Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни (стр. 2 из 2)
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.
1.4. 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].
1.5. 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
, (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:
, (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;
– 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
2. Размерный анализ технологического процесса в осевом направлении
2.1. Размерные цепи и их уравнения
Составим уравнения размерных цепей в виде уравнений номиналов.
2.2. 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
(2.1) 
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:
В итоге получаем 100% качество
2.3. 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
, (2.2)где
- суммарная погрешность пространственных отклонений поверхности на предыдущем переходе; 
- высоты неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на поверхности при предыдущей обработке.Рассчитаем величины колебаний операционных припусков
по уравнениям погрешностей замыкающих звеньев-припусков 
(2.1) 
(2.2)Расчет ведут по формуле (2.2) если количество составляющих звеньев припуска больше четырех.
Находим значения максимальных и средних припусков по соответствующим формулам
, (2.3) 
(2.4)результаты занесем в таблицу 2.1
2.4. 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
запишем значения в удобной для производства форме
3. Размерный анализ технологического процесса в диаметральном направлении
3.1. 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)
3.2. Проверка условий точности изготовления детали
Получаем 100% качество.
3.3. Расчет припусков радиальных размеров
Расчет припусков радиальных размеров будем вести аналогично расчету припусков продольных размеров, но расчет минимальных припусков будем вести по следующей формуле
(3.1)Результаты заносим в таблицу 3.1
3.4. 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
Определим координату средин полей допусков искомых звеньев по формуле
(3.2) 
Сложив полученные величины с половиной допуска, запишем значения в удобной для производства форме
4. Сравнительный анализ результатов расчетов операционных размеров
4.1. Расчет диаметральных размеров расчетно-аналитическим методом
Рассчитаем припуски для поверхности 8 по методике В.М. Кована [7].
Полученные результаты заносим в таблицу 4.1
4.2. Сравнение результатов расчета
Посчитаем общие припуски по формулам
(4.1) 
(4.2)Посчитаем номинальный припуск для вала
(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
(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
1. Размерный анализ технологических процессов изготовления деталей машин: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Теория Технологии»/ Михайлов А.В. – Тольятти,: ТолПИ, 2001. 34с.
2. Размерный анализ технологических процессов/ В.В. Матвеев, М. М. Тверской, Ф. И. Бойков и др. – М.: Машиностроение, 1982. – 264 с.
3. Специальные металлорежущие станки общемашиностроительного применения: Справочник/ В.Б. Дьячков, Н.Ф. Кабатов, М.У. Носинов. – М.: Машиностроение. 1983. – 288 с., ил.
4. 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.
5. Михайлов А.В. План изготовления детали: Методические указания к выполнению курсовых и дипломных проектов. – Тольятти: ТолПИ, 1994. – 22с.
6. Михайлов А.В. Базирование и технологические базы: Методические указания к выполнению курсовых и дипломных проектов. – Тольятти: ТолПИ, 1994. – 30с.
7. Справочник технолога-машиностроителя. Т.1/под. ред А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.:Машиностроение, 1985. – 656с.