принимаем d_отв=28мм

1. Диаметр выточки в отверстии равен

d_в = d_отв + 2 (9.9)

d_в = 28 + 2 = 30мм

1. Длина шлифованной части отверстия с каждой стороны

l₁ = (0,2…0,4)L (9.10)

l₁ = 0,35 70 = 20мм

1. Диаметр начальной окружности для фрез с нешлифованным профилем, что для фрез для черновой обработки допустимо.

d = d_a – 2h_a0 – 0,5К (9.11)

d = 70 – 2 3 – 0,5 3,231 = 62,385мм

1. Угол подъема витков фрезы по начальной окружности

sin ₀ = n₀ [h₀ / 1,25] / d (9.12)

где n₀ – число заходов фрезы, для фрез для черновой обработки n₀ > 1, принимаем n₀ =2;

sin ₀ = 2 [3 / 1,25] = 0,03516

₀ = 200’55”

Далее определим некоторые размеры нормального профиля

1. Шаг по нормали (между соседними профилями зубьев фрезы)

р_n0 = [h₀ / 1,25]

р_n0 = 3,14 [3 / 1,25] = 7,283мм

1. Расчетная толщина зуба в нормальном сечении на делительной прямой для черновых фрез

s_n0 = p_n0 – (s_n + s_Ф) (9.13)

где s_n – толщина нарезаемого колеса, s_n = 3,3мм ;

s_Ф – припуск на обработку под дальнейшую обработку (из рассчитанного ранее в п.6), s_Ф = 0,032мм

s_n0 = 7,283 – (3,3 + 0,032) = 3,951мм

1. Направление витков фрезы – правое.

2. Остальные элементы конструкции фрезы выбираются по ГОСТ 9324-80 или конструктивных соображений.

3. По ГОСТ 9324-80 определяются допуски на все элементы червячной фрезы и технические требования к её изготовлению.

4. Чертеж фрезы червячной для нарезания шлицев представлен на отдельном листе чертежей [ ].

10. Размерный анализ в продольном направлении

При выполнении размерного анализа в осевом направлении необходимо выявить размерные контуры для каждого из замыкающих звеньев: размеров детали, получаемых косвенным путем (В, Г, Д); припусков. Начинаем обход контура с замыкающего звена в любом направлении, двигаясь по составляющим звеньям, вертикалям размерной схемы до тех пор, пока не вернемся к исходной точке. При обходе контура необходимо следить за тем, чтобы в каждом из них присутствовало только одно замыкающее звено.

Если контур не замыкается, то это свидетельствует о необходимости введения дополнительных операционных размеров. Если для одного замыкающего звена имеется несколько вариантов размерного контура, то это означает наличие излишних операционных размеров. В обоих случаях необходимо ввести коррективы в план изготовления и в размерную схему.

Составим уравнения операционной размерной цепи в виде уравнения номиналов в общем виде:

, (10.1)

где [А_i] – номинальное значение замыкающего звена;

А_i – номинальные значения составляющих звеньев;

i – порядковый номер звена;

n – число составляющих звеньев;

_i – передаточные отношения, характеризующие расположение звеньев по величине и направлению.

Для линейной цепи с параллельными звеньями передаточные отношения равны: _i=1 (увеличивающие звенья); _i= –1 (уменьшающие звенья).

Уравнения размерной цепи для размеров получаемых косвенным путем:

[Д⁰⁵⁵]*= –В⁰²⁵ – Ц₁⁰¹⁰ +А⁰¹⁰

[Г⁰⁵⁵]*= –Г⁰²⁵ + Д⁰²⁵

[В⁰⁵⁵]*= –Д⁰²⁵ – Ц₁⁰¹⁰ +А⁰¹⁰

10.2 Проверка условий точности изготовления детали

Проверка размерной корректности путем решения обратной задачи позволяет до начала расчетов размерной цепи убедиться в том, что намеченный вариант технологии изготовления обеспечит получение готовой детали в соответствии с требованиями рабочего чертежа. Проверка проводится для чертежных размеров и технических требований на расположение поверхностей детали, которые выполнялись косвенно, и являются замыкающими звеньями в размерной цепи.

Условие выполнения точности:

ТА_черт.[А], (10.2)

гдеТА_черт – допуск по чертежу размера или пространственного отклонения;

[А] – погрешность, этого же параметра возникающая в ходе выполнения технологического процесса.

Погрешность замыкающего звена:

, (10.3)

где А_i – погрешность i – го звена;

n – число составляющих звеньев.

При расчете принимаем А_i=ТА_i, где ТА_i – технологический допуск i-го звена.

[Д⁰²⁵]= В⁰²⁵ + Ц₁⁰¹⁰ +А⁰¹⁰ = 0,17+0,05+0,05 = 0,27 1,15 мм;

[Г⁰²⁵]= Г⁰²⁵ +Д⁰²⁵ = 0,17+0,17 = 0,34 0,74 мм;

[В⁰²⁵]= Д⁰²⁵+ Ц₁⁰¹⁰ +А⁰¹⁰ = 0,17+0,05+0,05 = 0,27 1,0 мм.

В случае, когда брак планируется в определенных пределах, [А] рассчитывается вероятностным методом:

(10.4)

гдеt - коэффициент риска;

_i – коэффициент относительного рассеивания погрешности А_i.

Коэффициент t характеризует вероятность попадания размеров замыкающего звена в заданные пределы [1, с.16, табл.4.4]. Для погрешностей пространственного положения (биение, эксцентриситет, не параллельность, не перпендикулярность) распределение следует закону Релея с ²=0,127 [1, с. 17].

10.3 Расчет припусков продольных размеров

Определим величины минимальных операционных припусков из условия удаления следов и дефектов предыдущей обработки.

Минимальный припуск при обработке торцов (продольное направление):

, (10.5)

где Rz^i-1 и h^i-1 – высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке [1, прил. 4];

- суммарная погрешность пространственных отклонений поверхности на предыдущем переходе [3, табл. 2.6].

Максимальный припуск при обработке торцов (продольное направление):

(10.6)

Составим уравнения размерной цепи для припусков:

Минимальные и максимальные операционные припуски:

;

;

;

;

;

;

при термообработке происходит разупрочнение стали, и на последующих операциях в дефектный слой h, в расчеты, ничего “не закладываем”.

;

;

Определим величины средних операционных припусков:

, (10.7)

;

;

;

;

10.4 Расчет операционных размеров

Цель расчета – определить величины номинальных и предельных значений операционных размеров в продольном направлении.

Исходя из составленных уравнений размерной цепи в продольном направлении найдем все операционные размеры. Определяем те размеры, которые нам известны и являются чертёжными. Это размеры А⁰¹⁰=520 _–0,05мм, Ж⁰²⁵=205 _–0,74 мм. Размеры Ц₁⁰¹⁰ и Ц₂⁰¹⁰ найдем из расчета центрового отверстия (рис. 10.1).

Рис. 10.1 Центровое отверстие

Центровое отверстие выбираем по диаметру вала, который входит в интервал размеров 20…40мм [5, с.389].

Рассмотрим треугольник, в нем известно: противолежащий катет углу 30, равный половине диаметра конуса 6,6мм. Все эти параметры “завязаны” между собой tg. Следовательно, Ц₁⁰¹⁰ =Ц₂⁰¹⁰=5/tg30=8,66мм.

Далее определим все искомые размеры путем подставления в уравнения размерной цепи уже известных величин.

(10.8)

Л⁰⁴⁰=+К⁰⁴⁰-О⁰⁴⁰+А⁰¹⁰-Ц₂⁰¹⁰=8-77+520-8,66=442,34мм;

В⁰²⁵ = – [Д⁰⁵⁵] - Ц₁⁰¹⁰ +А⁰¹⁰ = -214-8,66+520 = 297,34мм;

Д⁰²⁵ = – [В⁰⁵⁵]– Ц₁⁰¹⁰ +А⁰¹⁰ = -123-8,66+520 = 388,34мм;

Г⁰²⁵ = – [Г⁰⁵⁵]+ Д⁰²⁵ = -70 +388,34 = 318,34мм.

Окончательные значения операционных размеров в продольном направлении в удобной для производства форме, отражены в формуле (10.9) и сведены в соответствующие графы чертежа.

, (10.9)

где, ТАⁱ – технологический допуск.

11. Планировка механического участка

Деталь “шпиндель” (рис.1.1) является сборочной единицей головки

4-хшпиндельной комбинированной, которая в свою очередь входит в сборочный узел автоматической линии для обработки ресивера.

Конструкция шпинделя позволяет использовать анализируемую деталь в сборках 2-х, 3-х, 4-х, 6-ти, 9-ти, 10-ти, 12-ти и 15-тишпиндельных резьбонарезных головках, а также 4-х, 5-ти и 6-тишпиндельных комбинированных головках, которые применяются на автоматических линиях мехобработки.

Оборудование, включающее в себя перечисленные шпиндельные головки, насчитывают свыше 500 единиц.

11.1 Расчёт количества основного технологического оборудования на участке и коэффициента его загрузки

Цель раздела – определение количества основного технологического оборудования при среднесерийном производстве на стадии технологического проекта и подготовки исходных данных для составления планировки участка механической обработки детали.

Исходные данные для проведения этого расчёта являются годовая программа и технологический процесс с нормами времени. Годовая программа составляет 2500 деталей в год. Нормы времени приведены в таблице 11.1.

Таблица 11.1 Нормы времени

Действительный фонд времени работы оборудования, находим по формуле: