Расчёт припусков на обработку

№ оп	Название операции	JT	Td	α	Δ	ε	Dmin	Dmax	2zmin	2zmax
00	Заготовитель-ная	16	2,400	0,30	0,65	-	47,756	50,156	-	-
10	Токарная (черновая)	12	0,250	0,18	0,063	0	45,856	46,106	1,900	4,050
15	Токарная (чистовая)	10	0,070	0,08	0,025	0	45,370	45,440	0,486	0,666
80	Кругло- шлифовальная (предваритель-ная)	7	0,025	0,03	0,006	0,06	45,160	45,185	0,210	0,255
85	Кругло- шлифовальная (чистовая)	5	0,011	0,02	0,003	0,05	44,980	44,991	0,180	0,194
2z0min		2,776			2z0max			5,165

Схема расположения припусков, допусков и операционных размеров для поверхности 20 Æ45g5 представлена на рисунке 6.1. Припуски и допуски на остальные поверхности определяем табличным методом [7]. В качестве заготовки используем сортовой прокат. Все интересующие допуски и припуски на остальные размеры смотреть в разделе 3.1. данного дипломного проекта.

Рис. 6.1. Схема расположения припусков, допусков и операционных размеров для поверхности 20 Æ45g5()

7. РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ В РАДИАЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ

Задача раздела – необходимо выявить размерные контуры для каждого из замыкающих звеньев (припусков, размеров и отклонений от концентричности, получаемых косвенным путем), то есть проверить размерную корректность в радиальном направлении.

7.1 Основные термины, относящиеся к размерному анализу

Размерный анализ технологических процессов изготовления деталей машин включает специальные способы выявления и фиксации связей размерных параметров детали при ее изготовлении, а так же методы расчета этих параметров путем решения размерных цепей.

Операционная размерная цепь – совокупность размеров или иных размерных параметров, образующих замкнутый контур и определяющих связь между операционными размерами или другими параметрами на различных стадиях обработки заготовки.

Звено размерной цепи – размер или иной точностной параметр детали на различных стадиях ее изготовления: припуск, величина пространственной погрешности (отклонение от концентричности, параллельности, перпендикулярности, изогнутость оси), толщина покрытия или насыщения поверхности химическими элементами.

Составляющее звено – размер или иной размерный параметр, предписанный к обязательному выполнению в ходе технологического процесса в пределах заданного допуска.

Замыкающее звено операционной размерной цепи – размер или иной размерный параметр, который получается в результате выполнения составляющих звеньев. Замыкающими звеньями могут быть операционные припуски и чертежные размеры, или иные размерные параметры получаемые косвенно в результате выполнения операционных размеров.

Уравнение размерной цепи – математическое выражение, устанавливающее взаимосвязь между замыкающим и составляющими звеньями отдельной размерной цепи, входящей в размерную схему.

Проектная (прямая) задача позволяет определить при ее решении промежуточные операционные размеры исходной заготовки исходя из окончательных размеров детали и проектного варианта технологического процесса.

Проверочная (обратная) задача при ее решении позволяет провести размерный анализ действующего или спроектированного процесса и по известным характеристикам операционных размеров определить характеристики замыкающих звеньев.

7.2 Размерные цепи и их уравнения

В общем случае уравнение операционных размерных цепей (уравнение номиналов) выглядят следующим образом [17], [18]:

, (7.1)

где [A] – номинальное значение замыкающего звена;

Аi – номинальные значения составляющих звеньев;

i – порядковый номер звена;

n – число составляющих звеньев;

ξ_i – передаточные отношения, характеризующие расположение звеньев по величине и направлению (ξ_i = 1 для увеличивающих звеньев, ξ_i = -1 для уменьшающих звеньев).

Уравнения замыкающих звеньев:

 

;

;

;

.

После этого проверяем точность изготовления детали. Проверка размерной корректности путем решения обратной задачи позволяет до начала расчетов размерных цепей убедиться в том, что намеченный вариант технологии изготовления обеспечит получение готовых деталей в соответствии с требованиями рабочего чертежа.

7.3 Проверка условий точности изготовления детали

Проверка проводится для чертежных размеров и технических требований на расположение поверхностей детали, которые выполнялись косвенно, и являются замыкающими звеньями в размерных цепях. Условие выполнения точности выглядит следующим образом [17], [18]:

ТАчерт ≥ ω[A], (7.2)

где ТАчерт – допуск по чертежу размера или пространственного отклонения;

ω[A] – погрешность этого же параметра, возникающая в ходе выполнения техпроцесса.

Величины ω[A] определяются из уравнений погрешностей методом максимума – минимума для условий производства с отсутствием брака по проверяемому параметру Ачерт.

Погрешность (поле рассеяния) замыкающего звена при расчете по методу максимума – минимума можно найти из уравнения [17], [18]:

при n-1 4; (7.3)

при n-1 > 4; (7.4)

где ωА – погрешность i-го звена;

n – число составляющих звеньев;

x_i – коэффициент влияния составного звена на замыкающее звено;

n – общее число звеньев в уравнении припуска;

l - коэффициент соотношения между законом распределения величины А_i и законом нормального распределения. Определяется по таблице 4.4 [17], для эксцентриситетов l = 0,127, для размеров l² = 1/9;

t_D – коэффициент риска, (t_D = 3,0).

При расчете принимаем ωА_i = TА_i, где ТА_i – технологический допуск i-го звена.

После построения размерной схемы в радиальном направлении, получаем следующие уравнения размеров и эксцентриситетов, полученных косвенным путем, и проверяем, обеспечивается ли условие точности (7.2).

0,20 > 0,17 – условие выполняется;

0,18 > 0,169 – условие выполняется;

0,18 > 0,169 – условие выполняется;

0,18 > 0,169 – условие выполняется;

0,18 > 0,169 – условие выполняется.

Значение a является функцией от количества углерода в стали a = f (С), для стали Р6М5 это значение выбрано по справочной литературе [18]. Оно равно при С = 0,8%, a = 0,1, wa = 0,03.

Вывод: условие корректности размерных звеньев цепи выполняется.

Составим уравнения замыкающих операционных припусков:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

7.4 Расчет припусков

Определим минимальные значения операционных припусков по формуле [17], [18]:

- на черновой и чистовой токарной обработке (операции 10 и 15) и на операции шлифование (операции 40, 45, 50 и 55)

zⁱ_min=(R_z + h +Ü)^i-1 (7.5)

 

где R_z ^i-1, h ^i-1 – высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке (значения берутся из приложения 4 [17]);

Ü ^i-1 – величина радиального биения на предыдущей обработке.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Рассчитаем величины колебаний операционных припусков, используя формулы [17], [18]:

при n-1 4; (7.6)

при n-1 > 4; (7.7)

где ωА – погрешность i-го звена;

n – число составляющих звеньев;

x_i – коэффициент влияния составного звена на замыкающее звено;

n – общее число звеньев в уравнении припуска;

l - коэффициент соотношения между законом распределения величины А_i и законом нормального распределения. Определяется по таблице 4.4 [17], для эксцентриситетов l² = 0,127, для размеров l² = 1/9;

t_D – коэффициент риска, (t_D = 3,0).

При расчете принимаем ωА_i = TА_i, где ТА_i – технологический допуск i-го звена.

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

;

;

;

;

;

;

;

;

Определим максимальные значения операционных припусков по формуле [17], [18]:

(7.8)

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Определим средние значения операционных припусков по формуле [17], [18]:

 

(7.9)

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

7.5 Расчёт операционных размеров

Цель расчётов – определить величины номинальных и предельных значений операционных размеров в радиальном направлении.

Произведем расчет значений операционных размеров по способу средних значений [17], [18]. Найдем средние значения размеров, известных заранее (значения с чертежа), затем поделим их пополам, чтобы найти средние значения радиусов, а не диаметров.

2W⁶⁵ = 1,7_{-0,014 мм; 2}W_min = 1,7 - 0,014 = 1,686 мм; 2W_max = 1,7 мм; 2W_ср = = 1,693 мм; W_ср = 0,847 мм;

2Ё⁵⁵ = 10,2_{-0,027 мм; 2Ёmin} = 10,2 - 0,027 = 10,173 мм; 2Ё_max = 10,2 мм; 2Ё_ср = = 10,187 мм; Ё_ср = 5,094 мм;

2О⁵⁵ = 12,07_{-0,018 мм; 2Оmin} = 12,07 - 0,018 = 12,052 мм; 2О_max = 12,07 мм; 2О_ср = = 12,061 мм; О_ср = 6,031 мм;

2Р⁵⁵ = 8,7_{-0,015 мм; 2Рmin} = 8,7 - 0,015 = 8,685 мм; 2Р_max = 8,7 мм; 2Р_ср = = 8,693 мм; Р_ср = 4,346 мм;

2G⁴⁵ = 3_{-0,014 мм; 2}G_min = 3 - 0,014 = 2,986 мм; 2G_max = 3 мм; 2G_ср = 2,993 мм; G_ср = 1,497 мм;

[2Й³⁰] = 9,5±0,075 мм; 2Й_min = 9,5 – 0,075 = 9,425 мм; 2Й_max = 9,5+0,075 = 9,575 мм; 2Й_ср = 9,5 мм; Й_ср = 4,750 мм;

[2С³⁰] = 8,7_{-0,015 мм; 2Сmin} = 8,7 - 0,015 = 8,685 мм; 2С_max = 8,7 мм; 2С_ср = = 8,693 мм; С_ср = 4,346 мм;

[2П³⁰] = 9,5±0,075 мм; 2П_min = 9,5 – 0,075 = 9,425 мм; 2П_max = 9,5+0,075 = 9,575 мм; 2П_ср = 9,5 мм; П_ср = 4,750 мм;

[2Т³⁰] = 5,0±0,060 мм; 2Т_min = 5 – 0,060 = 4,940 мм; 2Т_max = 5+0,060 = 5,060 мм; 2Т_ср = 5,0 мм; Т_ср = 2,5 мм.

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

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

 

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

 

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

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

 

Таблица 7.1

Значения операционных размеров в радиальном направлении

Симво-льное обозна-чение	Минимальный размер, мм 2Amin =Aср -TA/2	Максимальный размер, мм 2Amax =Aср +TA/2	Средний размер, мм	Окончательная запись в требуемой форме, мм
2О00	15,500	16,000	15,750	16-0,50
2Ё10	12,204	12,384	12,294	12,384-0,18
2С10	9,578	9,728	9,653	9,728-0,15
2Т10	5,740	6,080	5,910	6,08-0,34
2Р10	10,454	10,604	10,529	10,604-0,15
2П10	10,372	10,552	10,462	10,552-0,18
2О10	14,184	14,364	14,274	14,364-0,18
2Й10	10,286	10,436	10,361	10,436-0,15
2Т15	4,991	5,049	5,020	5,02±0,029
2П15	9,491	9,549	9,520	9,52±0,029
2С15	8,683	8,741	8,712	8,712±0,029
2Й15	9,491	9,549	9,520	9,52±0,029
2Р15	9,542	9,60	9,571	9,60-0,058
2О15	13,012	13,082	13,047	13,082-0,07
2Ё15	11,132	11,202	11,167	11,202-0,07
2G40	3,655	3,68	3,668	3,68-0,025
2G45	2,986	3,000	2,993	3-0,014
2Р50	8,950	8,986	8,968	8,986-0,036
2О50	12,315	12,358	12,337	12,358-0,043
2Ё50	10,435	10,478	10,457	10,478-0,043
2Р55	8,685	8,700	8,693	8,7-0,015
2О55	12,052	12,070	12,061	12,07-0,018
2Ё55	10,173	10,200	10,187	10,2-0,027
2W65	1,686	1,700	1,693	1,7-0,014
[2Й30]	9,425	9,575	9,500	9,5±0,075
[2С30]	8,685	8,700	8,693	8,7-0,015
[2П30]	9,425	9,575	9,500	9,5±0,075
[2Т30]	4,940	5,060	5,000	5,0±0,060

Значения всех рассчитанных припусков и операционных размеров (в окончательном виде) заносим в схему размерного анализа в радиальном направлении 06.М15.660.08.09.

Расчёт диаметральных размеров расчётно-аналитическим методом представлен в разделе 6 данного дипломного проекта.

 

8. НОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Задача раздела - определить содержание операций технологического процесса, рассчитать режимы резания, и нормы времени на все операции.

8.1 Определение режимов резания

Режим резания - это сочетание глубины резания, подачи и скорости резания. Наша задача состоит в том, чтобы найти возможное единственное сочетание элементов режима резания, которое обеспечивает экстремальное значение критериев оптимальности (например, минимальная себестоимость).

1) Рассчитаем режимы резания на операцию 00 заготовительную. Для выбранной операции - заготовительная - применим аналитический метод определения режимов резания [2], [4], [21].

Данную операцию выполним за один переход - отрезка пилой.

Разработку режима резания при отрезке начинают с установления характеристики режущего инструмента. Режущий инструмент – пила 25´0,95´3505´4р.

Скорость движения пилы – выбрана по таблице [2].

2) Рассчитаем режимы резания на операцию 05 фрезерно-центровальную. Для выбранной операции – фрезерно-центровальная - применим аналитический метод определения режимов резания [2], [4], [21].

Данную операцию выполним за два перехода - фрезерование торцев 20 и 23, сверление центровых отверстий 21 и 22.

Разработку режима резания на фрезерно-центровальной операции начинают с установления характеристики режущего инструмента. Режущий инструмент – дисковая фреза со вставными ножами ВК8 Æ100 мм ГОСТ 6469-69, сверло-зенкер Æ 3,15-7 мм.

Основные параметры резания при фрезеровании:

Переход 1

¨ глубина резания: t = 8 мм;

¨ подача: S _z = 0,25 мм/зуб выбираем по таблице 33 [2];

¨ скорость резания: ,

где С_υ – постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 39 [2];

D – диаметр фрезы;

z – число зубьев фрезы;

Т – период стойкости инструмента;

t – глубина резания;

S_z – подача;

В – параметр срезаемого слоя;

x_, y, q, m, u, p – показатели степени, выбираем по таблице 39 [2];

K_υ – поправочный коэффициент на скорость резания равен:

,

где коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

- коэффициент на инструментальный материал, выбираем по таблице 6 [2];

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, выбираем по таблице 5 [2];

,

где коэффициент, характеризующий, группу стали по обрабатываемости, выбираем по таблице 2 [2];

- коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал.

;

¨ частота вращения инструмента:

;

По паспорту станка принимаем S = 2,0 мм/об и n = 1500 об/мин.

¨ сила резания:

,

где – постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 41 [2];

z – число зубьев фрезы;

n – частота вращения фрезы;

поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала, выбираем по таблице 9 [2].

;

.

¨ мощность резания:

.

 

Станок по мощности проходит.

Основные параметры резания при сверлении:

Переход 2

¨ глубина резания: ;

где D – диаметр сверла;

¨ подача: S = 0,06 мм/об, выбираем по таблице 25 [2];

¨ скорость резания: ,

где С_υ – постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 28 [2];

Т – период стойкости инструмента;

t – глубина резания;

S – подача;

x_, y, q, m – показатели степени, выбираем по таблице 28 [2];

K_υ – поправочный коэффициент на скорость резания равен:

,

где коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

- коэффициент на инструментальный материал, выбираем по таблице 6 [2];

- коэффициент, учитывающий глубину сверления, выбираем по таблице 31 [2];

;

 

;

¨ частота вращения инструмента:

;

По паспорту станка принимаем S = 0,05 мм/об и n = 5000 об/мин.

¨ крутящий момент и осевая сила:

,

,

где – постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 32 [2];

коэффициент, учитывающий фактические условия обработки;

;

;

.

¨ мощность резания:

.

Станок по мощности проходит.

3) Рассчитаем режимы резания на операцию 10 токарную (черновую). Для выбранной операции – токарной (черновой) - применим аналитический метод определения режимов резания [2], [4], [21].

Данную операцию выполним за один переход - точение поверхностей 3, 6, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 и 19.

Разработку режима резания на токарной (черновой) операции начинают с установления характеристики режущего инструмента. Режущий инструмент – резец прямой проходной левый ВК8 φ = 45˚ ГОСТ 18869-73.

Основные параметры резания при точении:

Переход 1

¨ глубина резания: t = 5 мм;

¨ подача: S = 0,8 мм/об выбираем по таблице 11 [2];

¨ скорость резания: ,

где С_υ – постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 39 [2];

Т – период стойкости инструмента;

t – глубина резания;

S – подача;

x_, y, m – показатели степени, выбираем по таблице 17 [2];

K_υ – поправочный коэффициент на скорость резания равен:

,

где коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

- коэффициент на инструментальный материал, выбираем по таблице 6 [2];

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, выбираем по таблице 5 [2];

 

,

где коэффициент, характеризующий, группу стали по обрабатываемости, выбираем по таблице 2 [2];

- коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал.

;

¨ частота вращения инструмента:

;

По паспорту станка принимаем S = 0,8 мм/об и n = 2000 об/мин.

¨ сила резания:

,

где – постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 22 [2];

поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала:

,

где коэффициенты, учитывающие фактические условия резания, выбираем по таблицам 9, 10 и 23 [2];

;

¨ мощность резания:

.

Станок по мощности проходит.

4) Рассчитаем режимы резания на операцию 15 токарную (чистовую). Для выбранной операции – токарной (чистовой) - применим аналитический метод определения режимов резания [2], [4], [21].

Данную операцию выполним за один переход - точение поверхностей 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 и 19.

Разработку режима резания на токарной (чистовой) операции начинают с установления характеристики режущего инструмента. Режущий инструмент – резец прямой проходной левый ВК8 φ = 60˚ ГОСТ 18878-73, резец прямой подрезной левый ВК8 φ = 60˚ ГОСТ 18880-73, копир на конус Морзе 1.

Основные параметры резания при точении:

Переход 1

¨ глубина резания: t = 2 мм;

¨ подача: S = 0,6 мм/об выбираем по таблице 14 [2];

¨ скорость резания: ,

где С_υ – постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 17 [2];

Т – период стойкости инструмента;

t – глубина резания;

S – подача;

x_, y, m – показатели степени, выбираем по таблице 17 [2];

K_υ – поправочный коэффициент на скорость резания равен:

 

,

где коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

- коэффициент на инструментальный материал, выбираем по таблице 6 [2];

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, выбираем по таблице 5 [2];

,

где коэффициент, характеризующий, группу стали по обрабатываемости, выбираем по таблице 2 [2];

- коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал.

;

¨ частота вращения инструмента:

;

По паспорту станка принимаем S = 0,5 мм/об и n = 3200 об/мин.

¨ сила резания:

,

где – постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 22 [2];

поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала:

,

где коэффициенты, учитывающие фактические условия резания, выбираем по таблицам 9, 10 и 23 [2];

;

¨ мощность резания:

.

Станок по мощности проходит.

5) Рассчитаем режимы резания на операцию 20 фрезерную. Для выбранной операции – фрезерной - применим аналитический метод определения режимов резания [2], [4], [21].

Данную операцию выполним за один переход - фрезерование поверхностей 16, 17, 18.

Разработку режима резания на фрезерной операции начинают с установления характеристики режущего инструмента. Режущий инструмент – дисковая фреза со вставными ножами ВК8 Æ100 мм

Основные параметры резания при фрезеровании:

Переход 1

¨ глубина резания: t = 8,5 мм;

¨ подача: S _z = 0,25 мм/зуб выбираем по таблице 33 [2];

¨ скорость резания: ,

где С_υ – постоянная величина для определённых условий обработки, выбираем по таблице 39 [2];

D – диаметр фрезы;

z – число зубьев фрезы;

Т – период стойкости инструмента;

t – глубина резания;

S_z – подача;

В – параметр срезаемого слоя;

x_, y, q, m, u, p – показатели степени, выбираем по таблице 39 [2];

K_υ – поправочный коэффициент на скорость резания ра

1234	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: