Технологический процесс детали вал-шестерня

d_{р з} = d_р1 + 2z_min1 = 40,825 + 4,5 = 45,325 мм.

 

Наименьший предельный размер определяем для каждого технологического перехода путем округления расчетных размеров [1, стр. 94].

 

d_min4 =40 мм.

d_min3 =40,1 мм.

d_min2 = 40,4 мм.

d_min1 = 40,8 мм.

d_{min з} = 45,3 мм.

 

Наибольшие предельные размеры  вычисляем прибавлением допуска  к округленному наименьшему предельному размеру:

 

d_max4 = d_min4 + ρ_ч.ш = 40 + 0,017 = 40,017 мм.

d_max3 = d_min3 + ρ_пр.ш = 40,1 + 0,025 = 40,125 мм.

d_max2 = d_min2 + ρ_об.чис = 40,4 + 0,1 = 40,5 мм.

d_max1 = d_min1 + ρ_об.чер = 40,8 + 0,34 = 41,14 мм.

d_{max з} = d_min4 + ρ_ч.ш = 45,3 + 1,8 = 47,1 мм.

 

 

Предельные значения припусков  определяем как разность наибольших предельных размеров и как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов [1, стр. 94]:

 

= d_max3 – d_max4 = 40,125 – 40,017 = 0,108 мм = 108 мкм.

= d_max2 – d_max3 = 40,5 – 40,125 = 0,375 мм = 375 мкм.

= d_max1 – d_max2 = 41,14 – 40,5 = 0,64 мм = 640 мкм.

= d_{max з} – d_max1 = 47,1 – 41,14 = 5,90 мм = 5900 мкм.

= d_min3 – d_min4 = 40,1 – 40 = 0,1 мм = 100 мкм.

= d_min2 – d_min3 = 40,4 – 40,1 = 0,3 мм = 300 мкм.

= d_min1 – d_min2 = 40,8 – 40,4 = 0,4 мм = 400 мкм.

= d_{min з} – d_min1 = 45,3 – 40,8 = 4,5 мм = 4500 мкм.

 

Таблица 7 Технологический маршрут обработки поверхности ø

Технологические Переходы обработки поверхности ø	Элементы припуска,мкм			Расче- тный при- пуск  2zmin,  мкм	Расче- тный раз- мер dр, мм	До- пуск δ, мкм	Предельный размер,мм		Предельные значения при- пусков, мкм
	Rz	T	ρ
							d min	d maх
Заготовка	150	200	1900		45,325	2740	45,3	47,1
Обтачивание: предварительное окончательное	50 30	50 30	114 76	4500 428	40,825 40,397	340 100	40,8 40,4	41,14 40,5	4500 400	5960 640
Шлифование: предварительное окончательное	10 5	20 15	38	252 136	40,145 40,009	25 17	40,1 40,002	40,125 40,017	300 100	375 108

 

Общие припуски z_{0 min} и z_{0 max} определяем путем сложения промежуточных припусков [1, стр. 90]:

 

z_{0 min} = ∑

= 4500 + 400 + 300 + 100 = 5300 мкм;

z_{0 max} = ∑

= 5960 + 640 + 375 + 108 = 7083 мкм;

 

Общий номинальный припуск определяем с учетом несимметричного расположения поля допуска заготовки:

z_{0 ном} = z_{0 min} + Н_з – Н_д   [1, стр. 94]

d_{з ном} = d_{д ном} + z_{0 ном}

 

где Н_з – нижнее отклонение заготовки:

 

Н_з = И_ш + К_у/2    [1, стр. 84]

Н_з = 0,5 + 1,0/2 = 1 мм.

 

Н_д = 17 мкм [таблица 6] допуск на окончательное шлифование или готовую деталь.

 

z_{0 ном} =5300 + 1000 – 17 = 6283 мкм.

d_{з ном} = 40 + 6,3 = 46,3 мм.

 

Производим проверку правильности выполнения расчетов [1, стр. 90]:

 

 − = 108 – 100 = 8 мкм; δ₃ – δ₄ = 25 – 17 = 8 мкм;

 − = 375 – 300 = 75 мкм; δ₂ – δ₃ = 100 – 25 = 75 мкм;

 − = 640 – 400 = 240 мкм; δ₁ – δ₂ = 340 – 100 = 240 мкм;

 − = 5960 – 4500 = 1460 мкм; δ_з – δ₁ = 1800 – 340 = 1460 мкм;

 

На остальные обрабатываемые поверхности  вала шестерни припуски и допуски  выбираем по таблицам и записываем их значения в таблицу 7. Соответствующие изменения вносим в расчеты заготовки детали.

Рисунок 7- Вал-шестерня

Таблица 8 Припуски на мех. обработку

Поверхность	Размер	Припуски
		табличный	расчетный
1	ø	1,9	—
2	◄1:10	3,0	—

 

Продолжение таблицы 8

3,7	ø	3,0	6,3
4,6	ø 50	3,0	—
5	ø	2,6	—

 

Рисунок 8- Схема графического расположения припусков

и допусков на обработку размера  ø

7.2 Расчет припуска на линейный размер

Рассчитываем припуск на обработку и промежуточные предельные размеры на поверхность длиной 320±0,57 мм.

Технологический маршрут обработки  поверхности длинной 320 мм состоит из черновой и чистовой подрезки торцов.

 

Рисунок 9- Определяемый линейный размер 320 мм вала-шестерни

Находим по таблицам значения высоты неровностей R_z [1, стр. 65] и дефектного слоя T [1, стр. 67].

Заготовка     R_z = 150 мкм, Т = 200 мкм.

Подрезка торца: предварительная R_z = 50 мкм, Т = 50 мкм.

        окончательная R_z = 10 мкм, Т = 50 мкм.

Определяем пространственное отклонение:

 

,              [1, стр. 68]

 

         где ρ_см – допускаемая погрешность поковки по смещению оси фигуры, мм [1, стр. 73]:

 

ρ_см = 0,9 мм;

 

                ρ_кор –погрешность поковки по короблению, мм:

 

ρ_кор = Δ_к l ,

 

где Δ_к – удельная кривизна заготовок в мкм на 1 мм длины [1, стр. 72]:

 

Δ_к = 1,5 мкм,

 

ρ_кор = 1,5 ×10^-3 × 320 = 0,48 мм.

 

= 1,02 мм.

Определяем допуск на размер, зависящий от недоштамповки или  двустороннего износа штампов по следующей формуле:

 

δ = Нед + И_ш + К_у   [1, стр. 83]

 

где Нед – допуск по недоштамповке, мм;

И_ш – допуск по износу штампов, мм;

К_у – колебания усадки заготовки по температурному интервалу штамповки.

Нед = 1,2 мм;

И_ш = 0,5 мм;        [1, стр.85]

К_у = 1,0 мкм/мм, К_у = 1,0 × 50 = 50 мкм = 0,05 мм.

δ_заг = 1,2 + 0,5 + 0,05 = 1,75 ≈ 1,8 мм.

 

Находим допуск по классу точности для  каждого метода обработки [6, стр.13].

Подрезка торца :  черновая δ = 760мкм;

                            чистовая       δ = 250 мкм.

При выполнении курсового проекта  для определения промежуточных  значений припусков на механическую обработку можно с достаточной для практических целей точностью воспользоваться следующей формулой:

 

ρ_ост = k_у × ρ_заг

 

где k_у – коэффициент уточнения формы. Зависит от вида заготовки и методов обработки.

Для черного точения  штампованных заготовок k_у = 0,06

 

ρ₁ = 0,06× 1020 = 61,2 мкм

 

Определяем погрешность установки  при черновой подрезке:

 

,    [1, стр. 83]

 

где ε_б – погрешность базирования;

       ε_з – погрешность закрепления.

Так как закрепление  осуществляется в призме, то погрешность  базирования при черновой обработке ε_б = 0 [1, стр. 78], погрешность закрепления ε_з = 370 мкм

[1, стр. 79].

 

 мкм.

Погрешность установки  при чистовой подрезке:

 

ε₂ = 0,06ε₁ + ε_инд   [1,стр. 260]

 

Так как подрезка торцов осуществляется в одной установке, то ε_инд = 0, тогда

 

ε₂ = 0,06 × 370 = 22 мкм.

 

Расчет минимальных значений припусков  осуществляем с помощью следующей формулы:

 

2z_{min I} = 2(R_{z i-1} + T_i-1 + ρ_i-1 + ε_i)

 

Минимальный припуск:

черновая подрезка торца

 

2z_min1 = 2(150 + 200 + 1020 + 370) = 3480 мкм;

 

чистовая подрезка торца

 

2z_min2 = 2(50 + 50 + 61,2 + 22) = 386,4 мкм;

 

Определяем расчетный размер d_р, начиная с конечного размера (чертежного), путем прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода [1, стр. 261]:

 

d_р1 = d_р.ч + 2z_min2 = 320+ 0,386 = 320,386 мм.

d_{р з} = d_р1 + 2z_min1 = 320,386 + 3,480 = 323,87 мм.

 

Наименьший предельный размер определяем для каждого технологического перехода путем округления расчетных размеров [1, стр. 94].

 

d_min2 = 320 мм.

d_min1 = 320,4 мм.

d_{min з} = 323,9 мм.

 

Наибольшие предельные размеры  вычисляем прибавлением допуска  к округленному наименьшему предельному размеру:

 

d_max2 = d_min2 + ρ_об.чис = 320 + 0,25 = 320,25 мм.

d_max1 = d_min1 + ρ_об.чер = 320,4 + 0,76 = 321,16 мм.

d_{max з} = d_{min з} + ρ_ч.ш = 323,9 + 1,8 = 325,7 мм.

Предельные значения припусков  определяем как разность наибольших предельных размеров и как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов [1, стр. 94]:

 

= d_max1 – d_max2 = 321,16 – 320,25 = 0,91 мм = 910 мкм

= d_{max з} – d_max1 = 325,7 – 321,16 = 4,54 мм = 4540 мкм

= d_min1 – d_min2 = 320,4 – 320 = 0,4 мм = 400 мкм

= d_{min з} – d_min1 = 323,9 – 320,4 = 3,5 мм = 3500 мкм

Полученные результаты сводим в  таблицу 8.

 

Таблица 8 Технологический маршрут обработки поверхности 130

Технологические переходы обработки поверхности	Элементы припуска, мкм				Расчет ный при- пуск 2zmin, мкм	Расчет ный размер dр,мм	Допуск δ,мкм	Предельный размер, мм		Предельные значения припусков, мкм
	Rz	T	ρ	ε
								d min	d max
Заготовка	150	200	1020			323,87	1800	323,9	325,7
Подрезка торца: предварительная окончательная	50 10	50 30	61,2	370 22	3480 386,4	320,386 320	760 250	320,4 320	321,16 320,25	3500 400	4540 910