Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования и науки
Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
(СГАУ)
Факультет Двигателей летательных аппаратов
Кафедра Производства двигателей летательных аппаратов
КУРСОВАЯ РАБОТА
НА ТЕМУ
Студент гр. 253 Гатаулин Д.В.
Преподаватель Анипченко Л.А.
Самара 2013г.
РЕФЕРАТ
Курсовая работа: 21 стр.; 4 табл.; 6 рис. и 2 источника.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, РАЗМЕРНАЯ ЦЕПЬ, ЗАМЫКАЮШЕЕ ЗВЕНО, ДОПУСК, ПРИПУСК.
Произведен анализ рабочего чертежа и технологического процесса изготовления детали.
Спроектирована исходная заготовка на основе нормативов общих припусков.
Построена размерная схема технологического процесса и линейных размерных цепей.
Определены операционные допуски и припуски на обработку.
Произведен расчет линейных операционных размеров по методу максимума-минимума.
Произведен анализ полученных результатов.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………………..….4
1 Изучение и анализ рабочего чертежа и технологического процесса изготовления детали……………………………………………………….…..….6
2 Проектирование исходной заготовки на основе нормативов общих припусков……………………………………………………………………….…8
3 Определение линейных операционных размеров…………………………..... 9
3.1 Построение размерной схемы технологического процесса и линейных размерных цепей……………………………………………………………….….9
3.2 Составление уравнений размерных цепей и установление очередности их решения…………………………………………………………………………....13
3.3 Определение операционных допусков и припусков на обработку….…..14
3.4 Расчет линейных операционных размеров……………………………..…15
3.5 Определение диаметральных размеров…………………………………....18
4 Анализ полученных результатов ……………………………………………...20
Заключение……………………………………………………………………..…21
Список использованной литературы………………………………………….…22
При проектировании технологических процессов (ТП) механической обработки заготовок размерные расчеты играют важную роль, определяя точность, качество и экономичность изготовления деталей. В авиадвигателестроении используются высококачественные дорогостоящие стали и сплавы, требования к точности и качеству изготовления деталей являются более высокими, чем в обычном машиностроении. В связи с этим задача получения для проектируемого ТП оптимальных или близких к ним структуры и геометрических параметров процесса становится особенно актуальным.
В авиадвигателестроении используются высококачественные дорогостоящие стали и сплавы, требования к точности и качеству изготовления деталей являются более высокими, чем в общем машиностроении. В связи с этим задача получения для проектируемого ТП оптимальных или близких к ним структуры и геометрических параметров процесса становиться особенно актуальной. Эти требования в полной мере обеспечиваются методикой технологических размерных расчетов, которая как в целом, так и в деталях соответствует закономерностям теории размерных цепей, что является необходимым и достаточным показателем высокого научного и инженерного уровня методик размерных расчетов (размерного анализа).[1]
Теоретической основой методики расчета припусков, операционных допусков и операционных размеров является теория размерных цепей, созданная советскими учеными Б.С. Балакшиным, В.П. Пузановой, Н.А. Бородачевым, П.Ф. Дунаевым и др. В создании методов выявления и решения технологических размерных цепей, значительный вклад внесли С.И. Брук, Б.И. Лившиц, В.Н. Гостев, И.А. Иващенко, В.В. Матвеев и др.
Размерной цепью называют совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующих замкнутый контур.
В зависимости от решаемой задачи размерные цепи разделяют на конструкторские, технологические и измерительные. Технологическими размерными цепями называют размерные цепи, звеньями которых могут быть операционные размеры, припуски и конструкторские размеры.
В зависимости от расположения звеньев различают пространственные, плоские, линейные и угловые расчетные цепи. Большинство технологических размерных расчетов выполняется с использованием линейных цепей. В линейной расчетной цепи все звенья лежат в одной плоскости или параллельны друг другу.
Размерная цепь состоит из звеньев, которыми могут быть любые размеры, а так же отклонения размеров. Звенья размерной цепи делятся на замыкающие и составляющие.
Целью данной курсовой работы является углубление и закрепление знаний по технологическим размерным расчетам, получаемым студентами на аудиторных занятиях, и привитие студентам умений и навыков выполнения таких расчетов, как традиционными способами, так и автоматизированным с использованием ЭВМ.
1 ИЗУЧЕНИЕ И АНАЛИЗ РАБОЧЕГО ЧЕРТЕЖА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
Рисунок 1 - Рабочий эскиз детали
Рисунок 2 - Перечень обрабатываемых поверхностей
Рисунок 3 - Технологический процесс обработки заготовки
Деталь имеет 10 обрабатываемых поверхностей: 6 цилиндрических и 4 плоских. Согласно технологическому процессу (рисунок 3) поверхности обрабатываются:
Поверхность 1: токарным черновым и чистовым точением
Поверхность 2: токарным черновым и чистовым точением
Поверхность 3: токарным черновым и чистовым точением
Поверхность 4: токарным черновым и чистовым точением.
Поверхность 5: токарным черновым и чистовым точением, шлифованием.
Поверхность 6: токарным черновым и чистовым точением, шлифованием.
Поверхность 7:сверлением, зенкерованием, развертыванием.
Поверхность 8: токарным черновым точением.
Поверхность 9: расточкой.
Поверхность 10: сверлением.
Также все поверхности проходят термическую обработку.
2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСХОДНОЙ ЗАГОТОВКИ НА ОСНОВЕ НОРМАТИВОВ ОБЩИХ ПРИПУСКОВ
По таблице П17 [2] или по таблице 2 [1] определяем общие припуски на основе нормативов. Для нашего случая наибольшие габариты заготовки будут примерно мм.
В
В
В
28 с одной стороны, а с другой
40 с одной стороны, а с другой
120
Для определения допусков на заготовку воспользуемся таблицами П8,9 [2].
, , , , , , .
Рисунок 4 – Чертеж заготовки
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ РАЗМЕРОВ
Методика определения линейных операционных размеров предусматривает построение и решение технологических размерных цепей.
3.1 ПОСТРОЕНИЕ РАЗМЕРНОЙ СХЕМЫ И ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ
Для построения технологических размерных цепей воспользуемся исходной информацией, представленной в виде чертежа детали и операционных эскизов на каждую выполняемую операцию ТП.
Размерная схема ТП строим следующим образом:
- основными линиями изображаем контур готовой детали;
- к каждому обрабатываемому торцу тонкими линиями пририсовываем припуски на обработку. Крайние тонкие линии образуют контур заготовки;
- над проекцией детали наносим все заданные по чертежу линейные конструкторские размеры, индексируя их КР1, КР2, КР3, КР4, КР5;
- ниже контура детали проставляем все линейные операционные размеры заданного направления в той последовательности, в какой они получаются по ТП (начиная с размеров заготовки). Размеры проставляем в виде векторов в направлении от исходной базы к обрабатываемой поверхности. Операционные линейные размеры обозначаем прописной буквой Аi, где i- порядковый номер по ТП;
- каждый из операционных припусков обозначаем буквой z с индексом того линейного операционного размера, при выполнении которого он снимается.
После построения размерной схемы приступаем к построению размерных цепей. Общее количество линейных размерных цепей с одной стороны равно количеству замыкающих звеньев – припусков на обработку и конструкторских размеров, а с другой – количеству определяемых операционных размеров. В данном случае количество размерных цепей равно 15, количество операционных размеров равно 15, следовательно, условие выполняется.
Начинаем построение размерной цепи (РЦ) с определения ее замыкающего звена. Каждая РЦ может содержать только одно замыкающее звено. Составляющими звеньями РЦ служат операционные размеры Аi. На контуре цепи звенья изображаем в виде векторов, причем конец предыдущего должен совпадать с началом последующего, а конец последнего – с началом первого с тем, чтобы получить замкнутый контур. Построение цепей ведем, начиная с конца ТП, двигаясь к заготовке.
Размерная схема ТП представлена на рисунке 5.
Линейные размерные цепи представлены на рисунке 6.
Рисунок 5 - Размерная схема ТП для линейных размеров
Рисунок 6 – Линейные размерные цепи ТП
3.2 СОСТАВЛЕНИЕ УРАВНЕНИЙ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ И УСТАНОВЛЕНИЕ ОЧЕРЁДНОСТИ ИХ РЕШЕНИЯ
В общем виде для линейных размерных цепей уравнение замыкающего звена имеет вид:
где – замыкающее звено, – увеличивающее составляющее звено, – уменьшающее составляющее звено, m и n – количество соответственно увеличивающих и уменьшающих звеньев цепи.
Перед решением размерных цепей необходимо их упорядочить, т.е. установить порядок их решения. Каждая последующая цепь должна отличаться от предыдущей только одним неизвестным.
Упорядочивание размерных цепей в соответствии с последователь-ностью их дальнейшего решения представлено в таблице 1.
Таблица 1 Уравнения размерных цепей
|
р.ц. |
Уравнение замыкающего звена |
№ решения |
Результат решения цепи |
|
|
КР1= А11-A7+A8 |
6 |
А8 |
|
|
КР2 = А11-A10+A13 |
4 |
А10 |
|
|
КР3 =А13 |
1 |
А13 |
|
|
КР4 =А12-A13 |
2 |
А12 |
|
|
КР5= А11 |
3 |
А11 |
|
|
z13=A10-A13-А6+A9 |
8 |
А9 |
|
|
z11=A7-A11 |
5 |
А7 |
|
|
z10=A10-A6 |
7 |
А6 |
|
|
z9=A6-A5-A9 |
9 |
А5 |
|
|
z7=A4+A5-A7 |
10 |
А4 |
|
|
z6=A4+A5-A6-A1 |
11 |
A1 |
|
|
z5=A3-A4-A5 |
12 |
А3 |
|
|
z4=A2-A4 |
13 |
А2 |
3.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПЕРАЦИОННЫХ ДОПУСКОВ И ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ
На этом этапе проектирования определяются допуски на линейные операционные размеры и припуски на обработку согласно технологическому процессу (рисунок 3).
Припуски на обработку определяем нормативным методом по таблицам П30…П32 [2] и заносим данные в таблицу 2.
Допуски на операционные размеры назначаем по таблицам П4, П8 и П9 [2] в соответствии с выбранным квалитетом (классом точности) обработки (из табл. П2 [2]) и заносим данные в таблицу 2.
Таблица 2 Предварительные допуски на линейные операционные размеры и припуски на обработку заготовки
|
№ и наименование операции |
Линейные размеры |
Допуски (отклонения) |
Припуск Zmin |
||||
|
Индекс |
Значение, мм |
Индекс |
Квалитет |
Величина, мм |
Индекс |
Величина, мм |
|
|
40. Шлифование |
А13 |
12 |
Т13 |
7 |
0.018 |
Z13 |
0.07 |
|
30.Сверление, зенкерование, развертывание |
А12 |
72.07 |
Т12 |
11 |
0.19 |
Z12 |
0.12 |
|
25. Чистовая обточка |
А11 |
120 |
Т11 |
11 |
0.25 |
Z11 |
0.7 |
|
А10 |
92.7 |
Т10 |
11 |
0.22 |
Z10 |
0.6 |
|
|
20. Чистовая обточка |
А9 |
12.07 |
Т9 |
11 |
0.11 |
Z9 |
0.6 |
|
15.Черновая обточка, сверление, расточка |
А8 |
20 |
Т8 |
11 |
0.13 |
Z8 |
1.3 |
|
А7 |
120.7 |
Т7 |
13 |
0.4 |
Z7 |
1.8 |
|
|
А6 |
93.3 |
Т6 |
13 |
0.54 |
Z6 |
1.5 |
|
|
10. Черновая обточка и центрирование |
А5 |
82.02 |
Т5 |
12 |
0.55 |
Z5 |
1.3 |
|
А4 |
41.12 |
Т4 |
14 |
0.62 |
Z4 |
1.5 |
|
|
5. Заготовка |
А3 |
125.94 |
Т3 |
5 кл. |
2.1(+1.30.9) |
- |
- |
|
А2 |
42.62 |
Т2 |
5 кл. |
0.4(+0.20.2) |
- |
- |
|
|
А1 |
29.95 |
Т1 |
5 кл. |
0.4(+0.20.2) |
- |
- |
Таблица 3 Проверка обеспечения заданной точности конструкторских размеров
|
Уравнение размерных цепей |
Вычисление |
|
|
КР1= А11-A7+A8 |
Т=Т11+Т7+T8= 0.25+0.13+0.4 =0.76 |
0.76< ТКР1 = 0.8 |
|
КР2 = А11-A10+A13 |
Т=Т11+T10+T13=0.25+0.22+0.018 =0.488 |
0. 488< ТКР2 = 0.8 |
|
КР3 =А13 |
Т = Т13 =0.018 |
0.018< ТКР3 = 0.18 |
|
КР4 =А12-A13 |
Т=Т12+T13= 0.018+0.19=0.21 |
0.21<ТКР4 = 0.6 |
|
КР5= А11 |
Т = Т11 =0.25 |
0.25< ТКР5 = 0.4 |
Таким образом, в нашем примере все принятые допуски на линейные операционные размеры, занесенные в таблицу 3, можно оставить без изменения (ужесточения) и перейти к расчету операционных размеров.
3.4 РАСЧЁТ ЛИНЕЙНЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ РАЗМЕРОВ
Если замыкающим звеном размерной цепи является припуск, то операционный размер вычисляется по формуле: , если же замыкающим звеном является конструкторский размер, то по формуле (при использовании метода максимума–минимума для вычисления ) или же способом средних значений (при использовании вероятностного метода для вычисления ). При определении размеров заготовки используем следующие формулы: и .
р.ц.1 КР3 =А13
А13 – вал, принимаем А13 = 12-0.018
р.ц.2 КР4 =А12-A13
КР4min = А12min-A13max
КР4max = А12max-A13min
А12min = КР4min+ A13max =59.7+12=71.7
А12max = КР4max+ A13min=60.3+11.982=72.282
А12 – вал, принимаем А12 = 72-0.19
р.ц.3 КР5= А11
А11 – вал, принимаем А11 = 120-0.25
р.ц.4 КР2 = А11-A10+A13
КР2min = А11min-A10max+A13min
КР2max = А11max-A10min+A13max
A10min= А11max+A13max - КР2max=120+12-40.4=91.6
A10max= А11min+A13min - КР2min=119.75+11.982-39.6=92.132
А10 – вал, принимаем А10 = 92-0.22
р.ц.5 Z11=A7-A11
Z11min= А7min-А11max
A7 min=Z11min+А11max = 0.7+120=120.7
A7 –вал, поэтому A7= A7min+T7=120.7+0.4=121.1
Принимаем А7=121.1-0.4
р.ц.6 КР1= А11-A7+A8
КР1min = А11min-A7max+A8min
КР1max = А11max-A7min+A8max
A8min= A7max- А11min+ КР1min=121.1-119.75+19.6=20.95
A8max= A7min- А11max+ КР1max=120.7-120+20.4=21.1
A8 –отверстие, поэтому A8= A8min-T8=20.95-0.13=20.82
Принимаем А8=20.9+0.13
р.ц.7 Z10=A6-A10
Z10min= А6min-A10max
A6min=Z10min+А10max =0.6+92=92.6
A6 –вал, поэтому A6= A6min+T6=92.6+0.54=93.14
Принимаем А6=93.2-0.54
р.ц.8 Z13=A10-A13-А6+A9
Z13min= А10min-A13max - А6max+ А9min
A9min= A13max+ А6max- А10min+ Z13min =12+93.2-91.78+0.07=13.49
A9 –вал, поэтому A9= A9min+T9=13.49+0.11=13.6
Принимаем А9=13.6-0.11
р.ц.9 Z9=A6-A5-A9
Z9min= А6min-A5max-А9max
A5max = А6min -А9max- Z9min
A5max = А6min -А9max- Z9min= 92.66-13.6-0.6=78.46
А5 – отверстие , A5= A5max-T5=78.46-0.55=77.91
Принимаем А5 =77.9+0.55
р.ц.10 Z7=A4+A5-A7
Z7min= А4min+A5min-А7max
А4min = А7max - A5min + Z7min=121.1-77.9+1.8=45
А4 – вал, поэтому A4= A4min+T4=45+0.62=45.62
принимаем А4 =45.62-0.62
р.ц.11 Z6=A4+A5-A6-A1
Z6min= А4min+A5min - А6max- А1max
А1max = А4min + A5min – А6max - Z6min=45+77.9-93.2-1.5=28.2
A1 –вал, поэтому A1= A1min- Δн1=28.2-(-0.2)=28.4
Принимаем A1=
р.ц.12 z5=A3-A4-A5
Z5min= А3min-A4max-А5max
А3min = Z5min + A4max+ А5max = 1.3+45.62+78.45=125.37
A3 – вал, поэтому A3= A3min- Δн3=124.37-(-0.9)=125.27
Принимаем А3=125.3
р.ц.13 z4=A2-A4
Z4min=A2min-A4max
A2min= A4max+Z4min=45.62+1.5=47.12
A2- вал, поэтому A2= A2min- Δн2=47.12-(-0.2)=47.32
Принимаем А2=47.32
3.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ
Рисунок 7 - Размерная схема ТП для диаметральных размеров
Рисунок 8 – Диаметральные размерные цепи ТП
4 АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
В результате выполнения курсовой работы получили размеры проектируемой заготовки укрупненным методом на основе нормативов общих припусков и путем расчета операционных размеров от готовой детали до заготовки.
Сопоставление полученных данных отражено в таблице 4, а также на рисунке 4. Рассчитанные укрупненным способом размеры штамповки записаны под размерными линиями, над размерными линиями проставлены размеры, определенные расчетом всех операционных размеров от окончательных операций до заготовки.
Таблица 4 Сопоставление полученных данных
|
Индекс линейного размера заготовки |
Размеры, полученные на основе нормативов общих припусков |
Размеры, полученные в результате расчета операционных размеров |
В результате расчета операционных размеров от готовой детали до заготовки операционные припуски определяли нормативным методом, поскольку он является более простым, удобным и менее трудоемким, и преимущественно используется в практике машиностроения. При этом для получения значений припусков близких к оптимальным, за счет более точного учета конкретных условий выполнения операций, можно было бы использовать поэлементный метод, но данный метод более трудоемкий. Однако имеется целый ряд случаев, когда использование расчетно-аналитического метода является не только желательным, но и обязательным: при расчете припусков на обработку отверстий в корпусных деталях; для операций окончательной обработки цилиндрических, плоских и сложных поверхностей после цементации, азотировании, закалки и т.п.
Так же разницу полученных результатов можно объяснить: большим количеством составляющих звеньев в РЦ; большим количеством многозвенных цепей, что дает менее оптимальные значения линейных операционных размеров; а так же погрешностей связанных с округлением линейных операционных размеров.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В курсовой работе был произведен анализ рабочего чертежа и технологического процесса изготовления детали. В результате определены допуски свободных размеров по ОСТ 100022-80, определены конструкторские базы.
Выполнен укрупненный расчет размеров заготовки на основе нормативов общих припусков. По ОСТ 1.41187-78 определены общие припуски на механическую обработку с учетом материала заготовки и класса чистоты обработки.
Для построения технологических размерных цепей использовали исходную информацию, представленную в виде чертежа детали и операционных эскизов на каждую выполняемую операцию ТП.
Уравнения размерной цепи составлены относительно ее замыкающего звена, на основе данных размерной схемы технологического процесса и линейных размерных цепей.
Определены операционные допуски и припуски на обработку по таблицам П2, П4, П30, П31, П32 [2].
Произведен расчет линейных операционных размеров по методу максимума-минимума.
Произвели анализ полученных размеров проектируемой заготовки укрупненным методом на основе нормативов общих припусков и путем расчета операционных размеров от готовой детали до заготовки.
Результатом данной курсовой работы является овладение навыками определения размерно-точностных параметров технологического процесса механической обработки заготовок.
1. И.А. Иващенко, К.П. Крашенинников; «Определение размерно-точностных параметров технологического процесса механической обработки заготовок», методическое указание к курсовой работе. СГАУ, Самара 1992 г.
2. И.А. Иващенко, И.М. Трухман. «Расчеты размерно-точностных параметров механической обработки заготовки», учебное пособие, Куйбышев 1989 г.