

В результате выполнения курсовой работы получили размеры проектируемой заготовки укрупненным методом на основе нормативов общих припусков и путем расчета операционных размеров от готовой детали до заготовки.

Сопоставление полученных данных отражено в таблице 4, а также на рисунке 4. Рассчитанные укрупненным способом размеры штамповки записаны под размерными линиями, над размерными линиями проставлены размеры, определенные расчетом всех операционных размеров от окончательных операций до заготовки.

Таблица 4 Сопоставление полученных данных

Индекс линейного размера заготовки	Размеры, полученные на основе нормативов общих припусков	Размеры, полученные в результате расчета операционных размеров

В результате расчета операционных размеров от готовой детали до заготовки операционные припуски определяли нормативным методом, поскольку он является более простым, удобным и менее трудоемким, и преимущественно используется в практике машиностроения. При этом для получения значений припусков близких к оптимальным, за счет более точного учета конкретных условий выполнения операций, можно было бы использовать поэлементный метод, но данный метод более трудоемкий. Однако имеется целый ряд случаев, когда использование расчетно-аналитического метода является не только желательным, но и обязательным: при расчете припусков на обработку отверстий в корпусных деталях; для операций окончательной обработки цилиндрических, плоских и сложных поверхностей после цементации, азотировании, закалки и т.п.

Так же разницу полученных результатов можно объяснить: большим количеством составляющих звеньев в РЦ; большим количеством многозвенных цепей, что дает менее оптимальные значения линейных операционных размеров; а так же погрешностей связанных с округлением линейных операционных размеров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовой работе был произведен анализ рабочего чертежа и технологического процесса изготовления детали. В результате определены допуски свободных размеров по ОСТ 100022-80, определены конструкторские базы.

Выполнен укрупненный расчет размеров заготовки на основе нормативов общих припусков. По ОСТ 1.41187-78 определены общие припуски на механическую обработку с учетом материала заготовки и класса чистоты обработки.

Для построения технологических размерных цепей использовали исходную информацию, представленную в виде чертежа детали и операционных эскизов на каждую выполняемую операцию ТП.

Уравнения размерной цепи составлены относительно ее замыкающего звена, на основе данных размерной схемы технологического процесса и линейных размерных цепей.

Определены операционные допуски и припуски на обработку по таблицам П2, П4, П30, П31, П32 [2].

Произведен расчет линейных операционных размеров по методу максимума-минимума.

Произвели анализ полученных размеров проектируемой заготовки укрупненным методом на основе нормативов общих припусков и путем расчета операционных размеров от готовой детали до заготовки.

Результатом данной курсовой работы является овладение навыками определения размерно-точностных параметров технологического процесса механической обработки заготовок.