Выполнение эскизов деталей готовых изделий

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к заданию по теме

„ВЫПОЛНЕНИЕ ЭСКИЗОВ ДЕТАЛЕЙ ГОТОВОГО ИЗДЕЛИЯ"

ОБНИНСК 1988

АННОТАЦИЯ

Методическое пособие предназначено для аудиторных и самосто­ятельных занятий студентов по курсу "Инженерная графика", раздел -машиностроительное черчение. Пособие содержит необходимые сведе­ния из ВСКД по оформлению основных конструкторских документов на детали и сборочную единицу, а также примеры выполнения эскизов деталей трубопроводной арматуры. Эскизы сопровождаются схемами, поясняющими технологию изготовления этих деталей. Пособие содер­жит также справочные данные по некоторым конструктивным элементам.

Пособие является первой частью комплекта методических ука­заний по разделу "Машиностроительное черчение".

Составители выражают глубокую признательность коллективу ка­федры "Начертательной геометрии и черчения" МВТУ им. Н.Э.Баумана за методическую помощь в разработке пособия.

ВВЕДЕНИЕ

Изделием называют предмет или набор предметов, изготавлива­емых на предприятии. Изделия подразделяются на две группы:

не специфицированные - не имеющие составных частей (детали); специфицированные - состоящие из двух и более составных частей (сборочные единицы, комплексы, комплекты).

Деталью называют изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения каких-либо сбороч­ных операций.

Чертеж детали должен содержать все технические данные, необ­ходимые для ее изготовления и контроля: необходимое и достаточное число изображений, полностью раскрывающих форму всех конструктив­ных элементов детали; номинальные значения и указания о точности выполнения размеров этих элементов, а также сведения о допусти­мой шероховатости поверхностей; данные о материале заготовки; данные о термической обработке, защитных или декоративных покры­тиях, а также дополнительные технические требования, например, о совместной обработке отдельных поверхностей с другими деталями.

Учебные чертежи деталей, выполняемые студентами по курсу "Инженерная графика", должны содержать изображения детали, но­минальные значения размеров всех ее элементов и сведения о мате­риале, из которого изготавливается данная деталь.

Эскизом называется чертеж детали, выполненный без применения чертежных инструментов ("от руки") , без масштаба, но с соблюдени­ем пропорций в изображении конструктивных элементов и проекцион­ной связи отдельных изображений детали.

I. ЦЕПИ И СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ

Цели задания, выполняемого студентами:

а) изучить назначение и взаимодействие деталей предложенной сборочной единицы;

б) ознакомиться со стандартами ЕСКД "Основные положения" по видам и правилам оформления конструкторской документации;

в) получить знания и навыки по съемке и оформлению эскизов деталей;

г) получить представление о простановке размеров на чертеже детали с учетом конструкторских, технологических и измерительных баз;

3

д) изучить правила составления спецификации;

е) закрепить навыки работы со справочной литературой.

Задание включает съемку и оформление эскизов всех нестан­дартных деталей: сборочной единицы, а также составление специфи­кации, включающей эти детали.

Вариант задания назначается преподавателем. Сборочная едини­ца и измерительный инструмент выдаются лаборантом на время заня­тий под залог зачетной книжки. Вынос деталей за пределы учебных помещений, категорически запрещается.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ

Эскизы деталей выполняются карандашом на листах масштабно-координатной миллиметровой бумаги от руки линиями в соответствии с ГОСТ 2.303-68. Окружности допускается намечать циркулем с пос­ледующей обводкой их от руки.

Эскиз корпусной детали выполняется в трех проекциях на фор­мате A3 (420 х 297, мм.) , остальных деталей - на формате А4(210х 297, мм.) при минимально необходимом, но достаточном числе изо­бражений. Спецификация выполняется на формате А4 на левой половине листа формата A3, который служит затем обложкой брошюры эскизов. Все листы обрезаются по внешней рамке соответствующих форматов.

3. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 3.1. Понятие о базах и базировании

В машиностроительном черчении способы измерения размеров и нанесения их на чертежах изделий подчиняются вполне определенным правилам, поэтому для успешного выполнения задания нужно ясно ус­воить понятия о базах и базировании и видах поверхностей.

База - поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, линия (например, осевая) или точка, принадлежащие заготовке или изделию и используемые для базирования.

Базирование - придание заготовке или изделию требуемого по­ложения относительно выбранной системы координат.

По назначению базы разделяются на три вида: конструкторские, технологические и измерительные.

Конструкторская база (КБ)- база, используемая для определе­ния положения детали или сборочной единицы в изделии. Различают

4

основные и вспомогательные конструкторские базы.

Основная конструкторская база (ОКБ) определяет положение данной детали в сборочной единице. Для сборочных единиц ОКБ оп­ределяет ее положение в изделии более высокого порядка сложности.

Вспомогательная конструкторская база (ВКВ) данной детали определяет положение присоединяемой к ней детали. Для изделий более высокого порядка сложности функциональная взаимосвязь аналогична.

Технологическая база (ТХБ) - база, используемая для ориен­тации детали (заготовки) или для определения взаимного располо­жения поверхностей детали при обработке на станке.

Измерительная база (ИЗБ)- база, от которой производится измерение размеров конструктивных элементов детали.

В ряде случаев одни и те же поверхности детали могут одно­временно являться базами двух или трех видов.

Базы, непосредственный контакт с которыми невозможен, напри­мер, ось поверхности вращения, называются скрытыми базами.

Все поверхности детали в зависимости от их назначения можно условно разделить на сопрягаемые, исполнительные и свободные.

Сопрягаемые -поверхности, при помощи которых определяется взаимное положение деталей в изделии. Они выполняются с относи­тельно высокой точностью и являются, как правило, конструктор­скими базами.

Исполнительные - поверхности, при помощи которых деталь вы­полняет свое служебное назначение, например, седло клапана, упло-тнительная поверхность золотника, ходовая резьба и т.п.

Свободные - поверхности, которые не соприкасаются с поверх­ностями других деталей в изделии. Они выполняются с наименьшей точностью и, в ряде случаев, не подвергаются механической обра­ботке, например, внешняя поверхность литого корпуса.

3.2. Категории деталей

Подавляющее большинство сборочных единиц в машиностроении состоит из деталей изделий двух категорий: стандартных и нестан­дартных.

К нестандартным относятся детали, применение которых по наз- начению возможно только в данной сборочной единице. Эти детали изготавливаются, как правило, в условиях единичного или мелко-

5

серийного производства и имеют высокую себестоимость.

Стандартные изделия: крепежные детали, шпонки, сильфоны, маховики, шарикоподшипники и т.п. - это изделия универсального применения, которые могут быть использованы без каких-либо до­работок (кроме сборочных операций) в широком круге устройств, механизмов и машин различного типа и назначения. Форма, размеры, точность, материал и другие технические требования для таких изделий утверждаются Госстандартом СССР и обязательны для всех предприятий страны, как производящих стандартные изделия, так и применяющих их в готовом виде в качестве комплектующих. Стандарт­ные изделия изготавливаются специализированными предприятиями при крупно-серийном или массовом производстве этих изделий. Они отличаются высоким качеством, гарантированной надежностью и отно­сительно низкой себестоимостью. Доля этих изделий в сборочной, единице определяет степень ее стандартизации.

Заимствованные - это нестандартные детали, разработанные ранее для другой сборочной единицы аналогичного назначения и по­казавшие достаточную надежность и эффективность в работе. Обычно заимствование деталей проводится при модернизации и усовершенст­вовании ранее разработанных устройств и имеет целью сокращение времени и средств на проектирование и подготовку производства нового изделия. Эта категория деталей определяет степень унифи­кации разрабатываемого изделия.

Экономические показатели сборочной единицы будут тем выше, чем больше степень стандартизации и унификации входящих в нее деталей.

В рамках курса "Инженерная графика" заимствование деталей не рассматривается, однако будущим инженерам полезно знать об этом приеме при конструировании новых изделий, так как экономи­ческая целесообразность применения унифицированных деталей очевидна

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

Задание следует выполнять строго по графику, предусмотрен- • ному учебным планом, и в определенной последовательности:

1. Ознакомление со сборочной единицей.

2. Съемка и оформление эскизов нестандартных деталей.

3. Составление спецификации.

6

4.1. Ознакомление со сборочной единицей

В качестве задания студентам предлагается тот или иной вид натурных изделий, относящихся к классу трубопроводной арматуры (вентили, клапаны и т.п.). Эти устройства используются в промыш­ленных установках для отключения, распределения, регулирования, смешения или сброса потоков жидких или газообразных сред.

Студент должен произвести внешний осмотр устройства, опре­делить монтажные поверхности и места подвода и отвода рабочей среды, способы и детали управления устройством и приступить к его разборке.

Производя разборку изделия, нужно выявить назначение каждой детали, обратить внимание на их взаимное расположение в сборке, определить способы и поверхности соединения и взаимодействия де­талей при работе устройства.

Далее составляется перечень деталей, входящих в сборочную единицу, и определяется категория каждой детали - стандартные или нестандартные. Для стандартных деталей с помощью справочной лите­ратуры нужно определить их наименование, условное обозначение и номер ГОСТа - эти данные потребуются при выполнении следующего задания.. Нестандартные детали являются предметом дальнейшей рабо­ты по данному заданию.

На рис. I в качестве примера представлена сборочная единица № 60 - вентиль запорный сильфонный. Вентиль изображен в закрытом состоянии. Дальнейшее изложение проводится с использованием выб­ранного примера.

Внешним осмотром можно установить, что изделие имеет два резьбовых штуцера с отверстиями, уходящими вглубь устройства и предназначенными, очевидно, для подсоединения трубопроводов под­вода и отвода рабочей среды.

В верхней части имеется маховик 10, предназначенный для уп­равления вентилем вручную. На плоскости "Б" на оси "А" расположе­ны два несквозных отверстия с резьбой (см. эскиз дет. 60.01), с помощью которых вентиль можно закрепить по плоскости "Б" в выб­ранном месте промышленной установки. Следовательно:

• осевая линия "А" и плоскость "Б" являются основными конструк­торскими базами вентиля в целом;

• осевая линия "Е" и концы штуцеров являются вспомогательными конструкторскими базами данного вентиля.

7

\ Сняв детали 8-10 и отвинтив крышку 2, обнаруживаем пакет сопрягаемых деталей: втулки 5 и 4, уплотнительное кольцо 7, силь­ной II, шпиндель 3 и золотник 6. Вращая втулку 5. по или против часовой стрелки и удерживая втулки 4 и 5 в соприкосновении по плоскости "Т", видим, что шпиндель с золотником перемещаются в осевом направлении вниз или вверх, т.е. происходит рабочее пере­мещение запорных органов. Шпонка 12 удерживает шпиндель от проворота во втулке 4.

Внутренняя полость корпуса I имеет внизу центральное отвер­стие, соединенное наклонным каналом с левым штуцером ниже плос­кости "Г". Второй штуцер соединен наклонным каналом с внутренней полостью корпуса выше плоскости "Г'.'. Очевидно, что открывая или закрывая центральное отверстие корпуса по плоскости "Г", мы будем включать или отключать поток рабочей среды.

Нетрудно представить, что золотник 6, установленный соосно с центральным отверстием корпуса, при осевом перемещении своей конической поверхностью "В" будет открывать или закрывать цент­ральный канал по его кромке в плоскости "Г". Таким образом

- коническая поверхность "В" золотника 6 и кромка "Г" отвер­стия в корпусе I являются исполнительными поверхностями вентиля.

В промышленных установках по условиям безопасности принято устанавливать запорную арматуру таким образом, чтобы давление ра­бочей среды не препятствовало открытию запорного устройства. Это правило распространяется на все виды запорной, регулирующей и рас­пределительной арматуры, кроме обратных клапанов, В данном венти­ле рабочая среда подводится через левый штуцер "под золотник" и отводится из центральной полости корпуса через правый штуцер.

Требуемое расположение деталей вентиля и их взаимодействие обеспечивается сопрягаемыми поверхностями, выполняющими роль кон­структорских баз или являющимися исполнительными поверхностями (ИСП). Назначение основных поверхностей деталей данной сборочной единицы приведено в табл. I.

Детали 8-12 следует отнести к категории стандартных изделий, так как они могут быть использованы в широком круге устройств различного назначения. Детали 1-7 являются нестандартными.

Все летали данного вентиля, контактирующие с рабочей средой, выполнены из нержавеющей стали. Уплотнительные детали 6 и 7 из­готовлены из эластичного термо- и химически стойкого материала –

9

фторопласта. Следовательно, данный вентиль может быть использован / для управления потоками коррозионных и ряда агрессивных сред при / повышенных температурах (до 200°с) и невысоком давлении (до I МПа). Наличие сильфона в качестве уплотняющего элемента для подвижного / соединения шпинделя 3 и втулки 4 указывает на повышенную герме­- тичность данного вентиля. /

В данном вентиле соосность исполнительных поверхностей "В" и "Г", необходимая для надежного отключения потока рабочей среда, обеспечивается при последовательном базировании деталей 1-4-3-6 по цепочке поверхностей "Л" (а также "К" и "У") -"Ж"-"Д". Кроме того, необходима достаточно строгая соосность поверхностей "Г"-"Л" в корпусе I и "Д"-"В" на золотнике 6. Это накладывает опре­деленные требования на технологию изготовления этих деталей -поверхности детали, выполняющие роль конструкторских баз, должны, по возможности, обрабатываться "с одного установа" детали на станке. В рассматриваемом примере небольшая несоосность исполни­тельных поверхностей может быть частично скомпенсирована за счет зазора в сопрягаемых поверхностях "Ж", а также за счет эластичности материала запорного элемента - золотника 6.

При более высоких давлениях, когда золотник изготавливается из металла, предпочтительнее применять "плавающее" соединение шпинделя и золотника, при котором последний имеет возможность "самоустанавливаться" по кромке уплотняемого канала. Примеры та­ких соединений приведены на рис. 2.

Рассмотренные примеры относятся к запорной арматуре, где при небольшом перемещении запорных элементов происходит резкое увели­чение проходного сечения канала для потока рабочей среды. В ряде вариантов студентам предлагаются устройства, предназначенные для тонкой регулировки расхода рабочей среды. В них, как правило, зо­лотник и шпиндель составляют одно целое, исполнительные поверх­ности имеют малую конусность, а ходовая резьба на шпинделе-малый

шаг.

При получении сборочной единицы в ряде случаев обнаруживает­ся ее некомплектность, что является следствием неаккуратности предыдущих пользователей при сдаче устройств лаборанту после за­нятий. Тем не менее, некомплектность устройства не является осно­ванием для невыполнения эскизов отсутствующих нестандартных дета­лей. Эти детали должны быть сконструированы студентом самостоя­тельно или с помощью преподавателя.

10

Из табл. I и рис. I видно:

• все неподвижные детали имеют по две ОКБ, включая поверхности вращения, которые лишают эти детали всех трех степеней свободы;

• число ВКБ равно числу присоединяемых деталей;

• корпус I своих ОКБ не имеет, так как является основной несу­щей деталью сборочной единицы;

• подвижные детали 3 и 5 имеют по одной ОКБ, связывающей две степени свободы каждой детали;

• ходовая резьба "С" не является конструкторской базой;

• опорные плоскости "Н" и "Т" следует считать конструкторскими базами, ограничивающими перемещение втулки 5 в направлении оси "А"

• ИСП "В" и "Г" следует считать "мгновенными"КБ для дет. 6 и 3 в конечном (закрытом) положении

11

4.2. Съемка эскизов нестандартных деталей 4.2.1. Предварительные рекомендации

Перед началом работы с деталями рекомендуется расчертить от руки форматки для всех деталей и спецификации - это помогает "набить руку" и ускоряет последующее выполнение эскизов. Размеры формата A3 приведены "строительными" стрелками и тонкими цифрами на стр. 20-21, формата А4 и основной надписи чертежа - на стр.26_, бланка спецификации - на стр. 34.

Все линии чертежа (эскиза) нужно проводить остро отточенными , карандашами различной твердости с сильным нажимом. "Сильные" ли­нии получаются достаточно яркими независимо от их толщины и проч­но удерживаются на бумаге, поэтому чертеж получается четким наг­лядным и долговечным. Тонкие линии следует проводить "чуть нежнее" основных.

Для тонких линий рекомендуются твердые карандаши типа "2Т". "Т". "Н". Эти линии (за исключением отдельных случаев) лучше проводить сразу, без повторов, так как провести тонкую линию дважды точно по одному и тому же месту практически невозможно (тем более от руки).

Основные линии можно проводить карандашами средней твердос­ти типа "ТМ^”,"СТ", "НВ", "Е". Толщину линии можно наращивать при ее повторном проведении, постепенно увеличивая силу нажима.

Размерные числа, стрелки. надписи рекомендуется выполнять мягкими карандашами типа "М", "В". Крупные цифры и буквы можно предварительно наметить "слабой" линией.

Начинать съемку эскизов целесообразно с наиболее простых по форме деталей и заканчивать наиболее сложной - корпусной деталью.

В первую очередь необходимо проанализировать форму детали, определить характер ограничивающих ее простых поверхностей, решить, какие изображения (виды, разрезы, сечения, выносные элементы) необходимы для полного представления о форме детали, и выбрать главное изображение. Число изображений должно быть минимально не­обходимым и достаточным. Далее следует выбрать размеры и разме­щение изображений на листе и наметить их габаритными прямоуголь­никами. Эти прямоугольники должны занимать 20-30% площади листа и вокруг каждого из них необходимо оставить свободное поле для нанесения размеров.

13

Техника измерений размеров деталей достаточно полно описана в пособии [7 и студентам нужно самостоятельно ознакомиться с этим вопросом. Результаты измерения параметров резьб необходимо проверить по справочной литературе или по табл. 2-4 на стр. 38.

Для заполнения основной надписи чертежа необходимо присвоить каждой нестандартной детали ее обозначение и выбрать материал для изготовления детали.

В соответствии с ГОСТ 2.201-80 обозначение, присвоенное изделию, является одновременно обозначением его основного кон­структорского документа (чертежа детали или спецификации}. В дан­ном задании нестандартным деталям присваиваются обозначения вида ХХ.ХХ, где первые две цифры соответствуют номеру варианта, вто­рые - порядковому номеру детали.

Сборочной единице следует присвоить обозначение ХХ .00 , корпусной детали - XX.01 , остальным - по усмотрению студента.

Тип материала и его марку можно выбрать, пользуясь данными раздела 5 настоящего пособия или литературными источниками [9,10].

Оформление эскизов рекомендуется проводить в следующем по­рядке :

а) расчертить тонкой линией формат для эскиза;

б) наметить габаритные прямоугольники для изображений;

в) провести все осевые линии в их окончательном виде, эти линии не должны выступать за предполагаемый контур изображения более, чем на 3-5 мм.;

г) наметить основные линии изображений "слабой" тонкой ли-­ нией твердым карандашом;

д) провести выносные и размерные линии, выносные линии дол-­ жны выступать за размерные на 2-3 мм.;

е) измерить размеры детали и наметить размерные числа "сла-­ бой" линией чертежным шрифтом размером 3,5-5 мм.;

ж) получить разрешение преподавателя на обводку эскизов; и) исправить ошибки и обвести основные линии;

к) нанести штриховку в разрезах и сечениях;

л) нанести стрелки на размерные линии, проставить размерные числа, выполнить необходимые надписи;

м) заполнить основную надпись чертежа, обозначение детали и ее наименование рекомендуется выполнять чертежным шрифтом на один размер больше, чем для размерных чисел.

14

4.2.2. Эскизы деталей вращения с одной осью симметрии

К этому виду следует отнести детали 2-6 на рис. I. Основ­ные технологические операции по изготовлению этих деталей произ­водятся на токарном станке при горизонтальном положении оси вращения шпинделя станка и заготовки.

В машиностроительном черчении в качестве главного вида для детали вращения принимают ее изображение, соответствующее поло­жению детали относительно рабочего при обработке на токарном станке - ось вращения лежит в плоскости чертежа и параллельна основной надписи. Деталь при этом ориентируют так, чтобы в этом положении выполнялось наибольшее число технологических операций по ее изготовлению при обработке справа-налево.

Главное изображение может быть единственным, если деталь имеет только поверхности вращения, геометрическим центром которых является одна единственная осевая линия, или на детали есть ряд одинаковых конструктивных элементов (например, отверстий), равно­мерно расположенных по окружности с центром на оси вращения.

Сплошные детали следует вычерчивать нерассеченными, причем справа следует располагать поверхности наименьшего диаметра.

Для пустотелых деталей на главном изображении следует совме­щать вид с разрезом.

Усложняющие и мелкие конструктивные элементы следует пояс­нять дополнительными изображениями (местные виды или разрезы, сечения, выносные элементы).

Рассмотрение эскизов деталей выбранной сборочной единицы и соответствующих технологических схем будем проводить от простых деталей к сложным.

Деталь 60.04 - Втулка. Эскиз детали представлен на стр.28, схема технологических операций-на рис.6. Технология изготовления включает 13 операций, из которых 12 - токарные. Для сокращения числа изображений ряд операций объединены в один технологический переход. Жирной линией обозначены поверхности, обрабатываемые в данном технологическом переходе, тонкими линиями - контур заготов­ки до этого перехода. Знаком  отмечены припуски на обработку. Инструменты изображены тонкими линиями в положении, соответствую­щем концу операции, стрелками показано направление рабочего пере­мещения инструмента.

15

Технологический переход 6а включает 4 операции: обработка правого торца детали, который становится затем технологической и измерительной базой для отсчета длины цилиндрических участков; расточка центрального отверстия "Ж" (ВКБ для дет. 60.03)с предва­рительным сверлением отверстия меньшего диаметра; обточка наруж­ного цилиндра "Л" ОКБ при установке детали в корпусе 60 .01) ; округление входной кромки центрального отверстия.

Переход.6б включает 4 операции: последовательная обточка ци­линдров от большего к меньшему с одновременной обработкой пере­ходных плоскостей, а также снятие фасок.

Поверхности "Л", "Ж", "У", являющиеся конструкторскими база­ми, должны обрабатываться при неизменном положении заготовки на станке, т.е. с одного установа.

Переход 6в содержит одну технологическую операцию - отрезку полуфабриката, причем здесь дается припуск для чистовой обра­ботки торца "Т".

Переход 6г - чистовая обработка второго торца "в размер" детали.

Переход 6д - окончательная обработка торца и округление ост­рой кромки в отверстии (снятие заусенцев).

Переход 6е - долбление шпоночного паза.

На эскизе детали видно, что порядок простановки размеров для конструктивных элементов полностью совпадает с порядком их выпол­нения при изготовлении детали.

Вид слева служит только для указания формы и размеров шпо­ночного паза, причем ГОСТ допускает приводить этот вид не полным, а только ту его часть, где имеется отклонение от цилиндрической формы.

Деталь 60,02 - Крышка. Эскиз детали представлен на стр.24 , схема технологических операций - на рис.4. Схема включает 19 опе­раций (18 токарных), из них наибольшую трудоемкость составляют операции по обработке внутренних поверхностей, поэтому на главном изображении деталь ориентирована также, как при обработке этих поверхностей на станке. К тому же в этом положении может быть про­изведено наибольшее число операций - 12.

Вид слева служит только для показа формы и размеров шести­гранника под гаечный ключ.

Проточка под резьбу подробно показана на выносном элементе.

16

Переход, 4а включает 2 операции: чистовая обработка правого торца, который становится затем ТХБ и ИЗБ; расточка наименьшего

верстая "П" ВКБ для детали 60.05) с предварительным сверле­нием отверстия меньшего диаметра.

0перация 4б - расточка свободной поверхности "М" с получе­нием опорной плоскости "Н" (ВКБ для дет. 60.05) .