РПЗ (777665), страница 5
Текст из файла (страница 5)
l – длина заготовки; l =55 мм
ΔΣ =0.05 мкм
Точение черновое
Квалитет: 10
Rа = 6.3 мкм;
h = 40 мкм [,стр.190, табл.27]
Суммарное отклонение расположения поверхности определим как остаточное отклонение после выполнения обработки по приближенной формуле:
ΔΣ = Δост = Ку ∙ ΔΣ, где
Ку – коэффициент уточнения (Ку = 0,05).
ΔΣ = 0.05∙0.05; ΔΣ = 0.0025 мкм
Погрешности установки определим укрупненно по справочным таблицам (Вардашкин «Станочные приспособоения», т.1)
Погрешность установки в трехкулачковый патрон: εу = 80 мкм (табл.2, стр.520).
2zi min = 2 ∙ (200 +250 + ); 2zi min = 1060.0 мкм
Примем 2zi min = 1.5 мм
Точение чистовое
Квалитет: 9
Rа = 3.2 мкм;
h = 20 мкм [,стр.190, табл.27]
ΔΣ стремится к нулю, учитывать далее не будем.
Погрешность установки равна 80 мкм
2zi min = 2 ∙ (6.3 +40 + ); 2zi min = 252.6 мкм
Примем 2zi min = 1.0 мм
Шлифование
Квалитет: 8
Rа = 1.6 мкм;
h = 10 мкм
Погрешность базирование: деталь базируется по зубчатому венцу в специальное приспособление εу = 50 мкм
2zi min = 2 ∙ (3.2 +20 + ); 2zi min = 146.4 мкм
Примем 2zi min = 0.1 мм
Определение размеров после обработки.
Размеры, полученные после шлифования:
dmin i = 70 мм; dmax i = 70.046 мм
Размеры, полученные после чистового точения:
d'max i -1 = dmax i - 2zi min
d'max i -1 =70.046-0.1= 69.946 мм
d'min i -1 = d'max i -1 - Td i -1
d'min i -1 =69.946 -0.074 = 69.872 мм
Принимаем dmin i-1 =69.87 мм; dmax i-1 = 69.95 мм;
Размеры, полученные после чернового точения:
d'max i -1 = dmax i - 2zi min
d'max i -1 =69.95-1.0= 68.95 мм
d'min i -1 = d'max i -1 - Td i -1
d'min i -1 =68.95 -0.12 = 68.83 мм
Принимаем dmin i-1 =68.8 мм; dmax i-1 = 68.95 мм;
С учетом принятых размеров пересчитаем 2zi min и 2zi max на этапах обработки.
Шлифование
2zi min= dmin i - dmin i-1
2zi min=70-69.87=0.13 мм
Точение чистовое
2zi max = 2zi min + Td i-1 + Td i
2zi max = 0.13+0.074+0.12 = 0.324 мм
Точение черновое
2zi max = 2zi min + Td i + Td i-1
2zi max = 1.5+0.21+0.46 = 2.17 мм
Расчет режимов обработки для токарно-винторезной операции 020
Обработка за два установа.
Установ А
Подрезка торца и черновое растачивание отверстия.
Подача на оборот: S= 0.8 мм/об [9]
Скорость резания для чернового точения принимаем: V= 80 м/мин [9]
Частота вращения шпинделя определяется по формуле:
n = ; n = 363.8 мин-1
Принимаем n = 360,0 мин-1.
Определение основного технологического времени:
t0 =
=
= 0.8∙360;
= 288
L = 177 мм; (с учетом подвода/отвода инструмента 1 мм)
Установ Б
Скорость резания для чистового точения принимаем: V= 120 м/мин
Частота вращения шпинделя определяется по формуле:
n = ; n = 545.7 мин-1
Принимаем n = 500,0 мин-1.
Определение основного технологического времени:
t0 =
=
= 0.8∙500;
= 400
L = 177 мм;
2.9. Точностные расчеты по разработанным операциям маршрута изготовления детали.
Определим допустимую погрешность установки (базирования и закрепления) из условий точности обработки.
Допуск на исходный размер будет выдержан при выполнении следующего условия:
=+Р+п aи, где:
- ожидаемая погрешность обработки, которая складывается из погрешности, связанной с методом обработки (), погрешности установки детали в приспособление (Р) и погрешности установки приспособления на станок (п);
au - допуск на исходный размер.
Погрешность, связанная с методом обработки (), определяется жёсткостью технологической системы, температурными деформациями, износостойкостью инструмента.
Величину погрешности τ примем 0.03 мм (конспект лекций Никадимова: обработка внутренней цилиндрической поверхности детали, закрепленной в цанговом патроне).
Погрешность установки детали в приспособление (Р) складывается из погрешностей базирования (Рб), закрепления (Рз) и неточности приспособления (Рпр).
Погрешность базирования (Рб) для диаметральных размеров принимается равной 0 для самоцентрирующихся патронов.
Погрешность закрепления – это смещение измерительной базы под действием сил зажима.
- в кулачковом патроне – 0,03 – 0,1 мм; [9]
Погрешность неточности приспособления складывается из погрешности изготовления (Ризг) и погрешности износа (Ризн). В данном случае погрешность изготовления: Ризг=0,005 мм, а погрешность износа: Ризн=0,005 мм. [2]
Рпр=Ризг+Ризн=0,01 мм.
Тогда погрешность установки:
Погрешность обработки δп, связанная с установкой приспособления на станок, определяется как максимальный зазор между патроном и шпинделем при установке. Посадка H8/k8 – переходная (70H8) → зазор равен нулю.
Суммарная погрешность обработки детали:
=+Р+п =0.03 + 0.0169 = 0.0469
Допуск на исходный размер:
Условие применения приспособления:
(0.132 ≥ 0.0469)
Вывод: приспособление обеспечивает заданную точность обработки.
Раздел 3. Научно-исследовательская часть
-
Анализ принимаемых решений при выполнении технологической части работы и постановка задачи исследования.
Венцы зубчатых колес по ходу технологического процесса всегда подвергаются окончательной обработке для получения требуемого качества. В данной работе степень точности зубчатого венца 8-В.
Точность передач напрямую определяет точность и плавность работы всего механизма, поэтому все параметры зубчатых передач четко обозначены в ГОСТ 1643-81 для цилиндрических и ГОСТ 1758-81 для конических передач. Установлены 12 степеней точностей: от 1-й до 12-й в порядке убывания точности.
Необходимая степень точности для рассматриваемой детали определялась назначением машины и условиями работы передачи.
6 | Металлорежущие станки повышенной точности, отсчетныё и измерительные устройства |
6-8 | Металлорежущие станки нормальной точности |
7-9 | Редукторы общего назначения |
8-10 | Крановые механизмы |
9-10 | Подъемные лебедки |
9-11 | Транспортирующие машины |
Способы достижения требуемой точности напрямую зависят от методов обработки зубчатого венца:
6 | Нарезание методом обкатки на точных станках с последующим шлифованием или шевингованием |
7 | Нарезание методом обкатки с отделочными операциями после термообработки |
8 | Нарезание методом обкатки или методом деления |
9 | Нарезание любым методом без отделочных операций |
В научно-исследовательской работе были рассмотрены методы финишной обработки зубчатого венца, проанализированы преимущества и недостатки каждого из них.
-
Обзор технологических методов обеспечения качества изделий для выполнения задачи исследования.
Отделочные виды обработки зубчатых колес подразделяют на способы обработки со снятием стружки – шлифование, шевингование, притирка и обработку без снятия стружки – обкатывание.
Рассмотрим первый способ – шлифование зубчатого венца.
Шлифование зубчатых колес всех видов производится двумя способами: методом обкатки и методом копирования профиля.
Метод копирования основан на воспроизведении рабочей поверхностью шлифовального круга впадины зубьев шлифуемого колеса. Этот способ зубошлифования в основном применяется для обработки цилиндрических колес с прямыми внешними зубьями с точностью не выше 6-й степени, шероховатость поверхности зуба в пределах Ra = 1,25–0,32 мкм, диаметром до 1350 мм, с модулем до 16 мм. Шлифование по методу копирования нашло также применение при изготовлении точных колес с внутренними зубьями, в том числе и с косыми.
Метод обката основан на зацеплении обрабатываемого колеса с зубом рейки, воспроизводимой поверхностями шлифовального круга.
Метод обкатки |
Рис.9 Шлифование червячным кругом |
Способ обработки шлифовальным кругом, выполненным в виде абразивного червяка, является наиболее производительным, так как обработка производится непрерывно. В процессе обработки шлифовальный круг с однозаходным витком на периферии и колесо непрерывно вращаются, их скорости связаны между собой. Кроме того, круг движется вдоль оси колеса, результатом чего является профилирование зубьев по всей их длине. Кинематическая структура и настройка станка аналогичны кинематической структуре и настройке зубофрезерного станка, работающего червячной фрезой. Шлифование абразивным червяком позволяет получать зубчатые колеса 5–6-й степени точности с шероховатостью обработанной поверхности в пределах Ra = 1,0–0,2 мкм. |
Рис.10 Шлифование двумя обкатными тарельчатыми кругами |
Обработка двумя тарельчатыми шлифовальными кругами, образующими зуб производящей рейки. Данный метод профилирования является наиболее точным т.к. тарельчатые круги имеют минимальную массу (по сравнению с червячным кругом), шпиндельный узел долго сохраняет точность; положение профилирующей поверхности круга не меняется при правке. Шлифовальные круги могут занимать различные положения относительно обрабатываемого колеса, а именно, параллельно между собой на расстоянии, равном длине общей нормали обрабатываемого колеса — «0° метод», и под различными углами (как правило15° или 20°). Зубошлифование двумя тарельчатыми кругами позволяет получать зубчатые колеса 3–4-й степени точности с шероховатостью поверхности Ra = 1,6–0,3 мкм. Шлифовальные круги тарельчатой формы, работая узкой кромкой, имеют малую поверхность контакта с поверхностью шлифуемого зуба, что при сочетании обкатного движения и продольной подачи колеса приводит к быстрой смене мест контакта края круга со шлифованной поверхностью; в силу этого зуб лишь незначительно нагревается и круг почти не «засаливается». Шлифование тарельчатыми кругами не требует охлаждения. |
Рис.11 Шлифование дисковым обкатным кругом |
Шлифование одним дисковым шлифовальным кругом, рабочие поверхности которого при возвратно-поступательном движении образуют плоскости, соответствующие поверхности зубьев исходного контура одного зуба инструментальной рейки. Во время обработки шлифовальный круг получает главное вращательное Dr и возвратно-поступательное Ds движение вдоль оси колеса, а заготовка вращается вокруг своей оси Dr и одновременно прямолинейно перемещается Ds. Поступательное перемещение заготовки согласовано с вращением так, что заготовка как бы катится по воображаемой инструментальной рейке. После того как шлифовальный круг выходит за пределы активной части линии зацепления обработка заканчивается. Шлифовальный круг отводится в радиальном направлении от заготовки. Возвращается в исходное положение, а заготовка совершает делительный поворот. После подвода заготовки к шлифовальному кругу начинается новый цикл шлифования следующей впадины. |
Метод копирования |
Рис.12. Шлифование профильным кругом |
Шлифование методом копирования (профильным кругом) достигается 6 – 7 степень точности. Однако простая кинематика станков исключает почти все возможные источники возникновения погрешностей. Точность, получаемая при копировании, зависит от точности формы профиля шлифовального круга. При шлифовании методом обкатки с периодическим делением двумя тарельчатыми кругами (на станках типа MAAG) можно обеспечить точность обработки, начиная с 3-й степени. При непрерывном шлифовании методом обкатки червячным кругом (станки Reishauer) колеса имеют высокую степень точности (5 степень). При шлифовании методом обкатки с периодическим делением коническим шлифовальным кругом (станки Niles) обеспечивается 6 степень точности. Однако эти методы уступают по точности шлифованию зубчатых колес двумя тарельчатыми кругами.