Теоретические положения

Анализ исходных данных для проектирования ТП механической обработки детали начинают с анализа её чертежа.

Грамотно выполненный чертеж детали дает исчерпывающую информацию о её форме, размерах, точности размеров, формы и расположения, шероховатости поверхности, материале, его твердости, качестве поверхностного слоя, габаритах и массе детали, использованных стандартах и технических условиях, способе маркировки и т.д. Чертеж детали средней сложности содержит около сотни параметров, характеризующих ее. Задача технолога – спроектировать ТП так, чтобы ни один параметр не остался без внимания.

В первую очередь, технолог должен четко представить себе служебное назначение детали и условия ее работы.

Под служебным назначением детали понимают характер выполняемых ею служебных функций (передача усилия или крутящего момента, перемещение, фиксация, поворот, базирование и т.п.) и требования к их выполнению (точность, быстродействие, КПД, долговечность, надежность и т.п.)

Под условиями работы детали понимают качественную и количественную характеристику воздействующих на нее факторов (характер и величину нагрузок, напряжения в опасных сечениях, трение в контакте, скорости, давления, температуры, характер изнашивания и т.п.)

Деталь содержит достаточно большое число поверхностей, каждая из которых выполняет определенные функции. С помощью одних поверхностей деталь выполняет свое служебное назначение, другие поверхности служат для установки детали в узле или для присоединения других деталей. Третьи поверхности не участвуют в работе и служат для придания детали определенной формы. В соответствии с различным назначением поверхностей различаются и требования к ним. Чтобы проанализировать эти требования необходимо систематизировать поверхности детали по их служебному назначению.

Поверхности детали делятся на сопрягаемые, взаимодействующие с поверхностью другой детали, и свободные (С), оформляющие конфигурацию детали. В свою очередь, сопрягаемые поверхности могут выполнять различные функции.

Поверхности детали, выполняющие ее служебные функции, называют исполнительными(И).

Поверхности детали, определяющие положение данной и других деталей в узле (сборочной единице), называют конструкторскимибазами. Различают основные и вспомогательные конструкторские базы.

Основныеконструкторские базы (ОБ) – это конструкторские базы, определяющие положение детали в сборочной единице. ОБ лишают деталь необходимого числа степеней свободы – перемещения вдоль координатных осей и поворотов вокруг этих осей.

Вспомогательные конструкторские базы (ВБ) – это конструкторские базы, определяющие положение присоединяемых деталей относительно данной детали. С помощью ВБ данная деталь лишает присоединяемые детали определенного числа степеней свободы.

Перед систематизацией все поверхности детали нумеруют по порядку, начиная с 1. Номера поверхностей указывают на чертеже детали синим или фиолетовым цветом в кружках на выносках. При этом допускается пересечение выносками основных и вспомогательных линий чертежа (при выполнении учебного задания на ПК допускается обозначение поверхностей черным цветом, при этом число пересечений необходимо свести к минимуму). Размер цифр, обозначающих поверхность, на 1 – 2 номера больше цифр, обозначающих размеры.

При анализе исходных данных для разработки ТП механической обработки детали поверхности делят на 4 группы: И, ОБ, ВБ, С. При этом некоторые поверхности могут выполнять несколько функций и соответственно относиться к нескольким типам (например, И и ВБ).

Далее технолог проверяет полноту задания требований к узлу или детали на чертеже. Так, на чертеже детали должны быть указаны марка материала и вид заготовки (отливка, поковка, прокат) со ссылкой на соответствующие стандарты и задана твердость всех поверхностей. Должны быть представлены все размеры, необходимые для изготовления и контроля – величина каждой поверхности (длина, ширина, высота, радиус), ее положение (расстояние от оси или другой поверхности, угол), справочные размеры (получаемые по другому чертежу, замыкающие размеры цепи). На каждый размер должна быть задана точность в виде поля допуска или предельных отклонений, проставленных возле номинального размера или в технических требованиях.

На каждую поверхность должна быть назначена шероховатость условным знаком на контурной или выносной линии, либо в правом верхнем углу чертежа. Должны быть заданы необходимые допуски формы и расположения – прямолинейности, плоскостности, круглости, цилиндричности, профиля продольного сечения и т. п. в виде условного обозначения или пункта технических требований.

Проверяют также правильность задания требований на чертеже. Все требования должны быть заданы по ГОСТ и стандартам предприятий (СТП), чтобы исключить их неоднозначное толкование). Размеры должны задаваться преимущественно от одной базы. Форма и размеры шпоночных пазов, фасок, канавок, радиусов переходов, галтелей и др. элементов должны соответствовать ГОСТ.

После анализа чертежа детали исходные данные заносят в таблицу (см. табл. 3.4), в которой указывают номер, тип и форму каждой поверхности, их размеры с допусками и квалитет точности, вид и величину погрешностей формы и расположения и соответствующий этой величине квалитет точности, шероховатость.

Если точность размеров на чертеже указана в виде индекса посадки и квалитета (например, 50k6) или в виде предельных отклонений (например, ), либо в пункте технических требований указанием посадки и квалитета (напри-мер, h14, ±IT14/2), то недостающие для заполнения граф 5 и 6 табл. 3.4 сведения берут из табл. 3.1 и 3.2.

Если точность формы или расположения задана условным обозначением с указанием предельного отклонения по ГОСТ 2.308-79, то условный квалитет точности определяют по табл. 3.3.

Выполнение задания

Марка материала – сталь 40ХГНМ, ГОСТ 4543-71, указана в основной надписи. Твердость 46±2 HRC, п.1 технических требований. На чертеже даны все размеры, необходимые для изготовления и контроля детали. Точность размеров задана комбинированным способом в виде посадки, квалитета точности и предельных отклонений по ГОСТ 2.307-79. Точность свободных размеров 14 квалитет, п.2 технических требований. Шероховатость поверхностей указана непосредственно на изображении и в правом верхнем углу чертежа. Предельные отклонения формы и расположения поверхностей 3 , 4 , 5 , 6 , 8 , 15 , 17 заданы в виде условных обозначений по ГОСТ 2.308-79, отклонения для остальных поверхностей должны укладываться в допуск на размер.

Форма и размеры шпоночного паза заданы по ГОСТ 23360-78. Фаски и радиусы закруглений выполнены по ГОСТ 10948-64.

Таблица 1.4. Характеристика поверхностей детали «Вал – шестерня»

Поверхность	Размеры	Форма, располо­жение	Ше- ро­хов.
№	Тип	Фор-ма	Зна-чение мм	До-пуск, мм	Ква-литет точн	Пог-решн.	До-пуск, мм	Ква- литет точн	Rа, мкм
	С	П		1,0			0,02		12,5
	ВБ	П		0,2			0,008		12,5
	И, ВБ	П		0,043			0,03		3,2
	ВБ	Ц		0,039			0,05		1,6
	ВБ	П		0,74			0,006		3,2
	ОБ	Ц		0,016			0,006		0,4
	С	Ф		0,4			0,02		12,5
	ОБ	П		0,74			0,03		2,5
	С	Ц		0,74			0,006		12,5
	С	П		0,25			0,006		12,5
	С	Ц		0,87					3,2
	И	Ф		0,74					0,8
	С	П		0,4					12,5
	С	Ц		0,4					12,5
	ВБ	П		0,016					2,5
	С	Ф		1,4					12,5
	ОБ	Ц	13,2	0,043					0,8
	С	П	13,2	0,043					12,5
	ТБ	КВ							0,8
	ТБ	КВ							0,8
	С	Ф							12,5

3.3.1 Описать служебное назначение и условия работы детали

Деталь «Вал-шестерня», является быстроходным валом цилиндрического редуктора и предназначена для передачи крутящего момента от привода к промежуточному валу редуктора. Вал-шестерня получает вращение от привода через муфту, установленную на пов.4 на шпонке, и воспринимает крутящий момент боковыми поверхностями 3 шпоночного паза. Вал-шестерня передает крутящий момент боковыми поверхностями 12 зубьев зубчатого венца зубьями венца промежуточного вала. Вал-шестерня установлен в подшипниках качения в корпусе редуктора.

Вал-шестерня работает в условиях действия рациональной знакопеременной сосредоточенной нагрузки и крутящего момента. Зубья зубчатого венца испытывают действие изгибающего усилия, контактного давления и сил трения.

3.3.2 Пронумеровать и систематизировать поверхности детали

Все поверхности детали на эскизе нумеруем и систематизируем по их назначению. Исполнительные поверхности (И), выполняющие служебные функции вала-шестерни- передачу крутящего момента- боковые поверхности 12 зубьев и боковые пов.3 шпоночного паза. Основные конструкторские базы (ОБ), определяющие положение вала-шестерни в редукторе- цилиндрические подшипниковые шейки, пов.6 и 17, и торцовая пов.8. Вспомогательные конструкторские базы (ВБ), определяющие положение присоединяемых деталей- цилиндрическая пов.4, торцовая 5, шпоночный паз пов. 2 и 3, торцовая пов. 15. Свободные поверхности (С) не сопрягающиеся с другими деталями- пов. 1,7,9,10,11,13,14,16,18

Номера поверхностей и их назначение заносим в графы 1-3. В таблице приняты обозначения поверхностей:

Ц- цилиндрическая наружная

КВ- коническая внутренняя

П- плоская

Ф- фасонная

Вывод

В ходе выполнения лабораторной работы мы получили все необходимые сведения для разработки ТП обработки детали “Вал-шестерня”.

Лабораторная работа №4
Анализ технологичности и выбор стратегии разработки технологического процесса обработки детали «Вал – шестерня»

Цель работы

Научиться анализировать технологичность конструкции детали по ее рабочему чертежу. Приобрести навыки определения стратегии разработки ТП механической обработки