Контрольная работа по "Технологии"

Задания №1

 

Задание: установить метод  сборки механизма, чертёж которого представлен на рис. 1, в условиях среднесерийного производства. При использовании метода регулирования или пригонки рассчитать компенсирующее звено.

На основе структуры  размеров, представленных на рис. 1, построим размерную схему, в которой выделим составляющее и замыкающее звенья. В качестве замыкающего звена примем торцевой зазор между втулкой и зубчатым колесом. При построении размерной схемы следует учитывать, что одним из составляющих звеньев является торцевое биение зубчатого колеса, так как в механизме вращается колесо на валу, а сам вал с закреплённой втулкой не вращается. Размерная схема представлена на рис. 2.

Составим уравнение размерной  цепи

В этом уравнении звенья имеют следующие значения:

мм; 0,2 мм; 0,1 мм;

мм; мм; -0,15мм;

мм; 0,35мм; 0,175мм;

мм; 0,052мм; -0,026мм;

мм; мм; мм.

Определим допуск замыкающего  звена по методу полной взаимозаменяемости по формуле и координату середины поля допуска

мм;

мм.

 

Рис. 1. Часть сборочного чертежа (упрощенно):

1 – стойка левая; 2 – втулка;

3 – колесо зубчатое; 4 – стойка правая; 5 – вал

 

Рис. 2. Размерная схема

 

Так как  мм > =0,2мм полная взаимозаменяемость при заданных допусках составляющих звеньев не обеспечивается. Чтобы осуществить метод полной взаимозаменяемости, нужно уменьшить сумму допусков составляющих звеньев. Для этого технологически уменьшим допуски составляющих звеньев, но не увеличивая стоимость обработки.

Допуск размера  задан по 12 квалитету, что, согласно [6], соответствует черновому или получистовому точению. Ужесточим допуск до 11 квалитета, что не увеличивает стоимость обработки, так как 11 квалитет является нижней границей получистового точения. Тогда допуск размера станет равным мм.

Аналогично ужесточим  допуски размеров ₂ и А₃ соответственно до 11 и 8 квалитетов: ТА₂=0,29мм и ТА₃=0,033мм.

Тогда допуск замыкающего  звена по методу полной взаимозаменяемости будет равен

мм

Так как 0,533>0,2, то и в этом случае полная взаимозаменяемость не обеспечивается.

Проверим возможность обеспечения  точности замыкающего звена по методу неполной взаимозаменяемости. Принимаем  риск получения брака Р=0,27%, тогда  коэффициент t=3 [1]. Так как детали обрабатываются на настроенных станках и распределение размеров подчиняется закону Гаусса, принимаем . Тогда допуск замыкающего звена определится по формуле

 

мм.

 

Так как 0,465>0,2, то и неполная взаимозаменяемость при заданных допусках составляющих звеньев не обеспечивается.

Проверим возможность использования  неполной взаимозаменяемости при условии  принятого выше технологического ужесточения  допусков составляющих звеньев. Тогда  допуск замыкающего звена будет  равен

 

мм.

 

Так как 0,28>0,2, то и при  условии ужесточения допусков метод  неполной взаимозаменяемости не обеспечивается.

Согласно [1], в заданных условиях среднесерийного производства при невозможности метода полной или неполной взаимозаменяемости наиболее экономичным является метод регулирования, который и примем для данного случая.

В качестве компенсатора примем деталь №2 – втулка ( ), имеющая размер 24 мм и допуск мм.

Требуется определить число  ступеней компенсатора и предельные отклонения размера каждой ступени.

Наибольшая величина возможной компенсации

 

мм.

 

Число ступеней компенсатора определим по формуле

 

.

Определим координату середины расширенного поля допуска замыкающего звена, условно принимая координату середины поля допуска компенсирующего звена

мм.

 

Поправку к координате середины поля допуска компенсирующего  звена определим по формуле

 

мм.

 

Так как компенсирующее звено является уменьшающим, поправку учитываем с обратным знаком. Поэтому координата середины поля допуска первой ступени компенсирующего звена

 

мм.

 

Координаты середины полей допусков каждой последующей  ступени будут отличаться от координат середины полей допусков предшествующей ступени на величину ступени компенсации, определяемой по формуле

 

мм.

Тогда:              мм;

мм;

мм.

 

Рассчитаем отклонения компенсаторов. Так, например, для первой ступени компенсатора

 

мм;

мм.

 

Аналогично рассчитываются отклонения для других ступеней компенсаторов.

В результате проведенных  расчётов для сборки механизма принят методом достижения точности – метод регулирования с помощью четырёх компенсаторов, имеющих следующие размеры:

 

I степень - ;   II - ;   III - ;   IV - .

 

 

Задания №2

 

Задание: назначить планы обработки поверхностей, структуру технологических размеров и требований взаимного расположения поверхностей; провести размерный анализ технологического процесса, определив все технологические размеры и возможность их выполнения автоматически на принятом оборудовании; заполнить технологическую документацию.

На рис. 3 представлен чертёж втулки, а на рис. 4 – часть операционных эскизов, из которых ясно оборудование, схемы базирования и перечень поверхностей, обрабатываемых на каждой операции технологического процесса. Рассмотрим каждую поверхность отдельно.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Втулка

 

005 Штамповка ГКМ	010 Токарная Станок 16К20Ф3
Рис. 4. Оборудование, схемы базирования и перечень элементов, обрабатываемых на операциях ТП изготовления втулки
020 Токарная Станок 16К20Ф3	025 Сверлильная Станок 2Н135
030 Термическая Калить HRC 48…52
035 Шлифовальная Станок 3Т160	040 Шлифовальная Станок 3К227В

Рис. 4. (окончание)

 

Наружную цилиндрическую поверхность Ø80h7_(-0.03)мм, Ra=1,25мкм наиболее экономично, согласно [6], получить методом чистового шлифования после термообработки. До термообработки на токарной операции 010 будут последовательно выполнятся: черновое точение по 13-му квалитету точности с Ra=20 мкм; получистовое точение по 11-му квалитету точности с Ra=10 мкм; чистовое точение по 10-му квалитету точности с Ra=5 мкм. Заготовкой этой поверхности служит штамповка повышенной точности, имеющая мм, EI=-0,4мм.

Отверстие Ø50H6^(+0,016) мм Ra=1,25 мкм наиболее экономично, согласно [6], получать методом чистового шлифования после термообработки. До термообработки на токарной операции 010 будет последовательно выполнятся: черновое зенкерование по 14-му квалитету точности с Ra=20 мкм; черновое растачивание по 11-му квалитету точности с Ra=5 мкм. Заготовкой этой поверхности служит прошитое отверстие, имеющее мм, EI=-0,9мм.

Канавку будем обрабатывать стандартным  канавочным резцом шириной 6мм, врезанием  с последующим продольным ходом.

Отверстие Ø5H12 будем выполнять сверлением.

Проведём назначение технологических  размеров. Для этого вычертим операционные эскизы и на каждой операции проставим  технологические размеры, руководствуясь правилами, указанными выше.

Так, на операции 005 все линейные размеры должны быть заданы от установочной базы первой операции механической обработки (все плоскости имеют предварительное состояние и в дальнейшем обрабатываются).

На операции 010 торец получает окончательное  состояние, а конструкторская база имеет предварительное состояние. Поэтому координировать этот торец следует от бортика, который служит базой при переводе конструкторской базы в окончательное состояние. Аналогично следует координировать канавку.

При назначении размеров на остальных  операциях обеспечиваем отсутствие погрешности базирования.

Проведём размерный анализ предлагаемого  технологического процесса.

Построим размерные схемы линейных размеров и биений, которые представлены на рис. 5.

Используя размерную схему линейных размеров (рис. 5, а), составим уравнения технологических размерных цепей, принимая в качестве замыкающих звеньев конструкторские размеры и припуски:

;                ;                   ;

;                        ;                           ;

;         ;                     .

Прежде всего, для двухзвенных  цепей назначим допуски технологических  размеров в соответствии с методом обработки, используя положение, что, принимая для операционного размера допуск более широкий, чем допуск, соответствующий экономической точности метода обработки, мы ничего не выигрываем, так как стоимость обработки при этом не уменьшается [3].

Так как размер Т₉ получаем методом шлифования, то назначим для него допуск по 10-му квалитету, что на один квалитет грубее точности метода. Тогда Т₉ = 10_-0,058 мм.

Размер Т₆ выполняется методом точения и, следовательно, его допуск можно принять равным допуску конструкторского размера, т.е. Т₆ = 10^+0,36мм.

а

б

Рис. 5. Размерные схемы технологического процесса:

а – размерная схема линейных размеров; б – размерная схема биений

 

Проведём решение уравнений методом полной взаимозаменяемости.

Z₃ = T₇-T₉;

Z_3min = (R_Z+h)_i-1+e_ф и после чистового точения и термообработки получим, согласно [3,6]

Z_3min = 0,025+0+0,145 = 0,17 мм;

Т₉ = 10_-0,058 мм;

Z_3min = Т_7min-T_9max;

Т_7min = T_9max+ Z_3min = 10+0,17 = 10,17 мм.

 

Примем допуск на размер Т₇ по 11-му квалитету, что соответствует методу обработки – чистовое точение (IT_T7 = 0,11 мм)

 

Т₇ = Т_7min+IT_T7 = 10,17+0,11 = 10,28 мм.

 

Округляем и получим  окончательно

 

Т₇ = 10,3_-0,11 мм.

Z_3min = Т_7min-T_9max = 10,19-10 = 0,19 мм;

Z_3max = Т_7min-T_9min = 10,3-9,942 = 0,358 мм.

 

К₁ = Т₇+Т₄;

Известно: К₁ = 60_-0,46 = 59,77 0,23 мм; Т₇ = 10,3_-0,11 = 10,245 0,055 мм;

 

Определим: Т₄ = К₁ -Т₇ = 59,77-10,245 = 49,525 мм;

 

IT_K1 = IT_T7+IT_T4 IT_T4 = IT_K1-IT_T7 = 0,46-0,11 = 0,35 мм, что может быть достигнуто на выбранном оборудовании.

 

                   Т₄ = 49,525 0,175 = 49,35^+0,35мм.

 

Проведем округление и приведем допуск к 12-му квалитету:

Т₄ = 49,4^+0,25 мм.

Проверка:

К_1min = Т_7min+T_4min = 10,19+49,4 = 59,59>59,54 мм;

К_1max = Т_7max+T_4max = 10,3+49,65 = 59,95<60 мм.

 

К₃ = Т₇+Т₄-Т₈;

Известно: К₃ = 35 0,31 мм; Т₇ = 10,3_-0,11 = 10,245 0,055 мм;

Т₄ = 49,4^+0,25 = 49,525 0,125 мм.

 

Определим: Т₈ = Т₇+Т₄-К₃ = 10,245+49,525-35 = 24,77мм;

IT_K3 = IT_T7+IT_T4+IT_T8 IT_T8 = IT_K1- IT_T7-IT_T4 = 0,62-0,11-0,25 = 0,26 мм, что может быть достигнуто на выбранном оборудовании.

Т₈ = 24,77

0,13 мм.

Проведём округление и приведём допуск к 12-му квалитету:

Т₈ = 24,75

0,105 мм.

Проверка:

К_3min = Т_7min+T_4min–Т_8max = 10,19+49,4-24,855 = 34,735>34,69 мм;

К_3max = Т_7max+T_4max–T_8min = 10,3+49,65-24,645 = 35,305<35,31 мм.