Расчет операционных размеров по нормативам при проектировании технологических процессов механической обработки
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени академика С.П.Королева
(национальный исследовательский университет)» (СГАУ)
Факультет заочного обучения
Кафедра организации производства
Контрольная работа
по дисциплине «Технология машиностроения»
на тему: «Расчет операционных размеров по нормативам при проектировании технологических процессов механической обработки»
2013
Введение
Задачей технологического процесса механической обработки заготовок является получение деталей с параметрами, заданными в рабочих чертежах. К таким параметрам относятся форма, размеры и качество поверхностей - шероховатость и физико-механическое состояние. Все эти параметры ограничены соответствующими допусками - допустимыми величинами колебания параметров. Допуски назначаются конструктором детали, исходя из условий качественного выполнения деталью своего функционального назначения. Большинство из названных параметров детали достигается механической обработкой исходной заготовки путём постепенного приближения к их заданным значениям, т.е. обработкой поверхностей заготовок в нескольких операциях. Чем точнее и качественнее поверхность детали, тем при определенной точности заготовки в большем количестве операций она будет обрабатываться: сперва выполняют черновую, затем чистовую, после которой следует окончательная обработка. Ясно, что размеры поверхности на всех этих стадиях будут различаться. Определение конкретных величин этих размеров, называемых операционными, является одной из задач при проектировании технологического процесса механической работы.
.Определение количества операций обработки поверхности заготовки
Объективным критерием при определении количества операций, в которых надлежит обработать ту или иную поверхность заготовки, чтобы получить заданную поверхность детали, служит коэффициент уточнения, определяемый следующим образом: при известных допусках на размеры заготовки Тз и детали Тд для какой-либо из конкретной поверхности:
механический обработка заготовка
Тз = ВО+НО
εобщ.р.=Тз/Тд,
где eобщ.р - общее расчетное уточнение, вносимое всеми операциями, в которых данная поверхность обрабатывается.
Величина фактического уточнения eобщ.ф определяется произведением уточнений отдельных операций:
eобщ.ф=e черн.* e чист.* e ок ,
где eчерн., eчист., eок - уточнения, вносимые соответственно черновой, чистовой и окончательной операциями, в которых следует обработать рассматриваемую поверхность.
Для Ø55-0,05:
Тз=0,7+0,5=1,2мм
εобщ.р=1,2/0,05=24
e общ.ф. = 6*3*1,5=27
Так как e общ.ф.>εобщ.р., то требуемое уточнение в операциях достигается с гарантией.
И, следовательно, поверхность заготовки должна быть обработана черновым, и чистовым точением, а в качестве окончательной операции - шлифованием.
Для Ø20+0,02:
Тз=0,4+0,2=0,6мм
εобщ.р=0,6/0,02=30
e общ.ф. = 6*3*1,8=32
Так как e общ.ф.>εобщ.р., то требуемое уточнение в операциях достигается с гарантией.
И, следовательно, поверхность заготовки должна быть обработана черновым, и чистовым точением, а в качестве окончательной операции - шлифованием.
Для размера 60-0,02:
Тз=0,7+0,5=1,2
εобщ.р=1,2/0,02=60
e общ.ф. = 5,5*3*2*2=66 - для достижения неравенства e общ.ф.< εобщ.р., вводим дополнительную операцию - шлифование.
И, следовательно, поверхность заготовки должна быть обработана черновым и чистовым точением, а в качестве окончательной операции - шлифованием.
Для размера 15+0,03:
Тз=0,5+0,3=0,7
εобщ.р=0,7/0,03=23
e общ.ф. = 5*2,5*2=66
Так как e общ.ф.>εобщ.р., то требуемое уточнение в операциях достигается с гарантией.
И, следовательно, поверхность заготовки должна быть обработана черновым, и чистовым точением, а в качестве окончательной операции - шлифованием.
Вышеизложенное показывает, что при малых значениях eобщ. Количество операций уменьшается (например, одна черновая или черновая и чистовая), а при больших увеличивается (например, кроме черновой требуется выполнить две чистовых или окончательных обработки). Следует иметь ввиду, что количество операций увеличивается и за счет таких, как термообработка, отделочно-упрочняющие операции, которые коэффициентом e не учитываются.
. Назначение операционных припусков и расчет операционных размеров
По мере определения операционных размеров, на каждый из них следует назначить допуск. Его величина должна соответствовать экономической точности обработки: точность (величина допуска) черновых операций соответствует 12…14 квалитетам, чистовых - 10…11 квалитетам, окончательных 6…9 квалитетам. Точность окончательных размеров обычно регламентируется допуском на размер рабочего чертежа детали. Допуски на размеры штамповок и грубого проката задаются в зависимости от класса точности заготовки. Эти допуски представляют сумму двух отклонений размера заготовки - верхнего и нижнего.
Изменение размера обрабатываемой поверхности от заготовки до окончательного происходит за счет удаления с поверхности некоторого слоя материала. Этот слой называют припуском. В процессе нескольких операций (черновой, чистовой и т.д.) с заготовки удаляется суммарный припуск ZS. Его величины складываются из величин операционных припусков zi, удаляемых в каждой операции механической обработки
Где n - количество операций, в которых обрабатывается рассматриваемая поверхность.
Таким образом, размер обрабатываемой поверхности в каждой предшествующей операции отличается от её размера в последующей операции на величину zi. Сами же величины zi зависят от места операции в технологическом процессе: для грубых, черновых операций характерны большие значения zi, а по мере приближения к окончательным операциям они уменьшаются.
Поскольку известным размером является только окончательный размер поверхности, то прочие операционные размеры получаются на его основе путём наращивания, прибавления (для валов) или вычитания (для отверстий) определённых величин операционных припусков.
При расчете операционных размеров в случае обработки отверстия следует, что за номинальные значения этих размеров принимают минимальные, допуск представляют виде верхнего отклонения, а номинальные припуски не прибавляют, а вычитывают.
Расчет операционных размеров и его последовательность представим в виде таблицы
Таблица 1. Цилиндрическая поверхность вала Ø55-0,05
№ оп.Наименование операцииОперац. размерДопускПрипускНормативный источникzminzном25Шлифование55-0,0500,250,4Таблица№420Термическая обработка-----15Чистовое точение55,4-0,1200,61,0Таблица №610Черновое точение56,4-0,3002,02,5Таблица №805Заготовка58,9+0,7 -0,5--
zном = zmin + Ti-1
z25ном=z25min+T15
z25ном=0,25+0,12=0,37 округляем до 0,4 в большую сторону, т.к. вал.
z15ном=z15min+T10
z15ном=0,6+0,3=0,9 округляем до 1, чтобы получить нужное окончание технологического размера А10, согласно табл.12
z10ном=z10min+T05но
z10ном=2,0+0,5=2,5
Аi-1 = Ai+zном
А15=А25+ z25ном
А15=55+0,4=55,4
А10=А15+ z15ном
А10=55,4+1,0=56,4
А05=56,4+2,5=58,9
Таблица 2. Цилиндрическая поверхность вала Ø20+0,02
№ оп.Наименование операцииОперац. размерДопускПрипускНормативный источникzminzном25Шлифование20+0,0200,20,3Таблица№420Термическая обработка-----15Чистовое точение20,3+0,0840,50,8Таблица №610Черновое точение21,1+0,211,71,9Таблица №805Заготовка23+0,6 -0,2--
zном = zmin + Ti-1
z25ном=z25min+T15
z25ном=0,22+0,084=0,304 округляем до 0,3 в большую сторону, т.к. отверстие.
z15ном=z15min+T10
z15ном=0,5+0,21=0,71 округляем до 0,8, чтобы получить нужное окончание технологического размера А10, согласно табл.12
z10ном=z10min+T05но
z10ном=1,7+0,2=1,9
Аi-1 = Ai+zном
А15=А25+ z25ном
А15=20+0,3=20,3
А10=А15+ z15ном
А10=20,3+0,8=21,1
А05=А10+ z10ном
А05=21,1+1,9=23
Следует обратить внимание на необходимость округления расчетных размеров до установленных стандартов окончаний.
На величину округления пересчитывается номинальный припуск.
Для обработки торцевых поверхностей заготовок расчет линейных операционных размеров выполняется по формулам Аi-1 = Ai+zном и zном = z I min+Ti-1
Таблица 3. Торцевые поверхности размера 60-0,02
№ оп.Наименование операцииОперац. размерДопускПрипуск Нормативный источникzminzном40Шлифование пов. 260,0-0,0200,20,3Таблица №935Шлифование пов. 160,3-0,0300,20,3Таблица №930Термическая обработка----25Чистовое точение пов.160,6-0,0460,40,5Таблица №1020Чистовое точение пов.261,1-0,0740,40,7Таблица №1015Черновое точение пов.261,8-0,1201,01,2Таблица №1110Черновое точение пов.163,0-0,1901,01,4Таблица №1105Заготовка64,4+0,6 -0,3--
zном = zmin + Ti-1
z40ном=z40min+T35
z40ном=0,2+0,03=0,23 округляем до 0,3 в большую сторону, т.к. вал.
z35ном=z35min+T25
z35ном=0,2+0,046=0,246 округляем до 0,3 в большую сторону, т.к. вал.
z25ном=z25min+T20
z25ном=0,4+0,076=0,476 округляем до 0,5.
z20ном=z20min+T15
z20ном=0,4+0,12=0,52 округляем до 0,7 чтобы получить нужное окончание технологического размера А15, согласно табл. 12
z15ном=z15min+T10
z15ном=1,0+0,19=1,19 округляем до 1,2
z10ном=z10min+T05но
z10ном=1,0+0,3=1,3 округляем до 1,4 чтобы получить нужное окончание технологического размера А05, согласно табл. 12
Аi-1 = Ai-zном
А35=А40+ z40ном
А35=60+0,3=60,3
А25=А35+ z35ном
А25=60,3+0,3=60,6
А20=А25+ z25ном
А20=60,6+0,5=61,1
А15=А20+ z20ном
А15=60,1+0,7=61,8
А10=А15+z15ном
А10=61,8+1,2=63,0
А05=А10+z10ном
А05=64+1,4=64,4
Таблица 4. Торцевые поверхности размера 15+0,03
№ оп.Наименование операцииОперац. размерДопускПрипускНормативный источникzminzном40Шлифование пов. 220,0+0,0300,150,2Таблица №935Шлифование пов. 120,2-0,0300,150,3Таблица №930Термическая обработка----25Чистовое точение пов.120,5-0,0330,30,4Таблица №1020Чистовое точение пов.220,9-0,0520,30,4Таблица №1015Черновое точение пов.221,3-0,0840,91,1Таблица №1110Черновое точение пов.122,4-0,1300,91,2Таблица №1105Заготовка23,6+0,5 -0,3--
zном = zmin + Ti-1
z40ном=z40min+T35
z40ном=0,15+0,03=0,17 округляем до 0,2 в большую сторону, т.к. вал.
z35ном=z35min+T25
z35ном=0,15+0,033=0,173 округляем до 0,3 в большую сторону, т.к. вал.
z25ном=z25min+T20
z25ном=0,3+0,052=0,352 округляем до 0,4.
z20ном=z20min+T15
z20ном=0,3+0,084=0,384 округляем до 0,4 чтобы получить нужное окончание технологического размера А15, согласно табл. 12
z15ном=z15min+T10
z15ном=0,9+0,13=1,03 округляем до 1,1
z10ном=z10min+T05но
z10ном=0,9+0,3=1,2 округляем до 1,2 чтобы получить нужное окончание технологического размера А05, согласно табл. 12
Аi-1 = Ai-zном
А35=А40+ z40ном
А35=20+0,2=20,2
А25=А35+ z35ном
А25=20,2+0,3=20,5
А20=А25+ z25ном
А20=20,5+0,4=20,9
А15=20,9+0,4=21,3
А10=А15+z15ном
А10=21,3+1,1=22,4
А05=А10+z10ном
А05=22,4+1,2=23,6
Вывод: в ходе работы мы выяснили, что задачей технологического процесса механической обработки заготовок является получение деталей с параметрами, заданными в рабочих чертежах. К таким параметрам относятся форма, размеры и качество поверхностей.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ:
1. Справочник технолога - машиностроителя : В 2-х т. -М. : Машиностроение Т.1/ В. Б. Борисов [и др.] ; ред. А. Г. Косилова, ред. Р. К. Мещеряков. -4-е изд., перераб. и доп. -2001.-655 с.
. Обработка металлов резанием; Справочник технолога А.А. Панов, Н.Г.
Бойм и др. Под общей редакцией А.А. Панова 2е издание. - М.:
Машиностроение, 2004, - 784 с.: ил.