Разработка конструкции компрессора высокого давления ТРДДФсм для легкого фронтового истребителя на базе существующего ТРДДФсм РД-33

в периферийном сечении =0,908•10^-11 м⁴;

Максимальная секундная частота вращения: 228 об/с.

Таблица 1.6.1 - Результаты машинного счета

РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЧАСТОТЫ - 1 ФОРМЫ

ИЗГИБНЫХ КОЛЕБАНИЙ ЛОПАТКИ КОМПРЕССОРА (ТУРБИНЫ)

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ РЕЛЕЯ

ВЫПОЛНИЛ : Timoshenko

УЗЕЛ ДВИГАТЕЛЯ: компрессор МАТЕРИАЛ: ВТ-9

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

E= 120000.000000 120000.000000 120000.000000 120000.000000

120000.000000 120000.000000 120000.000000 120000.000000

120000.000000 120000.000000 120000.000000

PO= 4500.000000 VP= 0.000000E+00 RP= 0.000000E+00

XP= 0.000000E+00 RK= 2.255000E-01 L= 6.400000E-02

FK= 9.700000E-05 FC= 6.930000E-05 FP= 4.160000E-05 JK= 1.330000E-10

JC= 4.920000E-11 JP= 9.080000E-12 NSM= 228.000000EPS= 1.000000E-03

Q0= 1.600000 Q1= 2.500000

----------------------------------------------------------------------

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА:

Q NS [об/с] F1 [1/с]

1 1.89795100 .0 912.8248

2 1.89770400 22.8 914.8860

3 1.89707300 45.6 921.0415

4 1.89619400 68.4 931.2085

5 1.89474000 91.2 945.2547

6 1.89298300 114.0 963.0071

7 1.89098600 136.8 984.2607

8 1.88859100 159.6 1008.7890

9 1.88595600 182.4 1036.3540

10 1.88277100 205.2 1066.7140

11 1.87942200 228.0 1099.6310

----------------------------------------------------------------------

По результатам расчета построена частотная диаграмма (рисунок 1.6.1). Из начала координат проведены лучи, представляющие собой частоты возбуждающих сил, кратные частоте вращения ротора:

,

где k - число кратности, определяющее порядок гармоник возбуждающей силы (k1=10, т.к. переходной канал имеет 10 силовых стоек, k2=41, так как перед рабочим колесом находится ВНА, содержащий 41 лопатку.

(nС1 =10 об/с и nС2 =228 об/с):

Гц,

Гц,

Пересечение линий показывает резонансные частоты (рисунок 1.6.1). Зона рабочих режимов начинается с зоны малого газа, составляющего ?65% от nmax, т.е. nмг=148,2 об/с, и заканчивается максимальным режимом - nmax=228об/с.

Рисунок 1.6.1 - Частотная диаграмма.

Вывод: возможные резонансные режимы работы двигателя не попадают в диапазон рабочих чисел оборотов, поэтому являются неопасными.

2 Технологическая часть

2.1 Анализ рабочего чертежа детали

Рабочий чертеж детали является основным документом для контроля и приемки изготовленных деталей. На рабочем чертеже указывается материал детали, проставляются допуски на изготовление, шероховатость поверхностей, в технических условиях указывается группа контроля, термообработка и твердость материала, покрытия и прочие специфические требования. Для ответственных деталей в технических условиях указываются также физико-механические свойства сердцевины и поверхностного слоя, применяемые методы улучшения прочностных свойств с целью повышения надежности и долговечности детали. Указываются также методы и способы контроля, как наружных поверхностей, так и внутренней структуры материала детали.

В качестве исходной информации для выполнения домашнего задания был задан чертеж детали «вал-шестерня» на листе формата А2. Он представляет чертеж вала-шестерни, выполненный в одной проекции, с дополнительными видами, поясняющими конструкцию вала-шестерни (в частности профили зубьев и шлиц, конфигурация канавок для выхода инструмента). С правой стороны размещены таблицы параметров зубчатого и шлицевого венцов. Ввиду большой сложности детали и высоких требований, предъявляемых к ней, некоторые поверхности или даже участки поверхностей нуждаются в особых видах обработки или способах контроля. Для идентификации таких участков используется буквенная индексация.

Данная деталь - вал-шестерня ГП 22.368 применяется в центробежном регуляторе привода генератора ГП 22, который в свою очередь устанавливается на гидромашине.

Вал-шестерня служит для восприятия и передачи крутящего момента.

Деталь представляет собой осесимметричную фигуру с центральным и радиальным отверстиями, на внешней поверхности нарезана резьба M6x0,5. Для восприятия и передачи крутящего момента служат такие конструктивные элементы как шлицы эвольвентного профиля и зубчатый венец. Места под шарикоподшипники нормальной серии выполнены по 5 квалитету, точность большинства линейных размеров - 12 квалитет.

Одним из заданий было перевод чертежа в электронный вид и его выполнение в соответствии с требованиями ГОСТов.

Рисунок 2.1.1 - Вал-шестерня

2.2 Определение и обоснование вида начальной заготовки, метода и оборудования для её изготовления

Процесс получения заготовки является одним из первых этапов преобразования материала в готовое изделие. Однако именно он определяет в дальнейшем не только способы и режимы обработки, но и эксплуатационные характеристики детали, её ресурс. Неправильно выбранный способ получения заготовки может сделать полностью невозможным получение кондиционной детали или себестоимость её будет настолько высока, что использование изделия в сборочной единице будет нерентабельным.

При выборе способа получения заготовки необходимо учитывать конфигурацию, размеры, массу и материал заготовки, количество получаемых заготовок, требуемую точность получения заготовки; шероховатость и качество ее поверхностных слоев; желательное направление волокон металла.

В процессе эксплуатации в детали ГП 22-368 вал-шестерня возникают высокие напряжения кручения, контактные и изгибные напряжения в зубчатом венце также высоки, деталь работает в условиях повышенных температур. Для обеспечения высоких физико-механических свойств заготовку будем получать посредством обработки давлением. Штампованная заготовка имеет уплотненную структуру, благоприятное направление волокон металла, высокие физико-механические свойства. Помимо улучшения механических свойств детали, это также позволит повысить коэффициент использования материала (КИМ). Поковка имеет малые габаритные размеры, для выполнения операции штамповки не требуется значительных усилий. В таком случае рекомендуется использовать штамповку на ГКМ.

ГКМ широко применяют в крупносерийном и массовом производствах для горячей штамповки из проката самых различных поковок, требующих технологических переходов высадки, прошивки, просечки, пережима заготовки, выдавливания, гибки и отрезки поковки от прутка. Поковки штампуют непосредственно из прутка или отдельных штучных заготовок с незначительными по величине облоем и штамповочными уклонами, а также без них с малыми припусками и допусками, что обеспечивает значительную экономию металла.

Конфигурация заготовки с учетом метода ее получения показана на рисунке 2.2.1. Плоскость разъёма штампа проходит через наибольшее сечение заготовки, что облегчает заполнение штампа. Получение более сложной поковки экономически нецелесообразно, так как припуски на механическую обработку незначительны (КИМ не увеличится существенно), а следовательно не будет достигнут положительный экономический эффект от применения сложной штамповой оснастки.

Размеры на чертеже поковки (рисунок 2.2.1) будут проставлены с учетом проведенных расчетов линейных размеров и размеров-диаметров нормативным методом. Разработанный план технологического процесса предполагает использования технологического припуска со стороны фланца детали для установки заготовки в цанговый патрон. Так как торец этого элемента не служит установочной базой ни на одной из операций, величину припуска будем назначать из технологических соображений.

Рисунок 2.2.1 - Заготовка вала-шестерни

2.3 Расчет и оптимизация потребного количества операций формообразования элементарных цилиндрических и плоских поверхностей-представителей детали.

В связи с тем, что выбранный способ окончательной обработки отдельных поверхностей не всегда может обеспечить получение требуемых точности и качества поверхности непосредственно из исходной заготовки возникает необходимость создания промежуточных операций или переходов, по мере выполнения которых достигается постепенное повышение точности заготовки до требуемой в готовой детали.

Выполним расчет потребного количества операций формообразования элементарных цилиндрических и плоских поверхностей-представителей вала-шестерни. Для этого будем использовать расчетный метод, основанный на оценке коэффициентов уточнения (по точности) и (по шероховатости). Указанные коэффициенты показывают, насколько увеличилась точность либо повысился показатель шероховатости как за один переход (), так и в целом после всех этапов обработки поверхности (). Для оценки потребного количества операций формообразования будем использовать общий коэффициент уточнения - .

, [1,c.31-33].

Определим количество переходов, необходимое для достижения заданной точности и шероховатости. Окончательно примем большее из полученных значений.

, [1,с.31-33].

Результаты расчета заносим в таблицу 2.3.1.

Для поверхностей фасонного профиля (зубья и шлицы) данный расчетный метод не применим. Количество и тип формообразующих операций для получения указанных поверхностей назначаем, исходя из рекомендаций, в зависимости от предъявляемых требований. Конструктивные элементы типа фасок, канавок и т.п., получаемые за один проход, к которым не предъявляются специфические требования по точности или шероховатости, также не подлежат расчету. Данные о формообразующих операциях для получения указанных поверхностей заносим в таблицу 2.3.2.

Таблица 2.3.1 - Расчёт и оптимизация потребного количества операций формообразования поверхностей-представителей детали

№

Характеристики

Количество переходов

Характеристики по операциям

Операция

Деталь

Заготовка

1

2

3

4

5

№

Наименования

1; 14

31 h11(-0.16) Rz 20 30…38,5 HRCэ

49 IT15 0,5 Rz 120 240…255 HB

1,7

1,9

2

2

h12 Rz40

Токарно-револьверная

h11 Rz20

Токарная

2

Rz 20 30…38,5 HRCэ

0,31 Rz 120 240…255 HB

1.02

1.9

2

2

IT 12 Rz40

Токарно-револьверная

IT 12 Rz20

Токарная

3

16.5 h9 Rz 20 30…38,5 HRCэ

Rz 120 240…255 HB

2.95

1.9

3

3

h12 Rz40

Токарно-револьверная

h10 Rz30

Токарная

h9 Rz20

Токарная

4

Rz 20 30…38,5 HRCэ

0,31 Rz 120 240…255 HB

2.4

1.9

2

3

h12 Rz40

Токарно-револьверная

h11 Rz30

Токарная

h10 Rа 2,5

Шлифовальная

5

Rz 20 30…38,5 HRCэ

Rz 120 25-30 HRCэ

1.7

1.5

2

2

h12 Rz40

Токарно-револьверная

6

Ra 2.5 30…38,5 HRC

Rz 40 25-30 HRCэ

1.3

1.5

3

2+1

H10 Rz40

Сверлильная

H8 Rz20

Сверлильная (развертывание черновое)

H7 Ra 2.5

Сверлильная (развертывание чистовое)

7

Ra 0.63 30…38,5 HRCэ

Rz 120 25-30 HRCэ

4.9

3.95

5

5

h12 Rz40

Токарно-револьверная

h10 Rz20

Токарная

h8 Ra 2,5

Шлифовальная

g6 Ra 1.25

Шлифовальная

g5 Ra 0.63

Доводочная (суперфиниши-рование)

9

Rz 20 30…38,5 HRCэ

Ra 5 25-30 HRCэ

-

-

1

1

h10 Rz20

Фрезерная

10

Ra 2.5 30…38,5 HRCэ

0,31 Rz 120 240…255 HB

1,87

2.7

3

3

IT 12 Rz40

Токарно-револьверная

IT 11 Rz20

Токарная

IT 10 Rа 2,5

Шлифовальная

11

Ra 0.63 30…38,5 HRCэ

Rz 120 25-30 HRCэ

4.9

3.95

5

5

h12 Rz40

Токарная

h10 Rz20

Токарная

h8 Ra 2,5

Шлифовальная

p6 Ra 1.25

Шлифовальная

p5 Ra 0.63

Доводочная (суперфиниши-рование)

12

Ra 2.5 30…38,5 HRCэ

9 (-0.294) Rz 20 30…38,5 HRCэ

2.62

0.75

3

3

IT 12 Rz40

Токарная

IT 10 Rz20

Токарная

IT 8 Rа 2,5

Шлифовальная

13

Ra 2.5 30…38,5 HRCэ

Rz 120 25-30 HRCэ

3.87

2.7

3

3

h12 Rz40

Токарно-револьверная

h10 Rz20

Токарная

h8 Ra 2.5

Шлифовальная

16

Rz 20 30…38,5 HRCэ

Rz 40 30 HRCэ

1,3

0,7

2+1

2+1

H12 Rz40

Сверлильная

H10 Rz20

Сверлильная (развертывание черновое)

H9 Rz20

Сверлильная (развертывание чистовое)

20

Rz 10 30…38,5 HRCэ

Rz 40 30 HRCэ

1,78

1,5

2+1

2+1

H12 Rz40

Сверлильная

H10 Rz20

Сверлильная (развертывание черновое)

K8 Rz10

Токарная

Таблица 2.3.2 Количество операций формообразования прочих поверхностей-представителей детали

№	Характеристики детали	Количество переходов	Характеристики по операциям	Операция
					№	Наименование
8	Rz 20 30…38,5 HRCэ	1	1	h12 Rz20		Токарная
15	Шлицы эвольвентные (b9x4x5) Rz 20 30…38,5 HRCэ	1	1	-		Электроэрозионная
17	Резьба М6х0,5-6h6g	1	1	6h6g		Токарно-винторезная
18	Rz 20 30 HRCэ	1	1	h12 Rz20		Токарная
19	Зубья эвольвентного профиля (m=0.5, z= 32) 7-C Ra 0.63	2	2	10-С		Зубофрезерная
				7-С		Зубошлифовальная



Рисунок 2.3.1- Схема нумерации поверхностей детали

2.4 Определение качественных и количественных показателей технологичности детали

Технологичность детали - это совокупность свойств детали, обеспечивающих ее высокие эксплуатационные характеристики при наименьшей трудоемкости и стоимости изготовления.

2.4.1 Качественная оценка

2.4.1.1 Технологичность по механической обработке

При изготовлении детали вал-шестерня необходимо большое количество разнообразных технологических операций, которые и позволяют получить из заготовки готовую деталь.

Большинство поферхностей детали достаточно просты и удобны для изготовления. Большую часть поверхностей детали можно получить токарной обработкой при использовании стандартных резцов разных видов. Отверстия в теле детали выполняются стандартным инструментом, размещение их удобно, к ним обеспечены хорошие подходы.

Деталь имеет две наружные цилиндрические поверхности (места под подшипники), которые необходимо изготовить по пятому квалитету точности и обеспечить параметр шероховатости Ra 0.63. Кроме того, конструктором задана высокая точность взаимного расположения поверхностей. Для выполнения указанных требований необходимо применение абразивной обработки и доводочных операций. Кроме того, обеспечение указанных параметров невозможно без применения точной прецизионной оснастки. Эти факторы значительно усложняют как технологический процесс непосредственно, так и технологическую подготовку производства. Усложняющими элементами являются шлицы эвольвентного профиля и зубчатый венец седьмой степени точности, для достижения которой необходимо применнение отделочной операции. Шлицы с модулем 0.5, внутенним и наружным диаметром 4 и 5 мм соответственно невозможно получить зубодолблением или протяжной операцией, так как деталь является тонкостенной, а следовательно обладает недостаточной жесткостью. Для получения наружной резьбы с шагом 0.5 и полями допусков среднего и наружного диаметра 6g и 6h соответственно достаточно обработки резцом, фрезерованием, накаткой и т.п. Дополнительных отделочных операций для резьбы с указанной точностью не требуется.

2.4.1.2 Технологичность по простановке размеров

На чертеже детали конструктором проставлены собственные размеры детали с учетом отклонений и погрешностей. Они проставлялись с учетом условий работы детали и конструктивного назначения ее элементов. Однако топография размеров, выбранная конструктором для данной детали не позволяет для всех поверхностей соблюсти принцип совмещения баз. Таким образом, будет иметь место необходимость ужесточения допусков некоторых размеров, что повлечет за собой повышение стоимости детали. Таким образом, по рассматриваемому параметру деталь нетехнологична.

2.4.1.3 Технологичность относительно потребности в специальных инструментах и технологической оснастке

Для изготовления данной детали требуется достаточно широкая номенклатура инструмента. Большинство - это стандартные резцы, сверла, зенкеры, развертки и фрезы. Но ряд элементов детали требуют специального инструмента. К ним относятся:

- внутренние шлицы - специальный электрод-инструмент в виде калиброванной проволоки для обработки на электроэрозионном станке c ЧПУ;

- канавки под выход шлифовального круга - требуют специальных фасонных резцов;

- зубья эвольвентного профиля - требуют специальной червячной фрезы заданного модуля.

При изготовлении вала требуется большое количество специальной оснастки (оправки при зубофрезеровании и зубошлифовании, кондуктор при сверлении и т.д.). Это повышает стоимость и снижает технологичность детали.

2.4.1.4 Технологичность по материалу

Материал детали - сталь 20ХН3А по ГОСТ 4543-71. Сталь конструкционная легированная.

Заменители: 20ХГНР, 20ХНГ, 38ХА, 15Х2ГН2ТА, 20ХГР.

Применение: Шестерни, валы, втулки, силовые шпильки, болты, муфты, червяки и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости.

Химический состав, механические характеристики и физические, свойства приведены в таблицах 2.1, 2.2 и 3.3.

Таблица 2.4.1.4.1 - Химический состав стали 20ХН3А, %

С	Si	Mn	Cr	Ni	Сu	Fe	S	P
							не более
0.17 - 0.24	0.17 - 0.37	0.3 - 0.6	0.6 - 0.9	2.75 - 3.15	до 0.3	основа	0,025	0,025

Таблица 2.4.1.4.2- Механические свойства.

Состояние материала	в	т			KCU
	МПа	%
Термически обработанный по режиму: закалка с 820°С в масле; отпуск при 500°С, вода.	930	735	12	55	108	27-33

Таблица 2.4.1.4.3- Физические свойства

t		·106
°С	МПа	1/Град	кг/м3
20	2.12		7850
100	2.04	11.5	7830
200	1.94	11.7	7800
300	1.88	12	7760
400	1.69	12.6	7730
500	1.69	12.8	7700
600	1.53	13.2	7660

Критические точки:

Технологические данные: склонна к отпускной хрупкости, свариваемость ограниченная, температура ковки 800-1220°С, флокеночувствительна.

Термообработка: закалка 820 (масло) и отпуск 500(воздух);

Цементация 920-950 °С. [Сорокин справочник]

В контексте высоких физико-механических свойств материала детали, она является нетехнологичной по данному параметру, особенно на этапах обработки, осуществляемых после термической и химико-термической обработки.

2.4.2 Количественная оценка

Уровень технологичности конструкции по точности обработки:

;

; Тср - средний квалитет точности обработки изделия;

- число размеров соответствующего квалитета точности.

Так как > 0,82, деталь считается технологичной.[1,c.31-33]

Уровень технологичности конструкции по шероховатости поверхности:

;

;

Шср - средняя шероховатость поверхности изделия,

- число поверхностей соответствующей шероховатости,

Ш - шероховатость конструкции.

Так как <0,320, деталь по шероховатости технологична.

[1,c.31-33]

Одним из важнейших показателей технологичности деталей является коэффициент использования материала - КИМ, представляющий собой отношение массы обработанной детали к массе исходной заготовки. В наиболее прогрессивных технологических процессах это отношение приближается к единице и зависит от способов получения заготовок и масштабов производства.

Коэффициент использования материала:

Масса детали: ;

Масса заготовки: mз=0,096 кг;

;

По КИМ деталь средней технологичности.

В целом деталь вал-шестерня относится к деталям средней технологичности и может быть изготовлена в условиях мелкосерийного производства, хотя ее выпуск сопряжен с определенными трудностями.

2.5 Разработка и обоснование рациональной последовательности формообразующих операций технологического процесса изготовления детали

В основу разработки технологических процессов положены три принципа: технический, экономический и организационный.

В соответствии с техническим принципом проектируемый технологический процесс должен полностью обеспечить выполнение требований чертежа и технических условий на изготовление данного изделия. К ним относят точность детали, качество ее поверхностей, технологичность и конструкций.

Деталь характеризуют: точность размеров, формы и взаимного положения в пространстве отдельных ее конструктивных элементов. Под точностью понимают степень соответствия фактических размеров, формы и правильности взаимного положения элементов заданным на чертеже или оговоренным техническими условиями. В зависимости от требования конечной точности и условий работы деталей в узле назначают точность изготовления отдельных деталей, т.е. обеспечивают математическую связь между замыкающим звеном в той или иной сборочной единицей и ее составляющими звеньями. При этом, чем выше требуемая точность замыкающего звена, тем с более высокой точностью должны быть выполнены размеры деталей - звеньев размерной цепи.

Качество поверхностей деталей авиационного двигателя определяется геометрическими и физико-механическими параметрами. К геометрическим параметрам относится отклонение формы и шероховатость. К физико-механическим параметрам относятся твердость, глубина и интенсивность упрочнения, величина и характер внутренних напряжений. Часть этих параметров (например, шероховатость поверхности и твердость) оговаривается на рабочих чертежах деталей. Другие показатели (например, глубина и интенсивность упрочнения, величина и характер залегания внутренних напряжений), ввиду отсутствия надежных средств цехового контроля, обычно не находят отражения в технических условиях. Однако знание характера влияния этих параметров на долговечность деталей позволяет при разработке технологических процессов положительно влиять на качество отдельных деталей и машин в целом за счет применения методов упрочняющей технологии или соответствующих режимов обработки, геометрии режущего инструмента и пр.

В соответствии с экономическим принципом изделия должны изготовляться с минимальными затратами труда и издержками производства. Для этого необходимо обеспечить следующее:

1) заготовки по форме и размерам должны приближаться к готовым деталям. Степень приближения зависит от программы выпуска; при большой программе приближение должно быть максимальным. В этом случае припуски на обработку и объем последующей механической обработки будут минимальными;

2) схемы базирования детали должны обеспечивать максимальную простоту и надежность конструкции приспособлений;

3) припуски на чистовую, черновую и окончательную обработку должны быть рационально распределены;

4) последовательность и структура операций должны выбираться так, чтобы качественное изготовление деталей происходило при минимальных затратах времени и материальных средств. При этом необходимо применять современные методы и виды обработки;

5) оборудование должно быть высокопроизводительным и мощным, позволяющим сконцентрировать большое количество переходов, одновременно использовать большое число режущих инструментов, механизировать и автоматизировать вспомогательные работы;

6) технологическая оснастка должна быть высокопроизводительной, эффективной, точной, с минимальным временем на установку и снятие заготовок.

7) режущий и мерительный инструмент должен быть стандартным и широко распространенным;

8) режимы резания должны быть оптимальными, т. е. при обработке максимально используют мощность станка и стойкость режущего инструмента.

9) нормы времени должны быть технически обоснованными.

В соответствии с организационным принципом изготовление детали должно осуществляться в условиях, обеспечивающих максимальную эффективность производства, а именно:

1) форма организации технологического процесса должна соответствовать типу производства;

2) размещение оборудования на участке должно обеспечивать непрерывное изготовление изделия и минимально протяженные пути транспортировки;

3) каждое рабочее место должно соответствовать требованиям научной организации труда и санитарно-гигиеническим нормам;

4) обеспечение рабочих мест заготовками, инструментом, смазочно-охлаждающими жидкостями, уборкой стружки должно быть своевременным.

2.6 Разработка и мотивирование этапов, комплектов технологических баз, схем базирования детали и вариантов методов формообразования основных поверхностей-представителей

Одной из наиболее сложных и принципиальных задач проектирования технологических процессов механической обработки является назначение технологических и измерительных баз [4, с. 124, 131]. От правильного выбора технологических баз в значительной мере зависят фактическая точность выполнения размеров, заданных конструктором; правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; степень сложности приспособлений, режущих и измерительных инструментов; общая производительность обработки заготовок.

Исходными данными при выборе баз являются: рабочий чертеж детали, технические условия на ее изготовление, вид заготовки и состояние ее поверхностей, желаемая степень автоматизации [4,, с. 110]. Перед выбором баз для конкретной операции необходимо четко сформулировать задачи, которые должны быть решены в результате выполнения данной операции. Эти задачи вытекают из чертежа и технических условий на изготовление данной детали.

Выбор баз производится исходя из размерных связей между поверхностями. Это находит отражение в принципах совмещения баз и постоянства баз, соблюдение которых обеспечивает формирование наиболее коротких размерных цепей.

Технологические базы должны иметь точность не ниже чем у обрабатываемых поверхностей. Для большинства операций это требование соблюдается, и такие базы называют чистыми.

Исключение составляют первые операции каждого этапа, базы для которых подготовлены на предшествующем этапе и уступают по точности и качеству обрабатываемым поверхностям.

Выбору баз на первой операции предшествует определение поверхностей, которые будут использоваться в качестве баз на последующих операциях.

Черновые базы могут быть использованы на каждом этапе только один раз и для координации только одной из обрабатываемых поверхностей.

Почти всегда возможна реализация нескольких вариантов базирования. Но обычно при выборе баз руководствуются следующими рекомендациями:

1. Базы должны обладать достаточной протяженностью.

2. Заготовка должна занимать в приспособлении надлежащее ей положение под действием собственного веса, а не в результате приложения зажимных усилий.

3.Базовые поверхности должны быть чистыми для обеспечения однозначности базирования. Не допускается использовать поверхности со следами разъема штампов, литейных форм, остатками литниковой системы.

Наиболее существенное влияние на последовательность обработки поверхностей детали оказывает характер размерной связи. Анализируя форму детали и проставленные на рабочем чертеже размеры, можно установить, что основными технологическими базами могут служить: 1) торцы детали - в качестве опорной базы, лишающей заготовку одной степени свободы; 2) наружные поверхности в качестве направляющих баз; 3) внутренние поверхности, лишающие заготовку четырех степеней свободы.

При обработке желательно свести к минимуму погрешность установки, чтобы обеспечить требования к точности и шероховатости поверхностей. Этого можно добиться, предварительно подготовив базы - торец и отверстие заготовки.

На чертеже детали в качестве конструкторской базы для диаметральных размеров принята ось детали, однако, исходя из невозможности использования оси в качестве технологической базы, в качестве установочных используем внешнюю цилиндрическую поверхность 7, отверстие 20 и торцы 1,10 (рисунок 3.1), при этом будет выполнен принцип совмещения баз при обработке большинства торцев, кроме того, в процессе изготовления детали будем применять вспомогательные установочные базы в виде технологического припуска и центровых гнезд.

2.7 Обоснование, выполнения и утверждения плана технологического изготовления детали

План технологического процесса в виде операционных эскизов составляют по рабочему чертежу детали. Такой план является результатом решения всех основных технологических задач. Им устанавливается границы между операциями и последовательность операций в техпроцессе, установочные и исходные базы, схемы закрепления заготовки.

Намечаются виды операций, которые должна пройти каждая поверхность, а следовательно и основные этапы техпроцесса. Так же определяются поверхности, которые лучше или необходимо обрабатывать совместно с другими поверхностями.

Для данной детали - вала-шестерни - технологический процесс изготовления ее был разбит на следующие этапы:

1) заготовительный - этап, на котором из первичного материала формируется заготовка, подлежащая обработке для получения готовой детали. Заготовка получается посредством штамповки на горизонтально-ковочной машине. На заготовительном этапе достигается точность поверхностей, соответствующая 14 квалитету, и шероховатость Rz = 120 мкм;

2) черновой этап - этап, на котором производится первичное формообразование поверхностей вала-шестерни. Определяется общая конфигурация поверхностей. Этот этап в механической обработке характеризуется большой величиной снимаемых припусков, большими числами подач, большими силами резания при относительно невысоких скоростях резания. При обработке данной детали наиболее характерная операция - токарная; достигаемая точность поверхностей соответствует 12 квалитету при шероховатости поверхностей Rz = 40 мкм;

Закрепление заготовки осуществляют с помощью трехкулачкового патрона и упором в торец по наружной поверхности.

3) Термообработка - закалка и отпуск

4)Получистовой этап - обработка поверхностей детали до 10-го квалитета точности и шероховатости Rz = 25 мкм.

Закрепление заготовки в центрах с поводковым патроном.

5) Чистовой - этап, на котором производится обработка поверхностей, где достигается 9-й и 8-й квалитеты точности и шероховатость Rz = 10 мкм; также на этом этапе сверлится отверстие, снимаются фаски, обрабатывается зубчатый венец и шлицы; после чистового этапа следует промывка детали (т.е. очистка от остатков стружки и пыли);

На токарных и круглошлифовальных операциях заготовку устанавливают в центра с поводковым патроном, и в трехкулачковый патрон при обработке отверстия 16.

На сверлильной операциях заготовку устанавливают в кондуктор.

5) Химико-термическая обработка - цементация;

6) Отделочный этап - обработка ответственных поверхностей вала-шестерни до шероховатости Ra = 0,63 мкм, обработка зубчатого венца (зубошлифование); после отделочного этапа следуют промывка детали (т.е. очистка от остатков стружки и пыли, а также обезжиривание поверхностей детали); также проводятся слесарные операции, чаще всего выполняемые вручную, непосредственно рабочим, с низким уровнем механизации (очистка от заусенцев, притупление острых кромок);

При зубошлифовании и суперфинишировании деталь устанавливается на специальные оправки.

После выполнения всех формообразующих операций следует окончательный контроль детали и консервация.

2.8 Расчет припусков на обработку и операционных размеров-диаметров цилиндрических наружных и внутренних поверхностей вала-шестерни нормативным методом

Нормативный метод определения припусков предусматривает назначение общих или операционных припусков на механическую обработку в зависимости от метода изготовления заготовки, требуемой точности и шероховатости поверхности детали и размеров этой поверхности на основе опытно-статистических данных, содержащихся в нормативно-технической документации. Этот метод иногда именуется опытно-статистическим. Величина общего припуска в соответствии с принятым технологическим маршрутом распределяется между отдельными переходами обработки каждой поверхности.

Главным преимуществом нормативного метода определения припусков является возможность назначения общего припуска до разработки технологического маршрута. Это позволяет существенно сократить длительность технологической подготовки производства нового изделия в результате параллельного проектирования технологических процессов получения заготовки и ее механической обработки. Однако этот метод не дает возможности сокращать расход материала за счет уменьшения припусков на отдельные операции.

В качестве примера рассмотрим расчет припусков нормативным

методом для наружной цилиндрической поверхности O10 g5 , Ra 0.63.

Результаты расчета будем заносить в таблицу 2.8.1.

Маршрут обработки устанавливаем на основании ранее разработанного плана технологического процесса. Формообразование данной поверхности осуществляется за 6 переходов в следующем порядке: точение черновое, точение получистовое, точение чистовое, шлифование предварительное, шлифование окончательное, доводка. В качестве доводочной операции применяем суперфиниширование. Заготовка - поковка, IT 16, Rz120.

Точность поверхности изменяется по переходам следующим образом: h14 - h12 - h10- h8 - h6 - g5; шероховатость: Rz80 - Rz40 - Rz20- Rz10 - Rz5 - Rz3,15.

Достигаемая точность определяет допуск размера. Значение операционных допусков устанавливаем по справочнику [том 1, с.192, т.32]. Черновое точение (?0,360мм), получистовое точение (?0,150 мм), чистовое точение (?0,058 мм), предварительное шлифование (?0,022 мм), окончательное шлифование (?0,009), суперфиниширование .

Рекомендуемый припуск назначаем в соответствии со справочными данными [1, c.112, т.П.5.1], [1, c.114, т.П.5.3].

1. Точение черновое : 2z = 1,3 мм;

2. Точение получистовое: 2z = 0,5 мм;

3. Точение чистовое: 2z = 0,4 мм;

4. Шлифование предварительное: 2z = 0,2 мм;

5. Шлифование окончательное: 2z = 0,1 мм;

6. Суперфиниширование: 2z = 0,025 мм.

На последней ступени обработки расчетный размер равен размеру готовой детали. Для хонингования D_p = 10 мм. C учетом допуска наибольший предельный размер на данной операции:

D_max = 9,995 мм.

Расчетные размеры на предшествующих ступенях обработки определяем как сумму наибольшего предельного размера (равного округленному значению расчетного размера по рекомендациям [1, с.110, т. П.4.1] и из технологических соображений) и соответствующего ему расчетного припуска на данной ступени обработки:

Тогда:

- для окончательного шлифования (операция 140):

D_p =9,995+0,028= 10,023 мм;

D_прин =10,026 мм;

- для предварительного шлифования (операция 130):

D_p =10,026 +0,100= 10,126 мм;

D_прин =10,200 мм;

- для чистового точения (операция 060):

D_p =10,200+0,200= 10,400 мм;

D_прин =10,400 мм;

- для получистового точения (операция 050):

D_p =10,400+0,400= 10,800 мм;

D_прин =10,800 мм;

- для чернового точения (операция 020):

D_p =10,800+0,500= 11,300 мм;

D_прин =11,400 мм;

- для операции штамповки (операция 005):

D_p =11,400+1,300= 12,700 мм;

D_прин =13,000 мм.

Принятый припуск на обработку равен разности принятых размеров на предыдущем и данном переходах:

- для суперфиниширования: 2z_прин =10,026 - 9,995= 0,031 мм;

- для окончательного шлифования: 2z_прин = 10,200 - 10,026 = 0,174 мм;

- для предварительного шлифования: 2z_прин =10,400 - 10,200 = 0,200 мм;

- для чистового точения: 2z_прин =10,800 - 10,400 =0,400 мм;

- для получистового точения: 2z_прин =11,400- 10,800 =0,600 мм;

- для чернового точения: 2z_прин =13,000- 11,400 =1,600 мм.

Минимальное значение припуска на данном переходе определяем по следующей формуле: .

- для суперфиниширования: 2z_min=0,031-0,009= 0,022 мм;

- для окончательного шлифования: 2z_min=0,174-0,022= 0,152 мм;

- для предварительного шлифования: 2z_min=0,200-0,058= 0,142 мм;

- для чистового точения: 2z_min=0,400-0,150=0,250 мм;

- для получистового точения: 2z_min=0,600-0,360=0,240 мм;

- для чернового точения: 2z_min=1,600-0,300=1,300 мм;

Полученное значение минимального припуска необходимо сравнить с допустимым минимальным значением припуска на каждую операцию. Минимальный припуск должен составлять не менее трети рекомендуемого.

Технологический операционный размер на каждой ступени обработки записывается как максимальный размер и допуск “в тело”: для суперфиниширования: 9,995_-0,006; для окончательного шлифования: 10,026_-0,009; для предварительного шлифования: 10,200_-0,022; для чистового точения:

10,400_-0,058; для получистового точения: 10,800_-0,150; для чернового точения: 11,400_-0,360.

Аналогично ведем расчет для остальных поверхностей вращения. Результаты расчета заносим в таблицу 2.8.1

Таблица 2.8.1 - Расчет и оптимизация припусков на обработку операционных размеров-диаметров цилиндрических поверхностей вращения нормативным методом

Технологические операции	Размеры, мм	Отклонения, мм	Припуски, мм	Характеристики операций
№	Наименование	Расчётный	Принятый		Рекомендуемый	Принятый	Минимальный	Шероховатость обработки, мкм	Точность обработки
Поверхность № 3: Наружная цилиндрическая, O 16,5 h19(-0,043); Rz 20; 30...38,5 HRCэ
060	Токарная с ЧПУ	16,500	16,500	-0,043	0,500	0,500	0,430	Rz 20	h9
050	Токарная с ЧПУ	17	17	-0,070	0,600	0,600	0,420	Rz 30	h10
010	Токарно-револьверная	17,600	17,600	-0,180	1,300	1,400	1,000	Rz 40	h12
005	Штамповка	18.900	19	+0,600 -0,400	-	-	-	Rz 120	IT16
Поверхность № 6: Внутренняя цилиндрическая, O 2,500 H7(+0,010); Ra 2,5; 30...38,5 HRCэ
200	Сверлильная (развертывание чистовое)	2,5	2,5	+0,010	0,050	0,060	0,046	Ra 2,5	H7
200	Сверлильная (развертывание черновое)	2,45	2,4	+0,014	0,200	0,200	0,160	Rz 20	H8
200	Сверлильная	2,2	2,2	+0,040	-	-	-	Rz 40	H10
Поверхность № 7: Наружная цилиндрическая, O10 g5 (-0.005-0.011); Ra 0.63; 30...38,5 HRCэ
330	Доводочная (суперфиниширование)	10	10	-0,005 -0,011	0,028	0,031	0,022	Ra 0,63	g5
140	Шлифовальная	10,023	10,026	-0,009	0,100	0,174	0,152	Ra 1,25	h6
130	Шлифовальная	10,126	10,200	-0,022	0,200	0,200	0,142	Ra 2,5	h8
060	Токарная с ЧПУ	10,400	10,400	-0,058	0,400	0,400	0,250	Rz 20	h10
050	Токарная с ЧПУ	10,800	10,800	-0,150	0,500	0,600	0,240	Rz 40	h12
020	Токарно-револьверная	11,300	11,400	-0,360	1,300	1,600	1,300	Rz 80	h14
005	Штамповка	12,700	13	+0,100 -0,300	-	-	-	Rz 120	IT16
Поверхность № 11: Наружная цилиндрическая, O7 p5 (+0.021+0.015); Ra 0.63; 30...38,5 HRCэ
330	Доводочная (суперфиниширование)	7	7	+0,021 +0.015	0,026	0,060	0,030	Ra 0,63	p5
140	Шлифовальная	7,026	7,060	-0,009	0,100	0,140	0,118	Ra 1,25	h6
130	Шлифовальная	7,160	7,200	-0,022	0,200	0,200	0,142	Ra 2,5	h8
060	Токарная с ЧПУ	7,400	7,400	-0,058	0,400	0,400	0,250	Rz 20	h10
050	Токарная с ЧПУ	7,800	7,800	-0,150	0,500	3,600 (за два прохода)	3,240	Rz 40	h12
020	Токарно-револьверная	7,300	11,400	-0,360	1,300	1,600	1,300	Rz 80	h14
005	Штамповка	12,700	13	+0.100 -0.300	-	-	-	Rz 120	IT16
Поверхность № 13: Наружная цилиндрическая, O6 h8 (-0.018); Ra 2.5; 30...38,5 HRCэ
130	Шлифовальная	6	6	-0,018	0,200	0,200	0,152	Ra 2,5	h8
060	Токарная с ЧПУ	6,200	6,200	-0,048	0,400	0,400	0,250	Rz 20	h10
050	Токарная с ЧПУ	6,600	6,600	-0,150	0,500	4,800 (за три прохода)	4,440	Rz40	h12
020	Токарно-револьверная	7,300	11,400	-0,360	1,300	1,600	1,050	Rz 80	h14
005	Штамповка	12,700	13	+0.100 -0.300	-	-	-	Rz 120	IT16
Поверхность № 16: Внутренняя цилиндрическая, O4 H9 (+0,030); Rz 20; 30...38,5 HRCэ
090	Токарно-винторезная (развертывание чистовое)	4	4	+0,030	0,050	0,100	0,052	Rz 20	H9
090	Токарно-винторезная (развертывание черновое)	3,950	3,900	+0,048	0,200	0,300	0,180	Rz 20	H10
090	Токарно-винторезная (сверление)	3,700	3,600	+0,120	-	-	-	Rz 40	H12
Поверхность № 20: Внутренняя цилиндрическая, O6 K8 (+0.005-0.013); Rz 10; 30...38,5 HRCэ
100	Токарно-винторезная (развертывание чистовое)	6	6	+0,005 -0,013	0,050	0,500	0,457	Rz 10	K8
100	Токарно-винторезная (развертывание черновое )	5,950	5,500	+0,030	0,200	1,500	1,470	Rz 20	H9
090	Токарно-винторезная (развертывание чистовое)	4	4	+0,030	0,050	0,100	0,052	Rz 20	H9
090	Токарно-винторезная (развертывание черновое)	3,950	3,900	+0,048	0,200	0,300	0,180	Rz 20	H10
090	Токарно-винторезная (сверление)	3,700	3,600	+0,120	-	-	-	Rz 40	H12

2.9 Расчет припусков на обработку и операционных размеров-диаметров цилиндрических наружных и внутренних поверхностей вала-шестерни расчетно-аналитическим методом

Расчетно-аналитический метод точнее нормативного, поскольку позволяет определить оптимальные значения промежуточных припусков, исходя из конкретного сочетания условий обработки, реализуемых в данном технологическом процессе. Применение данного метода позволяет снизить потери материала в стружку на 20…30%. Однако расчетно-аналитический метод не получил широкого распространения вследствие своей трудоемкости.

Выполним расчет припусков расчетно-аналитическим методом для наружной цилиндрической поверхности O10 g5 , Ra 0.63. Для поверхностей вращения определяем величину минимального симметричного припуска на обработку по следующей формуле [1, c. 11]:

(2.9.1)

где - шероховатость поверхности, полученная на предшествующей операции, мкм; - глубина дефектного поверхностного слоя, полученная на предыдущей операции механической обработки, мкм; - суммарное значение пространственных отклонений, которые были получены на предыдущей операции, мкм; - погрешность установки на данной операции, мкм.

Составляющие припуска определяем с учетом принятых методов обработки поверхностей в следующем порядке:

1. Маршрут обработки элементарных поверхностей, номер операций и достигаемая при этом шероховатость поверхности заносятся в таблицу 2.9.1 на основании данных метода обработки.

2. Величины и , характеризующие состояние поверхности заготовки после обработки различными методами, определяем по таблицам точности и качества обработки [1, с. 89, т. П.1.1]:

- штамповка (операция 005): Rz120, h = 200;

- точение черновое (операции 010, 020): Rz80, h = 80;

- точение получистовое (операция 050): Rz40, h = 40;

- точение чистовое (операция 060): Rz20, h = 30;

- шлифование предварительное (операция 130): Rz10, h = 20;

- шлифование окончательное (операция 140): Rz5, h = 10;

- суперфиниширование (операция 330): Rz3,15, h = 5;

3. Для штампованной заготовки имеют место отклонения, обусловленные смещением полостей штампа (?_СМ) и короблением (?_КОР). Так как величины этих отклонений носят случайный характер, суммарное отклонение определяем как среднеквадратичное их значение:

(2.9.2)

Определяем значения отклонений штампованной заготовки 5 класса точности в соответствии со справочными данными [1, c.108, т. П.3.7, П.3.8]:

?_СМ=0,300 мкм; ?_КОР=0,400 мкм.

На последующих операциях остаточные отклонения от погрешности исходной заготовки определяются через коэффициент уточнения формы [1, c.18]:

(2.3)

В этом выражении К_у характеризует степень уменьшения погрешности после выполнения нескольких переходов, т.е. от исходной заготовки до рассматриваемого этапа обработки.

На основании опытных данных рекомендуется принять следующие значения коэффициента уточнения формы [1, c.18]:

Точение:

черновое 0,06;

получистовое 0,05;

чистовое 0,04;

Шлифование:

предварительное 0,03;

окончательное 0,02.

Кроме того, учитывается коробление заготовки после операций термообработки.

4. Погрешность установки представляет собой отклонение фактически достигнутого положения заготовки при ее установке от требуемого. Она зависит от способа закрепления детали на станке, типа приспособления, его точности и т.д. [1, с. 19-20, т .1.1].

- точение черновое (операции 010, 020): = 100;

- точение получистовое (операция 050): = 40;

- точение чистовое (операция 060): = 40;

- шлифование предварительное (операция 130): = 20;

- шлифование окончательное (операция 140): = 20;

- суперфиниширование (операция 330): = 20.

5. Зная все составляющие минимального припуска, определим расчетное значение минимального припуска для каждой из ступеней обработки по формуле 2.1:

- точение черновое (операции 010, 020): = 1660 мкм;

- точение получистовое (операция 050): = 420 мкм;

- точение чистовое (операция 060): = 260 мкм;

- шлифование предварительное (операция 130): = 162 мкм;

- шлифование окончательное (операция 140): = 114 мкм;

- суперфиниширование (операция 330): = 84 мкм.

6. Определив значения минимального припуска на всех ступенях обработки, получим соответствующие расчетные размеры. На последней ступени обработки (суперфинишной операции) расчетный размер будет равен диаметру готовой детали 10мм. Так как для данной поверхности конструктором задано поле допуска g5, максимальный предельный размер D_max = 9,995 мм.

На предшествующих ступенях обработки расчетный размер будем определять по следующей зависимости: :

- штамповка (операция 005): 13,594 мм;

- точение черновое (операции 010, 020): 11,634 мм;

- точение получистовое (операция 050): 10,854 мм;

- точение чистовое (операция 060): 10,444 мм;

- шлифование предварительное (операция 130): 10,224 мм;

- шлифование окончательное (операция 140): 10,088 мм.

Полученные значения расчетных размеров необходимо округлить в соответствии с требованиями [1, с.110, т. П.4.1], причем минимальный припуск на каждой ступени обработки с учетом округления должен быть больше или равен расчетному минимальному припуску. Кроме того, необходимо учитывать технологические особенности обработки на каждой из операций. Таким образом, имеем значения округленных размеров:

- штамповка (операция 005): 14 мм;

- точение черновое (операции 010, 020): 12 мм;

- точение получистовое (операция 050): 11,100 мм;

- точение чистовое (операция 060): 10,600 мм;

- шлифование предварительное (операция 130): 10,300 мм;

- шлифование окончательное (операция 140): 10,100 мм.

7. Максимальные предельные значения размеров совпадают с расчетными (с учетом округления) на всех операциях кроме штамповки (ибо поле допуска на данной операции расположено как в тело заготовки, так и "в плюс"). Минимальные предельные значения размеров определяются следующим образом:

.

Величины допусков аналогичны принятым при расчете припусков нормативным методом.

8. По найденным значениям и можем определить значения максимального () и минимального () припусков по формулам:

;

.

Полученные расчетные данные заносим в таблицу 2.9.1. Расчет остальных поверхностей вращения ведем аналогичным образом. Для охватывающих поверхностей отличие будет состоять в том, что расчетный размер будет совпадать с минимальным предельным значением.

Сравним значения припусков, полученных нормативным и расчетно-аналитическим методом. Последний дал завышенные результаты, что объясняется увеличенными значениями величин дефектного слоя и погрешностей установки при расчете.

Таблица 2.9.1 Расчет и оптимизация припусков на обработку операционных размеров-диаметров цилиндрических поверхностей вращения расчетно-аналитическим методом

Технологические операции	Элементы припуска, мм	Расчётный припуск 2Zmin, мкм	Допуск размера Т,мм	Расчетный размер Dр, мм	Принятый размер, мм	Предельные значения припуска, мм	Пространственные отклонения	Ку.о.
№	Наименование	Rz	h	??	?y				Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin	?см	?кор
Поверхность № 3: Наружная цилиндрическая, O 16,5 h19(-0,043); Rz 20; 30...38,5 HRCэ
005	Штамповка	120	200	500	-	-	+0,600 -0,400	19,485	20,600	19,600	-	-	300	400	-
010	Токарно-револьверная	80	80	30	100	1660	-0,180	17,425	17,500	17,320	3,180	2,100	18	24	0,06
040	Закалка и отпуск													1	-
050	Токарная с ЧПУ	40	40	26	40	420	-0,070	16,825	16,900	16,830	0,670	0,420	15	21	0,05
060	Токарная с ЧПУ	20	30	21	40	255	-0,043	16,500	16,500	16,457	0,443	0,330	12	17	0,04
Поверхность № 6: Внутренняя цилиндрическая, O 2,500 H7(+0,010); Ra 2,5; 30...38,5 HRCэ
200	Сверлильная	40	70	24	60	-	+0,040	1,897	1,840	1,800	-	-	22	10	-
200	Сверлильная (развертывание черновое)	20	20	1,45	60	349	+0,014	2,286	2,214	2,200	0,414	0,360	1,32	0,6	0,06
200	Сверлильная (развертывание чистовое)	2,5	10	0,97	60	200	+0,010	2,500	2,510	2,500	0,310	0,286	0,88	0,4	0,04
Поверхность № 7: Наружная цилиндрическая, O10 g5 (-0.005-0.011); Ra 0.63; 30...38,5 HRCэ
005	Штамповка	120	200	500	-	-	+0,100 -0,300	13,594	14,100	13,800	-	-	300	400	-
020	Токарно-револьверная	80	80	30	100	1660	-0,360	11,634	12	11,640	2,460	1,700	18	24	0,06
040	Закалка и отпуск												-	7	-
050	Токарная с ЧПУ	40	40	30	40	420	-0,150	10,854	11,100	10,950	1,050	0,540	15	26	0,05
060	Токарная с ЧПУ	20	30	24	40	260	-0,058	10,444	10,600	10,542	0,558	0,350	12	21	0,04
130	Шлифовальная	10	20	18	20	162	-0,022	10,224	10,300	10,278	0,322	0,242	9	16	0,03
140	Шлифовальная	5	10	12	20	114	-0,009	10,088	10,100	10,091	0,209	0,178	6	10	0,02
250	Цементация													3
330	Доводочная (суперфиниш.)	3,15	5	7	20	84	-0,005 -0,011	9,995	9,995	9,989	0,111	0,096	3	6	0,01
№	Наименование	Rz	h	??	?y				Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin	?см	?кор
Поверхность № 11: Наружная цилиндрическая, O7 p5 (+0.021+0.015); Ra 0.63; 30...38,5 HRCэ
005	Штамповка	120	200	500	-	-	+0,100 -0,300	10,612	14,100	13,700	-	-	300	400
020	Токарно-револьверная	80	80	30	100	1660	-0,360	8,652	12	11,640	2,460	1,700	18	24	0,06
040	Закалка и отпуск													7	-
050	Токарная с ЧПУ	40	40	30	40	420	-0,150	7,872	8,200	8,05	3,950	3,440	15	26	0,05
060	Токарная с ЧПУ	20	30	24	40	260	-0,058	7,463	7,700	7,642	0,558	0,350	12	21	0,04
130	Шлифовальная	10	20	18	20	162	-0,022	7,242	7,400	7,378	0,322	0,242	9	16	0,03
140	Шлифовальная	5	10	12	20	114	-0,009	7,107	7,200	7,191	0,209	0,178	6	10	0,02
250	Цементация													2
330	Доводочная (суперфиниш.)	2,5	5	7	20	77	+0,021 +0,015	7,021	7,021	7,015	0,185	0,17	3	6	0,01
Поверхность № 13: Наружная цилиндрическая, O6 h8 (-0.018); Ra 2.5; 30...38,5 HRCэ
005	Штамповка	120	200	500	-	-	+0,100 -0,300	9,330	14,1	13,800	-	-	300	400
020	Токарно-револьверная	80	80	30	100	1660	-0,360	7,370	12	11,640	2,460	1,700	18	24	0,06
040	Закалка и отпуск			7										7	-
050	Токарная с ЧПУ	40	40	30	40	420	-0,120	6,590	6,6	6,48	5,520	5,040	15	26	0,05
060	Токарная с ЧПУ	20	30	24	40	260	-0,048	6,210	6,3	6,252	0,348	0,180	12	21	0,04
130	Шлифовальная	10	20	18	20	162	-0,018	6	6	5,982	0,318	0,252	9	16	0,03
Поверхность № 16: Внутренняя цилиндрическая, O4 H9 (+0,030); Rz 20; 30...38,5 HRCэ
090	Токарно-винторезная (сверление)	40	70	97	50	-	+0,120	3,214	3,220	3,100	-	-	96	10	-
090	Токарно-винторезная (развертывание черновое)	20	20	5	50	436	+0,048	3,771	3,748	3,700	0,648	0,480	5	0,6	0,06
090	Токарно-винторезная (развертывание чистовое)	20	10	3	50	180	+0,030	4	4,030	4	0,330	0,252	3	0,4	0,04
Поверхность № 20: Внутренняя цилиндрическая, O6 K8 (+0.005-0.013); Rz 10; 30...38,5 HRCэ
090	Токарно-винторезная (сверление)	40	70	97	50	-	+0,120	4,801	3,220	3,100	-	-	96	10	-
090	Токарно-винторезная (развертывание черновое)	20	20	5	50	437	+0,048	5,358	3,748	3,700	0,648	0,480	5	0,6	0,06
090	Токарно-винторезная (развертывание чистовое)	20	10	3	50	181	+0,030	5,587	4,030	4	0,330	0,252	3	0,4	0,04
100	Токарно-винторезная (развертывание черновое)	20	20	3	50	160	+0,030	5,777	5,630	5,600	1,630	1,570	3	0,4	0,04
100	Токарно-винторезная (развертывание чистовое)	10	10	3	50	180	+0,005 -0,013	5,987	6,005	5,987	0,405	0,357	3	0,4	0,04

2.10 Разработка, выполнение и анализ размерной схемы формообразования и схем размерных цепей плоских торцевых поверхностей вала-шестерни

Главная задача размерного анализа - правильное и обоснованное определение промежуточных и окончательных размеров и допусков на них для вала-шестерни. Особенно в этом нуждаются линейные размеры, связывающие неоднократно обрабатываемые противоположные поверхности. Определение припусков на такие поверхности расчетно-аналитическим или нормативным методами затрудняет определение промежуточных технологических размеров и их отклонений. В этом случае обращаются к прикладной теории размерных цепей. Последовательный размерный анализ технологического процесса состоит из ряда этапов: разработка размерной схемы технологического процесса; выявление технологических размерных цепей; расчет технологических размерных цепей.

Размерную схему строим, располагая планами эскизов установки и обработки детали. С учетом количества обработок торцевых поверхностей на эскизе условно показываем операционные припуски, а также размеры готовой детали и заготовки. Для этого вычерчиваем контур готовой детали и указываем в направлении торцов слои межоперационных припусков на обработку. Указываем расстояние между торцевыми поверхностями размерами А…E в соответствии с координацией размеров на рабочем чертеже; с учетом количества обработок торцевых поверхностей, условно показываем операционные припуски .

Все исходные, промежуточные и окончательные торцевые поверхности нумеруем по порядку слева направо от 1 до n. Через нумерованные поверхности проводим вертикальные линии, затем в зонах номеров соответствующей операции, между вертикальными линиями начиная с последней операции с учетом эскизов установки и обработки плана технологического процесса, указываем технологические размеры, получаемые при выполнении каждой операции. Операционные размеры представляем в виде стрелок с точкой. Точка совмещается с установочной базой, а стрелка с поверхностью, полученной на данной операции.