Рефетека.ру / Промышленность и пр-во

Курсовая работа: Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни

Министерство образования и науки Российской Федерации

Тольяттинский государственный университет

Кафедра «Технология машиностроения»


КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Технология машиностроения»

на тему

«Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни»


Выполнил:

Группа:

Преподаватель: Михайлов А.В.


Тольятти, 2005

УДК 621.965.015.22

Аннотация

Зарипов М.Р. размерный анализ технологического процесса изготовления детали вал-шестерня.

К.р. – Тольятти.: ТГУ, 2005.

Выполнен размерный анализ технологического процесса изготовления детали вал-шестерня в продольном и радиальном направлении. Рассчитаны припуски и операционные размеры. Проведено сравнение результатов операционных диаметральных размеров, полученных расчетно-аналитическим способом и методом размерного анализа с использованием операционных размерных цепей.

Расчетно-пояснительная записка на 23стр.

Графическая часть – 4 чертежей.

Чертеж детали – А3.

Размерная схема в осевом направлении – А2.

Размерная схема в диаметральном направлении – А2.

Размерная схема в диаметральном направлении продолжение – А3.

Содержание


Технологический маршрут и план изготовления детали

Технологический маршрут и его обоснование

План изготовления детали

Обоснование выбора технологических баз, классификация технологических баз

Обоснование простановки операционных размеров

Назначение операционных требований

Размерный анализ технологического процесса в осевом направлении

Размерные цепи и их уравнения

Проверка условий точности изготовления детали

Расчет припусков продольных размеров

Расчет операционных размеров

Размерный анализ технологического процесса в диаметральном направлении

Радиальные размерные цепи и их уравнения

Проверка условий точности изготовления детали

Расчет припусков радиальных размеров

Расчет операционных диаметральных размеров

Сравнительный анализ результатов расчетов операционных размеров

Расчет диаметральных размеров расчетно-аналитическим методом

Сравнение результатов расчета

Литература

Приложения

Технологический маршрут и план изготовления детали
Технологический маршрут и его обоснование

В данном разделе опишем основные положения, использованные при формировании технологического маршрута детали.

Тип производства – среднесерийный.

Способ получения заготовки – штамповка на ГКШП.

При разработке технологического маршрута используем следующие положения:

Обработку разделяем на черновую и чистовую, повышая производительность (снятие больших припусков на черновых операциях) и обеспечивая заданную точность (обработка на чистовых операциях)

Черновая обработка связана со снятием больших припусков, что ведет к износу станка и снижению его точности, поэтому черновую и чистовую обработку будем вести на разных операциях с применением различного оборудования

Для обеспечения требуемой твердости детали введем ТО (закалка и высокий отпуск, шейки под подшипники - цементация)

Лезвийную обработку, нарезку зубьев и шпоночного паза произведем перед ТО, а после ТО абразивная обработка

Для обеспечения требуемой точности создаем искусственные технологические базы, используемые на последующих операциях – центровые отверстия

Более точные поверхности будем обрабатывать в конце ТП

Для обеспечения точности размеров детали будем использовать специализированные и универсальные станки, станки с ЧПУ, нормализованные и специальные режущие инструменты и приспособления

Для простоты составления плана изготовления закодируем поверхности рис.1.1 и размеры детали и приведем сведения о требуемой точности размеров:


ТА2 = 0,039(–0,039)

Т2Б = 0,016(Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни)

Т2В = 0,1(+0,1)

Т2Г = 0,74(+0,74)

Т2Д = 0,74(+0,74)

Т2Е = 0,016(Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни)

ТЖ = 1,15(–1,15)

ТИ = 0,43(–0,43)

ТК = 0,22(–0,22)

ТЛ = 0,43(–0,43)

ТМ = 0,52(–0,52)

ТН = 0,036(Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни)

ТП = 0,2(-0,2)


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни

Рис. 1.1


Технологический маршрут оформим в виде таблицы:

Таблица 1.1

Технологический маршрут изготовления детали

№ операции

Наименование

операции

Оборудование (тип, модель) Содержание операции
000 Заготовительная ГКШП Штамповать заготовку
010 Фрезерно-центровальная

Фрезерно-центровальный

МР-71М

Фрезеровать торцы 1,4; сверлить центровальные отверстия
020 Токарная Токарный п/а 1719

Точить поверхности

2, 5, 6, 7; 8, 3

030 Токарная с ЧПУ Токарный с ЧПУ 1719ф3 Точить поверхности 2, 5, 6; 3, 8
040 Шпоночно-фрезерная Шпоночно-фрезерный 6Д91 Фрезеровать паз 9, 10
050 Зубофрезерная Зубофрезерный 5В370 Фрезеровать зубья 11, 12
060 Зубофасочная Зубофасочный СТ 1481 Снять фаску с зубьев
070 Зубошевинго­вальная Зубошевинговальный 5701 Шевинговать зубья 12
075 ТО
Закалка, высокий отпуск, правка, цементация
080 Центродоводочная Центродоводочный 3922 Зачистиь центровочные отверстия
090 Круглошлифовальная Круглошлифовальный 3М163ф2Н1В Шлифовать поверхности 5, 6, 8
100 Торцекругло­шлифовальная Торцекруглошлифовальный 3М166ф2Н1В Шлифовать поверхности 2, 6; 3, 8
110 Зубошлифовальная Зубошлифовальный 5А830

Шлифовать зубья

12


План изготовления детали

Приведем в виде таблицы 1.2 план изготовления детали, оформленный в соответствие с требованиями [5]:

Таблица 1.2

План изготовления детали вал-шестерня

Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни

Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерниРазмерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни

Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни

Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни

Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни

Обоснование выбора технологических баз, классификация технологических баз

На фрезерно-центровальной операции в качестве черновых технологических баз выбираем общую ось шеек 6 и 8, и торец 3 – как будущими основными конструкторскими базами.

На черновом точении за технологические базы принимаем полученную на предыдущей операции ось 13 (используем центры) и обработанные на предыдущей операции торцы 1 и 4.

При чистовом точении используем в качестве технологических баз ось 13, а опорная точка лежит на поверхности центровых отверстий – используем принцип постоянства баз и исключаем погрешность неперпендикулярности, как составляющую погрешности выполнения осевого размера.


Таблица 1.3

Технологические базы

№ операции № опорных точек Наименование базы Характер проявления Реализация № обрабатывае­мых поверхностей Операционные размеры Единство баз Постоянство баз



Явная скрытая Естественная Искусственная Станочные приспособления



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
010

1- 4

5

6

ДН

О

О

-

+

+

+

-

-

-

+

+

+

-

-


13

1

4-




020-А

1- 4


5

6

ДН


О

О

-


+

+

+


-

-

-


+

+

+


-

-

Жесткий и плавающий центры,

поводковый патрон

5

6

7

2

-

Т

-

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-

020-Б

1- 4

5

6

ДН

О

О

-

+

+

+

-

-

-

+

+

+

-

-


8

3

-

У

-

+

-

-

+

-

-

030-А

1- 4


5

6

ДН


О

О

-


+

+

+


-

-

-


-

+

+


+

-


5

6

2

-

Ф

-

+

+

-

-

+

+

-

-

030-Б

1- 4

5

6

ДН

О

О

-

+

+

+

-

-

-

-

+

+

+

-


8

3

-

Х

-

+

-

-

+

-

-

040

1- 4

5


6

ДН

О


О

-

+


+

+

-


-

-

+


+

+

-


-


10

9


-

П

Н

Ц

-

+

+

+

-

+

-

-

-

050

1- 4


5

6

ДН


О

О

-


+

+

+


-

-

-


+

+

+


-

-


11

12

-

-

-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

070

1- 4

5

6

ДН

О

О

-

+

+

+

-

-

-

+

+

+

-

-


12

-

-

-

-

+

-

-

+

-

-

090-А

1- 4


5

6

ДН


О

О

-


+

+

+


-

-

-


-

+

+


+

-


5

6

-

-

-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

090-Б

1- 4

5

6

ДН

О

О

-

+

+

+

-

-

-

-

+

+

+

-


8

-

-

-

-

+

-

-

+

-

-

100-А

1- 4

5

6

ДН

О

О

-

+

+

+

-

-

-

-

+

+

+

-


6

2

-

Ф

-

+

-

-

+

+

-

100-Б

1- 4

5

6

ДН

О

О

-

+

+

+

-

-

-

-

+

+

+

-


8

3

-

Х

-

+

-

-

+

+

-

110

1- 4

5

6

ДН

О

О

-

+

+

+

-

-

-

+

+

+

-

-


12

-

-

-

-

+

-

-

+

-

-


На зубообрабатывающих операциях используем ось 13 и опорную точку на центровом отверстии, соблюдая принцип постоянства баз (относительно шеек подшипников), ибо, являясь исполнительной поверхностью, зубчатый венец должен быть точно выполнен относительно шеек подшипников.

Для фрезерования шпоночного паза в качестве технологических баз используем ось 13 и торец 2.

В сводной таблице приводим классификацию технологических баз, указываем их целевую принадлежность, выполнение правила единства и постоянства баз.


Обоснование простановки операционных размеров

Способ простановки размеров зависит в первую очередь от метода достижения точности. Так как размерный анализ имеет большую трудоемкость выполнения, то применять его целесообразно при использовании метода достижения точности размеров с помощью настроенного оборудования.

Особую важность представляет способ простановки продольных размеров (осевых для тел вращения).

На черновой токарной операции мы можем применить схемы простановки размеров «а» и «б» рис.4.1[1].

На чистовой токарной и шлифовальных операциях применяем схему «г» рис.4.1[1].


Назначение операционных технических требований

Операционные технические требования назначаем по методике [5]. Технические требования на изготовление заготовки (допуски на размеры, смещение штампа) назначаем по ГОСТ 7505-89. Допуски на размеры определяем по приложению 1 [1], шероховатость – по приложению 4 [1], величины пространственных отклонений (отклонения от соосности и перпендикулярности) – по приложению 2 [1].

Для заготовки отклонения от соосности определим по методике [1].

Определим средний диаметр вала


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни, (1.1)


где di – диаметр i-ой ступени вала;

li – длина i-ой ступени вала;

l – общая длина вала.

dср=38,5мм. По приложению 5[1] определим рк – удельная величина изогнутости. Величины изогнутости оси вала для различных участков определим по следующей формуле:


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни, (1.2)


где Li – расстояние наиболее удаленной точки i-ой поверхности до измерительной базы;

L – длина детали, мм;

Δmax=0,5·рк·L – максимальный прогиб оси вала в результате коробления;


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни– радиус кривизны детали, мм; (1.3)


Аналогично рассчитываем отклонения от соосности при термообработке. Данные для их определения также приведены в приложении 5[1].

После расчетов получаем


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни


Размерный анализ технологического процесса в осевом направлении
Размерные цепи и их уравнения

Составим уравнения размерных цепей в виде уравнений номиналов.

Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни


Проверка условий точности изготовления детали

Проверку условий точности выполняем, чтоб убедиться в обеспечении требуемой точности размеров. Условие точности ТАчерт≥ω[А],

где ТАчерт – допуск по чертежу размера;

ω[А] – погрешность этого же параметра возникающая в ходе выполнения технологического процесса.

Погрешность замыкающего звена найдем по уравнению Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни (2.1)


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни


Из расчетов видно, что погрешность размер К больше допуска. А это значит, что мы должны корректировать план изготовления.

Для обеспечения точности размера [К]:

на 100-ой операции обработаем с одного установа поверхности 2 и 3, тем самым уберем из размерной цепи размера [К] звенья С10, Ж10 и Р10, «заменив» их на звено Ч100(ωЧ=0,10).

После внесения в план изготовления данных коррективов, получаем следующие уравнения размерных цепей, погрешность которых равна:


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерниРазмерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни

В итоге получаем 100% качество


Расчет припусков продольных размеров

Расчет припусков продольных размеров будем вести в следующем порядке.

Напишем уравнения размерных цепей, замыкающим размером которых будут припуски. Посчитаем минимальный припуск на обработку по формуле


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни, (2.2)


где Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни - суммарная погрешность пространственных отклонений поверхности на предыдущем переходе;

Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни - высоты неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на поверхности при предыдущей обработке.

Рассчитаем величины колебаний операционных припусков Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни по уравнениям погрешностей замыкающих звеньев-припусков


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни (2.1)

Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни (2.2)


Расчет ведут по формуле (2.2) если количество составляющих звеньев припуска больше четырех.

Находим значения максимальных и средних припусков по соответствующим формулам


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни, (2.3)

Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни (2.4)


результаты занесем в таблицу 2.1


Расчет операционных размеров

Определим величины номинальных и предельных значений операционных размеров в осевом направлении по методу средних значений

Исходя из уравнений, составленных в пунктах 2.2 и 2.3, найдем средние значения операционных размеров

Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни


запишем значения в удобной для производства форме


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни

Размерный анализ технологического процесса в диаметральном направлении
Радиальные размерные цепи и их уравнения

Составим уравнения размерных цепей с замыкающими звеньями-припусками, т.к. почти все размеры в радиальном направлении получаются явно (см. п.3.2)


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни


Проверка условий точности изготовления детали

Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни


Получаем 100% качество.

Расчет припусков радиальных размеров

Расчет припусков радиальных размеров будем вести аналогично расчету припусков продольных размеров, но расчет минимальных припусков будем вести по следующей формуле


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни (3.1)


Результаты заносим в таблицу 3.1


Расчет операционных диаметральных размеров

Определим величины номинальных и предельных значений операционных размеров в радиальном направлении по методу координат средин полей допусков.

Исходя из уравнений, составленных в пунктах 3.1 и 3.2, найдем средние значения операционных размеров


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни

Определим координату средин полей допусков искомых звеньев по формуле


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни (3.2)

Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни


Сложив полученные величины с половиной допуска, запишем значения в удобной для производства форме


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерниРазмерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерниРазмерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни

Сравнительный анализ результатов расчетов операционных размеров
Расчет диаметральных размеров расчетно-аналитическим методом

Рассчитаем припуски для поверхности 8 по методике В.М. Кована [7].

Полученные результаты заносим в таблицу 4.1


Сравнение результатов расчета

Посчитаем общие припуски по формулам


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни (4.1)

Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни (4.2)


Посчитаем номинальный припуск для вала


Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни (4.3)


Результаты расчетов номинальных припусков сводим в таблицу 4.2


Таблица 4.2

Сравнение общих припусков

Метод расчета z0min z0max z0ном
Расчетно-аналитический 2,780 5,174 3,977
Расчет операционных цепей 1,426 8,958 7,387

Найдем данные по изменению припусков

Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни (4.4)


Мы получили разницу припусков в 86%, вследствие неучета при расчете методом Кована следующих моментов: особенностей простановки размеров на операции, погрешности выполняемых размеров, влияющих на величину погрешности припуска и др.

Литература


Размерный анализ технологических процессов изготовления деталей машин: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Теория Технологии»/ Михайлов А.В. – Тольятти,: ТолПИ, 2001. 34с.

Размерный анализ технологических процессов/ В.В. Матвеев, М. М. Тверской, Ф. И. Бойков и др. – М.: Машиностроение, 1982. – 264 с.

Специальные металлорежущие станки общемашиностроительного применения: Справочник/ В.Б. Дьячков, Н.Ф. Кабатов, М.У. Носинов. – М.: Машиностроение. 1983. – 288 с., ил.

Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч./ В. Д. Мягков, М. А. Палей, А. Б. Романов, В.А. Брагинский. – 6-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние , 1983. Ч. 2. 448 с., ил.

Михайлов А.В. План изготовления детали: Методические указания к выполнению курсовых и дипломных проектов. – Тольятти: ТолПИ, 1994. – 22с.

Михайлов А.В. Базирование и технологические базы: Методические указания к выполнению курсовых и дипломных проектов. – Тольятти: ТолПИ, 1994. – 30с.

Справочник технолога-машиностроителя. Т.1/под. ред А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.:Машиностроение, 1985. – 656с.

Похожие работы:

  1. • Размерный анализ технологического процесса ...
  2. • Технологический процесс изготовления детали "Вал ...
  3. • Технологический процесс изготовления детали вала
  4. • Разработка технологического процесса изготовления вала
  5. • Разработка маршрутной технологии изготовления вала ...
  6. • Разработка технологического процесса изготовления ...
  7. • Разработка технологического процесса механической ...
  8. • Разработка оптимального технологического процесса ...
  9. • Проект технологической подготовки производства детали ...
  10. • Разработка технологического процесса сборки ...
  11. • Разработка технологического процесса изготовления ...
  12. • Изготовление вала привода
  13. • Анализ технологического процесса обработки ...
  14. • Технологический процесс изготовления корпуса ...
  15. • Анализ заводского технологического процесса ...
  16. • Разработка технологического процесса изготовления ...
  17. • Разработка технологического процесса изготовления ...
  18. • Разработка операционного технологического процесса ...
  19. • Технология машиностроения
Рефетека ру refoteka@gmail.com