Параметры для нормирования шероховатости поверхности

 

s_р=300/3=100МПа;

.

Принимаем резьбу М6 со следующими параметрами: d₁=4,917мм, Р=1мм, d=6мм.

Расчет резьбы на срез

 

,

где F – осевая сила, действующая на соединение;

       d – номинальный диаметр резьбы;

       Н – высота  гайки;

       К_м=0,65 – коэффициент неравномерности нагрузки на витки резьбы;

       К_р=0,87 – коэффициент полноты резьбы.

 

.

Значит, условие прочности резьбы на срез выполняется.

Расчет резьбы на смятие

 

,

где d₁ – диаметр впадин резьбы;

       z=H/P – число витков.

 

z=10/1=10;

.

Условие прочности резьбы на смятие выполняется.

3. Приспособление для контроля биения ступицы шкива.

 

2.2.1 Назначение и описание  работы приспособления.

 

Данное приспособление предназначено  для контроля радиального и торцового биения на детали ступица шкива 31.01-2170А.

Деталь базируется на контрольной  оправке, в которой имеются центровые отверстия. Оправку с деталью устанавливают в центрах поз. 2 и поз. 3.

Центр поз. 2 является неподвижным, поджим оправки осуществляется с помощью второго центра поз. 3.

Индикатор со штативом устанавливают  на плиту поз. 1.

Ножку индикатора подводим к поверхности  детали.

С помощи ручки  поз. 12 производят поворот оправки с деталью, снимая показания индикатора.

Разность показаний индикатора не должна превышать 0,06.

  

 

2.2.2 Расчёт приспособления  на точность.

 

   Точность изготовления детали  определяет точность контроля.

   Погрешность измерения – разность между показаниями контрольного приспособления и фактическим значением измеряемой величины.

   Расчёт приспособления на  точность произведём по методике  изложенной в литературе [5].

   Погрешность измерения Δ_U, мм, определяется по формуле:

 

,

 

   где Δ₁ – погрешность, свойственная данной системе измерения, мм; Δ₁=0,02;

       Δ₂ – погрешность установки, мм;

          

 

       ε_б – погрешность базирования, мм; ε_б=0;

       ε_з – погрешность закрепления, мм; ε_з=0,001 мм;

       ε_пр.к – погрешность предусмотренная конструкцией, мм; ε_пр.к=0,002 мм;

       Δ_з – погрешность настройки приспособления по эталону, мм.

 

       δ – допуск  на выдерживаемы размер, мм; δ=0,03 мм;

 

 

Из расчётов видно, что сконструированное  приспособление обеспечивает точность измерения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Исследовательский  раздел.

 

3.1Анализ технологического  обеспечения параметров точности  и шероховатости поверхностей деталей.

 

 

3.1.1 Основные факторы,  влияющие на точность обработки

 

При конструировании и построении машин необходимо наряду с расчетами кинематическими, расчетами на прочность, жесткость и износоустойчивость производить расчеты на точность.

Точность — основная характеристика деталей машин или приборов. Абсолютно  точно изготовить деталь невозможно, так как при ее обработке возникают  погрешности; поэтому точность обработки бывает различной.

Точность детали, полученная в результате обработки, зависит от многих факторов и определяется:

а) отклонениями от геометрической формы  детали или ее отдельных элементов;

б) отклонениями действительных размеров детали от номинальных;

в)отклонениями поверхностей и осей детали от точного взаимного расположения (например, отклонениями от параллельности, перпендикулярности, концентричности).

Основные определения и предельные отклонения формы и расположения поверхностей предусмотрены ГОСТ 10356—63.

Трудоемкость и себестоимость  обработки деталей в значительной мере зависят от требуемой точности и с повышением точности (при неизменных прочих условиях) увеличиваются, что видно из представленного графика (рисунок 3.1).

В массовом и крупносерийном производстве при изготовлении взаимозаменяемых деталей требуемая точность обработки обеспечивается главным образом соответствующей настройкой станков. В мелкосерийном и единичном производстве высокая точность достигается применением дополнительных отделочных операций и путем использования исполнителей работы более высокой квалификации.

Точность заготовок, методы предварительной  и окончательной механической обработки, методы термической обработки значительно влияют на точность окончательно обработанных деталей.

 

 

Рисунок 3.1 - Зависимость себестоимости  и трудоемкости механообработки от точности изготовления детали

 

 

Чем выше точность заготовок, тем меньше число операций их механической обработки  и тем выше точность готовых деталей.

Точность геометрической формы  деталей повышается при использовании  более совершенных методов термической  обработки.

Так как точность обработки в производственных условиях зависит от многих факторов, обработку на станках ведут не с достижимой, а с так называемой экономической точностью.

Под экономической точностью механической обработки понимают такую точность, которая при минимальной себестоимости обработки достигается в нормальных производственных условиях, предусматривающих работу на исправных станках с применением необходимых приспособлений и инструментов при нормальной затрате времени и нормальной квалификации рабочих, соответствующей характеру работы.

Под достижимой точностью понимают такую точность, которую можно достичь при обработке в особых, наиболее благоприятных условиях, необычных для данного производства, высококвалифицированными рабочими, при значительном увеличении затраты времени, не считаясь с себестоимостью обработки.

На точность обработки на металлорежущих станках влияют следующие основные факторы.

1. Неточность станков, являющаяся  следствием неточности изготовления  их основных деталей и узлов  и неточности сборки, в частности недопустимо больших зазоров в подшипниках или направляющих, износа трущихся поверхностей деталей, овальности шеек шпинделей, нарушения взаимной перпендикулярности или параллельности осей, неточности или неисправности направляющих, ходовых винтов и т. п.

2. Степень точности изготовления  режущего и вспомогательного инструмента и его изнашивание во время работы.

3. Неточность установки инструмента  и настройки станка на размер.

4. Погрешности базирования и  установки обрабатываемой детали  на станке или в приспособлении (например, неправильное положение детали относительно оси шпинделя и т. п.);

5. Деформации деталей станка, обрабатываемой  детали и инструмента во время  обработки под влиянием силы  резания, вследствие недостаточной  жесткости их и упругой системы  станок — приспособление — инструмент — деталь (СПИД), в частности деформация детали, возникающая при ее закреплении для обработки.

6. Тепловые деформации обрабатываемой  детали, деталей станка и режущего  инструмента в процессе обработки  и деформации, возникающие под влиянием внутренних напряжений в материале детали.

7. Такое качество поверхности  детали после обработки, которое  может дать неправильные показания  при измерениях.

8. Ошибки в измерениях вследствие  неточности измерительного инструмента, неправильного пользования им, влияния температуры и т. п.

9.  Ошибки исполнителя работы.

 

 

3.1.2. Методы получения  размеров

 

Заданные размеры могут быть выдержаны при наладке технологической системы [6]:

- индивидуальной, при которой каждую  деталь обрабатывают после новой наладки (к ней относят наладку путем пробных рабочих ходов и измерений);

- партионной, называемой также  способом автоматического получения  размеров, при котором заданную  партию деталей обрабатывают после одной наладки; к ней относят обработку осевым инструментом (сверлами, зенкерами, развертками, протяжками), обработку деталей на предварительно налаженных токарных, фрезерных и других станках. К этому же способу относят обработку на автоматическом оборудовании (станки с ЧПУ, станочные гибкие производственные системы и т. п.) с применением систем автоматического управления и контроля. В этом случае можно уменьшить не только допуск размера (отклонения размера не превышают 2—40 мкм), но и допуск формы и расположения обрабатываемых поверхностей (отклонения не превышают 5—20 мкм) [6].

Различают два способа получения  размеров заготовки:

индивидуальный, когда точность заготовок  зависит от произвольного сочетания условий изготовления каждой отдельной заготовки (например, для отливок — от плотности и точности форм, для поковок, выполненных ковкой,—от условий ковки, от профессиональных навыков и качества работы оператора);

автоматический, когда точность заготовок  определяется погрешностями регулирования, наладки соответствующего оборудования, точностью изготовления инструмента, влиянием нарастающего износа инструмента (литье под давлением, получение заготовок штамповкой в штампах).

Способы получения размеров заготовок  и деталей при механической обработке тесно связаны между собой. Заготовки, полученные индивидуальным способом, обычно устанавливают на станках с помощью выверки. Положение инструмента также обеспечивают индивидуальным способом. Обработка на автоматическом оборудовании (автоматических линиях, автоматах, станках с ЧПУ, в том числе встроенных в гибкие производственные модули и системы) проводится способом партионной наладки технологической системы. В этом случае необходимо иметь более точные заготовки вне зависимости от программы выпуска изделий.

Эти особенности получения размеров учитывают при определении элементарных погрешностей установки заготовок для обработки, наладки технологических систем и т. п., а также при определении суммарной погрешности обработки.

 

 

3.1.3 Технологические факторы,  влияющие на точность обработки

 

Рассмотрим основные технологические факторы, влияющие на точность обработки [14].

Неточность станков.

Точность станка в ненагруженном  состоянии, называемая геометрической точностью станка, зависит главным образом от точности изготовления основных деталей и узлов станка и точности их сборки. Погрешности, допущенные в размерах и форме этих деталей и их взаимном расположении (плоскостность, цилиндричность, параллельность и перпендикулярность осей и плоскостей, концентричность, соосность и т. д.), называют иногда геометрическими погрешностями станка.

Степень точности изготовления режущего и вспомогательного инструмента, приспособления и их изнашивание во время работы.

Степень точности изготовления режущего и вспомогательного инструмента оказывает большое влияние на точность механической обработки деталей. Инструмент, как и всякое другое изделие, не может быть изготовлен с абсолютно точными размерами, и некоторые погрешности при его изготовлении неизбежны. Эти погрешности часто в зависимости от вида инструмента переносятся в некоторой мере на обрабатываемую деталь. Поэтому чем точнее изготовлен инструмента тем точнее и размерь детали, образуемые данным инструментом.

Допускаемые неточности размеров инструмента  регламентируются соответствующими стандартами (ГОСТ) и нормалями машиностроения, что обеспечивает возможность достижения определенной точности обработки деталей при использовании того или другого вида инструмента.

Существенно влияет на точность обработки  износ режущего инструмента, который изнашивается быстрее, чем детали станка.

Режущий инструмент изнашивается по передней и задней поверхностям. Износ по задней поверхности особенно влияет на точность обработки. Размеры деталей изменяются также по причине затупления режущей кромки инструмента, что вызывает увеличение радиальной составляющей силы резания и, значит, увеличение деформаций всей, системы СПИД.

Неточность обработки, зависящая от установки инструмента и настройки станка на размер

Установку инструмента на размер при  обработке в единичном производстве на станках общего назначения выполняет рабочий, изготовляющий деталь. В серийном и массовом производстве детали обрабатывают на станках, настроенных на размер наладчиком.

В единичном производстве требуемый  размер детали получается методом пробных проходов (взятием пробных стружек): после каждого прохода инструментом небольшого участка поверхности деталь измеряют и, если необходимый размер не получен, установку инструмента на нужный размер корректируют по делениям лимба или по показаниям индикатора. Так как при этом глубина резания на участке пробных проходов и на всей остальной части обрабатываемой поверхности может оказаться неодинаковой вследствие неровности, возникает неточность обработки.

Более совершенным является метод  автоматического получения требуемого размера. При работе по этому методу станки предварительно настраивают на заданный размер, т. е. рабочим звеньям станка, приспособления и инструмента придается определенное взаимное положение, которое и обеспечивает автоматическое получение требуемого размера обрабатываемой детали.

Пробные проходы в этом случае не нужны, и время обработки сокращается.