8 Обоснование выбора оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструментов
Для черновых токарно-карусельных операций выбираем токарно-карусельный станок с ЧПУ VNL803Н. Станок обладает хорошей жесткостью и стабильностью при обработке.
Для чистовых токарно-карусельных операций выбираем токарно-карусельный станок с ЧПУ V-Turn A800 CNC. Станок обладает высокой жесткостью, что позволяет сохранять долгосрочную высокую точность, высокая надежностью, функциональным и удобным в применении ЧПУ.
Для сверления отверстий, зенкерования отверстий и нарезания резьбы применяется сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ 600V. Так же применяются радиально-сверлильный станок RD-100, вертикально-сверлильный VDM-50Vn.
Для изготовления пазов используется электроэрозионный копировально-прошивочный станок с ЧПУ EA12D. Данное оборудование замещает операции сверления и фрезерования по сравнению с базовым технологическим процессом, что упрощает их получение.
Шлифование будем осуществлять на карусельно-шлифовальном станке 3Н762CNC.
В разрабатываемом технологическом процессе используются следующие приспособления:
для токарной обработки: четырехкулачковый несамоцентрирующий патрон (для черновой обработки), четырехкулачковый самоцентрирующий патрон (для чистовой обработки);
для электроэрозионной, шлифовальной сверлильных операций используются специальные станочные приспособления.
Инструмент применяемый в разрабатываемом технологическом процессе фирмы ISCAR: твердосплавные сверла, и пластины.
При небольшом объеме производства главными средствами измерения служат универсальные инструменты: штангенциркули, микрометры. Когда применение универсального измерительного инструмента не рационально необходимо использовать специально спроектированную оснастку. Для данной детали широко используются различные шаблоны. . Шероховатость поверхностей обычно контролируют сравнением обрабатываемой поверхности с эталоном.
9 Расчет операционных размеров
9.1.1 Расчет длинновых размеров
Под операционными размерами понимается размер, проставленный на опера-ционном эскизе и характеризующий величину обрабатываемой поверхности, или взаимное расположение обрабатываемых поверхностей относительно других по-верхностей, линий или точек детали.
Расчёт операционных размеров сводится к задаче правильного определения величины операционного припуска и величины операционного допуска с учётом конкретных особенностей разрабатываемого технологического процесса.
Наиболее целесообразным при расчёте длинновых операционных размеров является применение теории графов. На каждую самостоятельную геометрическую структуру операционных размеров на основании исходных данных составляется схема обработки детали, в которой изображается эскиз детали с указанием длин-новых чертёжных размеров и операционных припусков. На схеме указывают раз-мерные линии.
Минимальные припуски:
Z min = R zi-1 + T i-1 +Δ (9.1.1.1)
где R zi-1-Высота неровностей профиля;
T i-1-Глубина дефектного слоя;
Δ-Погрешность формы;
Припуски на черновое точение:
14Z15min=1Z2min=7Z8min=9Z10min=16Z17min=22Z23min=26Z27min= =100+100+(500+430)=1030 мкм = 1,13 мм.
Припуски на чистовое точение:
2Z3 min =6Z7 min= 10Z11 min=13Z14 min =17Z18 min=21Z22 min=25Z26 min= =50+50+60=120 мкм = 0,16 мм.
Припуски на тонкое точение:
12Z13 min =18Z19 min= 20Z21 min= 24Z25 min=25+25=50 мкм = 0,05
Зная приближенную величину операционного размера или заготовки, по имеющимся нормативам, нетрудно назначить допуски на эти размеры в зависимости от метода обработки:
Т1А27 = 4,5 мм, Т1А8 = 3,6 мм , Т27А23 = 3,6 мм, Т27А15 = 3,6 мм,
Т1А16 = 4,5 мм, Т1А9 = 4,0 мм, Т27А2 = 2,48 мм, Т2А17 = 0,52 мм,
Т2А10 = 1,0 мм, Т2А26 =0,46 мм, Т2А22 = 0,74 мм, Т2А7 = 0,7 мм,
Т2А14 = 0,62 мм, Т26А3 = 0,06 мм, Т3А25 = 0,1 мм, Т21А4 = 0,06 мм,
Т3А6 = 0,15 мм, Т3А5=0,1 мм, Т3А21=0,06 мм, Т4А20=0,02 мм,
Т3А13 = 0,16 мм, Т4А12 =0,06 мм, Т26А18 = 0,21 мм, Т21А19 = 0,06 мм,
Т26А11 = 0,06 мм, Т4А24 = 0,1мм.
На все длинновые чертёжные размеры определяем численные значения допусков и отклонений, заданные конструктором:
Допуски на операционные припуски:
Т20Z21=T21A4 +T4A20 = 60 + 40 = 100
Т24Z25=T3A25+T21A4+T3A21+T4A24=100 + 60 +20 + 100 = 280
Т25Z26 = T26A3 + T3A25 = 60 + 100 = 160
Т12Z13=T3A13+T21A4+4А12+3А21 = 160+60+60+20 = 300
Т18Z19=T26A18+T3A21 +T26A3 +T21A19=210+60+20+60 = 350
Т2Z3=T2A26+T26A3=460+60=520
T17Z18=T2A26+T26A18+T2A17=460+210+520=1190
T10Z11=T2A26+T26A11+T2A10=460+60+1000 = 1520
T21Z22=T2A22+T26A3+T2A26+T3A21=740+60+460+20 = 1280
T6Z7= T2A7+T26A3+T2A26+T3A6=700+60+460+150=1370
T13Z14=T2A14+T26A3+T2A26+Т3А13=620+60+460+160 = 1300
T26Z27=T27A2+T2A26=2480+460=2940
T22Z23 = T27A2+T2A22+T27A23=2480+740+3600=6820
T14Z15=T27A2+T2A14+T27A25=2480+620+3600=6700
T1Z2=T1A27+T27A2 =4500+2480=6980
T7Z8=T1A8+T27A2+T1A27+T2A7=3600+2480+4500+700=11280
T16Z17=T1A27+T2A17+T27A2+T1A16=4500+520+2480+4500=12000
T9Z10=T1A27+T2A10+T27A2+T1A9=4500+1000+2480+4000=11980
Граф исходных структур
Граф производных структур
Граф размерных цепей
Производим расчёт длинновых операционных размеров, используя данные из промежуточных вычислений:
Определение операционного размера 4А24
4А24 = 2С24
Определение операционного размера 4А20
4А20 = 4С20
принимаем
4A20
=
Определение операционного размера 4А12
4А12 = 4С20
Определение операционного размера 21А4
21А4 = 4А20 + 20z21
Корректировка +0,05
принимаем
21A4
=
Определение операционного размера 21А19
21А19 = 21А4 + 19С20 – 4А20
принимаем
21A19
=
Определение операционного размера 3А21
3A21 = 3C4 + 21А4
принимаем
21A4
=
мм
мм
мм
Определение операционного размера 3А25
3А25 = 3А21 + 24z25+4А24– 21А4
Корректировка +0,05
принимаем
3A25
=
мм
Остальные размеры рассчитываем аналогичным образом и записываем в ведомость (таблица 9.1)
Таблица 9.1 - Ведомость расчета длинновых операционных размеров
Исходные размеры |
Операционные размеры |
||||||||||
Обозначение размеров |
Заданный исходный размер |
Полученный исходный размер с учетом корректировки |
Обозначение размеров |
Величина принятого допуска |
Уравнение размеров цепи |
Расчетный операционный размер |
Величина корректировки с учетом увеличения припуска |
Принятый операционный размер |
|||
max |
min |
max |
min |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|||
4С24 |
|
80 |
79,9 |
4А24 |
-0,1 |
4С24=4А24 |
80 |
79,9 |
|
|
|
4С20 |
|
71,06 |
71 |
4А20 |
+0,06 |
4С20=4А20 |
71,06 |
71 |
|
|
|
4С12 |
|
45 |
44,938 |
4А12 |
-0,062 |
4С12=4А12 |
45 |
45,938 |
|
|
|
20z21 |
|
0,2 |
0,1 |
21А4 |
-0,04 |
|
71,15 |
71,11 |
+0,05 |
|
|
19С20 |
|
7,16 |
7,0 |
21А19 |
+0,06 |
|
7,48 |
7,2 |
|
|
|
3С4 |
|
3,94 |
3,88 |
3А21 |
-0,06 |
3С4 = 3А21 – 21А4 |
75,34 |
75,28 |
|
|
|
24z25 |
|
0,38 |
0,11 |
3А25 |
-0,19 |
|
84,15 |
84,01 |
+0,05 |
|
|
12z13 |
|
0,482 |
0,2 |
3А13 |
-0,16 |
|
49,208 |
48,99 |
+0,092 |
|
|
4С5 |
|
4,77 |
4,56 |
3А5 |
+0,15 |
|
9,88 |
8,44 |
+0,06 |
|
|
5С6 |
|
6,3 |
6,05 |
3А6 |
+0,1 |
|
14,8 |
14,65 |
|
|
|
Исходные размеры |
Операционные размеры |
||||||||||
Обозначение размеров |
Заданный исходный размер |
Полученный исходный размер с учетом корректировки |
Обозначение размеров |
Величина принятого допуска |
Уравнение размеров цепи |
Расчетный операционный размер |
Величина корректировки с учетом увеличения припуска |
Принятый операционный размер |
|||
max |
min |
max |
min |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|||
25z26 |
|
0,59 |
0,34 |
26А3 |
-0,06 |
|
84,52 |
84,17 |
+0,08 |
|
|
18z19 |
|
0,56 |
0,21 |
26А18 |
-0,21 |
|
17,19 |
16,94 |
+0,05 |
|
|
11С12 |
|
5,3 |
5,058 |
26А11 |
-0,06 |
|
40,9 |
40,782 |
|
|
|
2z3 |
|
0,76 |
0,24 |
2А26 |
-0,46 |
|
85,22 |
84,76 |
+0,08 |
|
|
17z18 |
|
1,41 |
0,22 |
2А17 |
+0,52 |
|
67,48 |
66,96 |
-0,06 |
|
|
10z11 |
|
1,76 |
0,24 |
2А10 |
+1,00 |
|
43,78 |
42,78 |
-0,08 |
|
|
21z22 |
|
1,56 |
0,2 |
2А22 |
-0,74 |
|
76,76 |
76,08 |
+0,04 |
|
|
6z7 |
|
1,56 |
0,24 |
2А7 |
-0,7 |
|
16,47 |
15,72 |
+0,03 |
|
|
Исходные размеры |
Операционные размеры |
||||||||||
Обозначение размеров |
Заданный исходный размер |
Полученный исходный размер с учетом корректировки |
Обозначение размеров |
Величина принятого допуска |
Уравнение размеров цепи |
Расчетный операционный размер |
Величина корректировки с учетом увеличения припуска |
Принятый операционный размер |
|||
max |
min |
max |
min |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|||
13z14 |
|
1,52 |
0,22 |
2А14 |
-0,62 |
|
50,84 |
50,22 |
+0,06 |
|
|
26z27 |
|
4,16 |
1,22 |
27А2 |
-2,48 |
|
88,91 |
86,43 |
+0,09 |
|
|
22z23 |
|
8,02 |
1,42 |
27А23 |
+1,2 -2,4 |
|
8,59 |
4,77 |
-0,07 |
|
|
14z15 |
|
7,92 |
1,13 |
27А15 |
+1,2 -2,4 |
|
34,5 |
30,99 |
-0,09 |
|
|
1z2 |
|
8,18 |
1,4 |
1А27 |
+3,0 -1,5 |
|
94,63 |
90,13 |
+0,07 |
|
|
7z8 |
|
12,5 |
1,42 |
1А8 |
+2,4 -1,2 |
|
29,61 |
25,81 |
+0,09 |
|
|
16z17 |
|
13 |
1,2 |
1А16 |
+1,5 -3,0 |
|
67,1 |
62,47 |
-0,07 |
|
|
9z10 |
|
13,08 |
1,3 |
1А9 |
+1,3 -2,7 |
|
42,87 |
38,87 |
-0,07 |
|
|
9.1.2 Расчет длинновых операционных размеров (по полотну диска)
Минимальные припуски:
Z min = R zi-1 + T i-1 +Δ (9.2.1.1)
где R zi-1-Высота неровностей профиля;
T i-1-Глубина дефектного слоя;
Δ-Погрешность формы;
Припуски на черновое точение:
28Z29 min =32Z33 min =34Z35 min= 38Z39 min= 50+50+(500+430)=
=1030 мкм = 1,13 мм.
Припуски на чистовое точение:
29Z30 min =31Z32 min= 35Z36 min=37Z38 min = 25+25+70=
=120 мкм = 0,16 мм.
Зная приближенную величину операционного размера или заготовки, по имеющимся нормативам, нетрудно назначить допуски на эти размеры в зависимости от метода обработки:
Т1А28 = 3,6 мм, Т28А33 = 3,6 мм, Т1А34 = 4,5 мм, Т34А39 = 3,6 мм
Т2А29 = 0,43 мм, Т26А32 = 0,74 мм, Т3А30 = 2,9 мм, Т30А31 = 0,3 мм
Т2А35 = 0,74 мм, Т26А38 = 0,43 мм, Т3А36 = 2,5 мм, Т36А37 = 0,3 мм
На все длинновые чертёжные размеры определяем численные значения допусков и отклонений, заданные конструктором:
Допуски на операционные припуски:
T29Z30=T26A3+T2A29+T2A26+Т3А30 = 60+430+460+2900=3850
Т28Z29=T2A29+T27A2+T1A27+T1A28=430+2480+4500+3600=11010
Т31Z32=T26A32+T26A3+T30A31+T3A30=740+60+300+2900=4000
Т32Z33=T27A2+T1A28+T26A32+T2A26+Т1А27+Т28А33=2480+3600+
+740++460+4500+3600=15380
T35Z36=T3A36+T2A36+T26A3+Т2А35 = 2500+460+60+740=3760
Т34Z35=T2A35+T1A27+T27A2+T1A34=740+4500+2480+4500=12220
Т37Z38=T26A38+T26A3+T36A37+T3A36=430+60+300+2500=3290
Т38Z39=T27A2+T1A34+T26A38+T2A26+Т1А27+Т34А39=2480+4500+
+430+460+4500+3600=15970
Граф исходных структур
Граф производных структур
Граф размерных цепей
Производим расчёт длинновых операционных размеров, используя данные из промежуточных вычислений:
Определение операционного размера 3А30
принимаем
3A30
=
принимаем
30A31
=
принимаем
3A36
=
принимаем
36A37
=
Определение операционного размера 26А32
Корректировка -0,05
принимаем
26A32
=
Определение операционного размера 2А29
Корректировка -0,06
принимаем
2A29
=
Определение операционного размера 1А28
Корректировка -0,09
принимаем
1A28
=
мм
Таблица 9.1.2 - Ведомость расчета длинновых операционных размеров
Исходные размеры |
Операционные размеры |
|||||||||
Заданный исходный размер |
Полученный исходный размер с учетом корректировки |
Обозначение размеров |
Величина принятого допуска |
Уравнение размеров цепи |
Расчетный операционный размер |
Величина корректировки с учетом увеличения припуска |
Принятый операционный размер |
|
||
max |
min |
max |
min |
|
||||||
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
||
|
3,2 |
2,9 |
|
-0,3 |
|
3,2 |
2,9 |
|
|
|
|
4 |
3,7 |
|
-0,3 |
|
4 |
3,7 |
|
|
|
|
17,9 |
15 |
3А30 |
+2,9 |
|
17,9 |
15 |
|
|
|
|
|
|
3А36 |
+2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
4,3 |
0,3 |
26А32 |
+0,74 |
|
|
|
-0,05 |
|
|
|
4,16 |
0,31 |
2А29 |
+0,43 |
|
|
|
-0,06 |
|
|
|
3,6 |
0,31 |
26А38 |
+0,43 |
|
|
|
-0,06 |
|
|
|
|
|
2А35 |
+0,74 |
|
|
|
-0,05 |
|
|
|
10,42 |
6,3 |
1А34 |
+1,2 -2,4 |
|
|
|
-0,06 |
|
|
Исходные размеры |
Операционные размеры |
|||||||||
Заданный исходный размер |
Полученный исходный размер с учетом корректировки |
Обозначение размеров |
Величина принятого допуска |
Уравнение размеров цепи |
Расчетный операционный размер |
Величина корректировки с учетом увеличения припуска |
Принятый операционный размер |
|
||
max |
min |
max |
min |
|
||||||
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
||
|
|
|
34А39 |
+1,2 -2,4 |
|
|
|
+0,08 |
|
|
|
|
|
1А28 |
+1,2 -2,4 |
|
14,39 |
9,93 |
-0,09 |
|
|
|
|
|
28А33 |
+1,2 -2,4 |
|
|
|
+0,08 |
|
|
9.2 Расчет диаметральных размеров
Таблица
9.2.1 - Ведомость расчета операционных
размеров при обработке наружной
поверхности
;
Ra
6,3
№ |
Наименование операции |
Опер. Припуск (минимальный) |
Операционный размер |
|||
Обозначение |
Величина |
Обозначение |
Формула расчета |
принятый |
||
Заготовка |
Штамповка |
- |
- |
|
|
|
15 |
Токарно-карусельная |
Z015 |
1,13 |
|
|
|
25 |
Токарно-карусельная |
Z025 |
0,16 |
|
|
|
Таблица
9.2.2 - Ведомость расчета операционных
размеров при обработке наружной
поверхности
;
Ra
1,6
№ |
Наименование операции |
Опер. Припуск (минимальный) |
Операционный размер |
|||
Обозначение |
Величина |
Обозначение |
Формула расчета |
принятый |
||
Заготовка |
Штамповка |
- |
- |
|
|
|
015 |
Токарно-карусельная |
Z015 |
1,13 |
|
|
|
25 |
Токарно-карусельная |
Z025 |
0,16 |
|
|
|
35 |
Токарно-карусельная |
Z035 |
0,05 |
|
|
|
Таблица
9.2.3 - Ведомость расчета операционных
размеров при обработке наружной
поверхности
;
Ra
6,3
№ |
Наименование операции |
Опер. Припуск (минимальный) |
Операционный размер |
||||
Обозначение |
Величина |
Обозначение |
Формула расчета |
принятый |
|||
Заготовка |
Штамповка |
- |
- |
|
|
|
|
15 |
Токарно-карусельная |
Z015 |
1,13 |
|
|
|
|
25 |
Токарно-карусельная |
Z025 |
0,16 |
|
|
|
|
Таблица
9.2.5 - Ведомость расчета операционных
размеров при обработке наружной
поверхности
;
Ra
0,8
№ |
Наименование операции |
Опер. Припуск (минимальный) |
Операционный размер |
||||
Обозначение |
Величина |
Обозначение |
Формула расчета |
принятый |
|||
Заготовка |
Штамповка |
- |
- |
|
|
|
|
020 |
Токарно-карусельная |
Z015 |
1,13 |
|
|
|
|
№ |
Наименование операции |
Опер. Припуск (минимальный) |
Операционный размер |
||||
Обозначение |
Величина |
Обозначение |
Формула расчета |
принятый |
|||
030 |
Токарно-карусельная |
Z025 |
0,16 |
|
|
|
|
040 |
Токарно-карусельная |
Z035 |
0,1 |
|
|
|
|
95 |
Шлифовальная |
Z095 |
0,05 |
|
|
|
|
Таблица
9.2.4 - Ведомость расчета операционных
размеров при обработке наружной
поверхности
;
Ra
6,3
№ |
Наименование операции |
Опер. Припуск (минимальный) |
Операционный размер |
|||
Обозначение |
Величина |
Обозначение |
Формула расчета |
принятый |
||
Заготовка |
Штамповка |
- |
- |
|
|
|
15 |
Токарно-карусельная |
Z015 |
1,13 |
|
|
|
25 |
Токарно-карусельная |
Z025 |
0,16 |
|
|
|
Таблица
9.2.6 - Ведомость расчета операционных
размеров при обработке наружной
поверхности
;
Ra
1,6
№ |
Наименование операции |
Опер. Припуск (минимальный) |
Операционный размер |
|||
Обозначение |
Величина |
Обозначение |
Формула расчета |
принятый |
||
Заготовка |
Штамповка |
- |
- |
|
|
|
020 |
Токарно-карусельная |
Z020 |
1,13 |
|
|
|
030 |
Токарно-карусельная |
Z030 |
0,16 |
|
|
|
Таблица
9.2.7 - Ведомость расчета операционных
размеров при обработке наружной
поверхности
;
Ra
6,3
№ |
Наименование операции |
Опер. Припуск (минимальный) |
Операционный размер |
|||
Обозначение |
Величина |
Обозначение |
Формула расчета |
принятый |
||
Заготовка |
Штамповка |
- |
- |
|
|
|
20 |
Токарно-карусельная |
Z020 |
1,13 |
|
|
|
30 |
Токарно-карусельная |
Z030 |
0,16 |
|
|
|
Таблица
9.2.8 - Ведомость расчета операционных
размеров при обработке наружной
поверхности
;
Ra
6,3
№ |
Наименование операции |
Опер. Припуск (минимальный) |
Операционный размер |
|||
Обозначение |
Величина |
Обозначение |
Формула расчета |
принятый |
||
Заготовка |
Штамповка |
- |
- |
Dзаг |
|
|
20 |
Токарно-карусельная |
Z020 |
1,13 |
D020 |
|
|
30 |
Токарно-карусельная |
Z030 |
0,16 |
D030 |
|
|
9.3 Корректировка размеров заготовки
После расчета операционных размеров, необходимо произвести корректировку размеров заготовки.
Построим чертеж заготовки (рисунок 9.3.1)
Рисунок
9.3.1 - Заготовка
Массу заготовки определим при помощи средств САПР
Мзаг=37,92 кг