1.3. Выбор оптимального варианта конструкции сп

Критерием выбора оптимального варианта является сравнение вариантов по величине суммы приведенных затрат [2, с.335]

,

где С_ni – суммы приведенных затрат для i-ого варианта, руб.; С_i – стоимость операции механической обработки одной детали при использовании i-ого варианта, руб.:

,

где N – число деталей, обрабатываемых в год, шт.; ε_н – показатель нормативной эффективности дополнительных капитальных вложений (для авиадвигателестроения – 0,25 - 0,5 руб. на каждый рубль вложений); К – капитальные вложения i-ого варианта, руб.; L – заработная плата станочника, выполняющего операцию, в расчете на изготовление одной детали при использовании этого приспособления, руб.; S – затраты на изготовление (приобретение) приспособления, руб.; z – процент цеховых накладных расходов (до 300 %); T – срок службы приспособления, год; Q – расходы на ремонт приспособления, задается в процентах (5÷20) от стоимости приспособления.

Наиболее эффективным вариантом будет тот, для которого технологическая себестоимость деталь - операции будет минимальной.

Определенные значения С_n для перечисленных вариантов технологического оснащения данной операции приведены в таблице 1:

Таблица 1

Вариант	1	2	3	4
Сni	1600	1580	1500	950

Минимальные приведенные затраты для выполнения операции обеспечивает четвертый вариант оснастки, где используется наладка на базовое приспособление - делительный стол с пневмозажимом.

1.4. Точностной расчет варианта с унифицированным делительным пневмостолом

Одной из главных задач проектирования технологической оснастки является обеспечение надежности технологического процесса по параметрам точности – определяется возможность применения рассматриваемой системы технологической оснастки для обеспечения допусков технологических размеров.

Задача решается проверкой для каждого технологического исходного размера условия:

(1)

где Т – допуск технологического размера, в рассматриваемом случае равен 0,05 мм; k_c – коэффициент, учитывающий долю статической составляющей в суммарной погрешности обработки Δ_Σ (для сверления – 0,8-1) [3, с.23]; – суммарная статистическая составляющая погрешность.

Основным этапом решения задачи является определение (выявление) элементарных составляющих суммарной статической производственной погрешности

,

где Δ_i – составляющая производственной погрешности – векторная величина, имеющая вероятностный закон рассеяния, т.к. сама в свою очередь состоит из суммы случайных величин; n – число рассматриваемых погрешностей.

Первым этапом определения составляющих производственной погрешности является назначение допусков на исполнительные размеры приспособления: координатные размеры отверстий в кондукторной плите, допуск на размеры координат плиты относительно устанавливаемого элемента, посадки в сопряжении: кондукторная втулка – промежуточная втулка при использовании быстросменных кондукторных втулок, размеры отверстий кондукторных втулок для обеспечения подвижных посадок в сопряжении: кондукторная втулка – инструмент, размеры сопряжения фиксатора делительного стола и втулки делительного диска наладки и т.д.

Операция содержит пять переходов (сверление, зенкерование, предварительное развертывание, окончательное развертывание, снятие фаски), поскольку точность расположения координат оси данного отверстия достичь только сверлением не удастся (из-за наличия большого увода оси обрабатываемого отверстия, вызванного перекосом инструмента во втулке).

Для исправления наложения оси отверстия, уменьшения увода и обеспечение высокой точности зенкерование выполняют с направлением инструмента в кондукторной втулке (рис.8) [9].

Рис. 8. Направление зенкера в кондукторных втулках:

а) – верхнее; б) – нижнее; в) – двойное.

Необходимо определить, диаметр зенкера, который обеспечит «исправление» увода оси отверстия и снятие шероховатости и дефектного слоя, полученных при сверлении.

Анализ совмещенной схемы снятия припуска при зенкеровании (рис.9) показывает, что это возможно при выполнении неравенства:

,

или

,

Рис. 9.

где Δ_п(в) – погрешность увода (положение вершины сверла) из-за наличия зазора в сопряжении сверло –кондукторная втулка:

мм

- минимальный гарантированный припуск на диаметр при зенкеровании: мм,

где h^’и – высота неровностей и дефектный слой поверхности отверстия после сверления; - максимальный диаметр сверла, мм.

Определяем диаметр зенкера:

мм,

принимаем: .

Выполним проверку соблюдения неравенства (1) на переходе зенкерования отверстия. Именно этот переход операции определит точность исполнения координатного размера – отклонение оси отверстия от номинального положения Т ≤ 0,05.

Анализ структуры технологической системы (рис.10) [3, с. 59] позволяет записать уравнение составляющих производственной погрешности:

,

где Δ_з – погрешность несовмещения исходной и технологической базы заготовки.

Рис. 10.

В данном случае равна нулю, т.к. исходная и технологическая базы совпадают. Исходной базой (рис.11) является ось симметрии впадины. Технологической базой является профиль шлиц заготовки, центрирующейся по эвольвентному профилю зуба установочного кольца 3 (см. рис.6).

Рис. 11.

Δ_уз – погрешность, вызванная наличием зазора между заготовкой и установочным элементом – S_max, что приводит к смещению оси профиля шлиц заготовки относительно номинального положения, (определенного осью зуба шлиц установочного элемента Aуэ= ).

Погрешность установки заготовки в нашем случае равна половине зазора сопряжения по средней окружности впадины заготовки «Муфта» и зубом установочного шлицевого элемента, находящегося на кондукторной плите наладки. Форма зубьев вала и втулки для случая центрирования шлицевого эвольвентного соединения по боковым поверхностям зубьев при закругленной форме дна впадины показана на рис.11 [6, с.835], где «e» и «S» номинальная делительная окружная ширина соответственно впадины втулки и толщины зуба вала (установочного элемента). Назначаем посадку шлицевого сопряжения (заготовка – установочный элемент) в соответствии со стандартом ГОСТ 6033-80.

Для номинального диаметра соединения Ø216 мм, модуля 3 мм, с центрированием по боковым сторонам зубьев с посадкой 7H / 5h на общем виде наладки обозначим сопряжение: 216х3х7H/5h ГОСТ 6033-80.

По таблице 28 [6, с.845] найдем допуски для впадины заготовки и толщины зуба установочного элемента: 4,712 7Н = , 4,712 5h = .

Это сопряжение с номинальной делительной окружной шириной, равной 4,712 мм и с гарантированным минимальным зазором, S_min = 0,018+0,016=0,034 с полем допуска (см. рис.12).

Рис. 12.

Максимальный зазор: S_max = 0,05+0,025=0,075 мм,

а Δ_уз : мм

Δ_п – погрешность координатного положения оси отверстия кондукторной втулки Ø14, относительно установочного элемента. Для случая использования быстросменных кондукторных втулок определяется по формуле [3, с. 60]:

,

где Δ_п1 – погрешность координатного положения оси отверстия кондукторной втулки относительно элемента для базирования заготовки: мм, принимаем Δ_п1 = 0,01;

Δ_п2 – погрешность, вызываемая неперпендикулярностью оси отверстия втулки – гнезда к опорной плоскости, служащей для базирования заготовки.

Сформулируем условие: «допуск перпендикулярности оси отверстия втулки – гнезда и опорной плоскости А (служащей для базирования заготовки) 0,01 на 100 мм» (рис.13).

Рис.13.

Погрешность от неперпендикулярности оси отверстий под кондукторные втулки к пов. А определяется по формуле [3, с.61]:

мм;

Δ_п3 – погрешность смещения оси кондукторной втулки относительно промежуточной втулки по причине зазора (посадка H6/g5):

Δ_п3 = мм;

Δ_п4 – погрешность равная эксцентриситету сменной или быстросменной втулки, рекомендуется принимать Δ_п4 ≤ 0,005 мм [3,с.61];

Тогда Δ_п = мм;

Δ_п(в) – погрешность положения оси координат образующей зенкера от номинального, вызванная наличием зазора в сопряжении кондукторная втулка Ø14 и направляющей части зенкера (посадка H6/g5): = 0,0125 мм,

С учетом полученных значений составляющих суммарной погрешности неравенство (1) примет вид:

.

Следовательно, при назначенных исполнительных размерах и технических требованиях заданная точность обеспечивается.