Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Тольяттинский Государственный Университет

Факультет Машиностроительный

Кафедра «Технология машиностроения»

Дипломный проект

На тему:

Технологический процесс изготовления Шпинделя токарного станка

Тольятти 200 г.

ВВЕДЕНИЕ

Научно-технический прогресс в машиностроение в значительной степени определяет развитие и совершенствование всех остальных отраслей. Важнейшими условиями ускорения научно-технического процесса являются рост производительности труда, повышение конкурентоспособности и улучшению качества.

Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины, надежность, долговечность и экономичность в эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции, но и от технологии производства. Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом - все это направлено на решение главных задач: повышения эффективности производства, конкурентоспособности и качества продукции.

Целью дипломного проекта является: разработка технологического процесса обработки детали “Шпиндель” в условиях среднесерийного производства.

1.АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1 Анализ служебного назначения детали

Деталь - шпиндель входит в состав шпиндельного узла токарного станка Афток 10Д.

Основное служебное назначение шпинделя токарного станка Афток 10Д - сообщать обрабатываемой заготовке вращательное движение с определенной угловой скоростью или крутящим моментом.

На рисунке 1.1 представлен фрагмент шпиндельного узла токарного станка. На шпиндель 1 напрессованы подшипники качения 2, которые в свою очередь, запрессованы в переднюю бабку 3. Натяг подшипников осуществляется стопорными гайками 4 и 5. С помощью шпонки 6 и стопорной гайки 7 на конце шпинделя 1 устанавливается шкив 8.

В процессе работы со шкива 8 на шпиндель 1 ,через шпонку 6, передается вращательное движение, которое получает заготовка, закрепляемая в патроне. Патрон устанавливается на шпиндель спереди, базируясь по наружному конусу.

Шпиндельный узел токарного станка Афток 10Д

Рис. 1.1.

Шпиндель изготовляется из легированной конструкционной стали 12ХН3А ГОСТ 4543-71. Область применения стали 12ХН3А: сильно нагружаемые детали с высокой поверхностной твердостью, износоустойчивостью и вязкой сердцевиной, работающие при больших скоростях и ударных нагрузках - шпиндели, валы в подшипниках качения, шестерни сложной конфигурации и т.д.

Химический состав и механические свойства стали 12ХН3А представлены в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Химический состав и механические свойства стали12ХН3А

Марка стали

Химический состав, %

Механические свойства

12ХН3А

C

Mn

Cr

Ni

Si

S

P

В

Т

НВ

НRCэ

0.09… 0,16

0,3… 0,6

0,6… 0,9

2,75… 3,15

0,17… 0,37

0,035

0,035

85

70

10

50

260

58… 62

На рисунках 1.2. и 1.3. представлена схема кодировки поверхностей и размеров детали, а в табл. 1.2. - классификация поверхностей по служебному назначению. Обоснование технических требований к поверхностям шпинделя,

исходя из его служебного назначения сведено в таблицу 1.3.

Таблица 1.2 Классификация поверхностей по служебному назначению

№	Вид поверхности	№ поверхности
1	Исполнительные	17,18
2	Основные конструкторские базы	3,4,11,14
3	Вспомогательные конструкторские базы	2,3,4,6,8,9,10,11,13,14,17,18,21…33
4	Свободные поверхности	6,7,12,15,16,19,20,34,35

Таблица 1.3.

Обоснование технических требований к поверхностям шпинделя, исходя из их служебного назначения

Поверхность	Техническое Требование	Причина Назначения
Плоскость крепления патрона	Ra 0,63, 0,005 0,003	Плотное прилегание патрона Обеспечение минимального биения патрона относительно оси шпинделя
Наружный конус шпинделя	Ra 0,63, 0,003 0,005	Плотная посадка патрона Обеспечение минимального биения патрона относительно оси шпинделя
Опорные шейки шпинделя	Ra 0,08,0,002 0,003	Обеспечение стабильности оси шпинделя
Опорные торцы под подшипники	Ra 0,63, Э 0,002 Э 0,006	Сохранение неизменности положения шпинделя в осевом направлении
Опорная шейка и торец под шкив	Ra 0,63, 1,25 0,025	Обеспечение минимального биения шкива относительно оси шпинделя
Поверхность	Техническое Требование	Причина Назначения
Шпоночный паз	Ra 2,5 0,035 0,02	Равномерное распределение нагрузки на шпоночный паз
Внутренний конус	Ra 0,63, 0,005	Точность положения детали или режущего инструмента относительно оси шпинделя
Резьбовые отверстия на фланце	Ra 1,25 0,15	Точность крепления патрона

1.2 Анализ технологичности детали

К не технологичности детали - шпиндель можно отнести следующие элементы:

- достаточно большая длина детали L/D 8, что снижает жесткость и повышает возможность коробления шпинделя во время механической и термической обработки;

- глубокое отверстие, требует при изготовлении шпинделя применение специального инструмента;

- закрытые шпоночный паз и пазы под стопорные многолапчатые шайбы;

- наличие точных конусных поверхностей;

- близко расположенные резьбовые отверстия на фланце шпинделя;

- наличие маслоотводных канавок требует применение специального инструмента - фасонного резца;

В целом конструкцию можно считать технологичной и доступной для обработки.

Кодировка поверхностей детали

Рис. 1.2.

Кодировка размеров детали

Рис. 1.3.1.3 Определение типа производства и стратегия разработки

технологического процесса

Выбор типа производства проводим исходя из массы детали и ее годового объема выпуска по [2, с.24, табл.3.1].

Масса детали 16,8 кг, годовой объем выпуска - 10 тысяч штук, следовательно, тип производства - среднесерийный.

На основании выбранного типа производства разрабатываем стратегию технологического процесса и сводим ее в табл. 1.4.

Таблица 1.4.

Стратегия ТП для изготовления детали в условиях среднесерийного производства.

Показатель ТП	Характеристика для серийного производства
1. Форма организации ТП	Переменно-поточная
2. Повторяемость выпуска	Периодически повторяется, партиями
3. Вид ТП	Единичный
4. Заготовка	Поковка
5. Вид припуска	Расчетный (частично табличный)
6. Оборудование	Универсальное, специальное, станки с ЧПУ
7. Загрузка оборудования	Периодическая смена различных деталей
8. Коэффициент закрепления операции (Кз.о.)	; Кз.о.=10-20
9. Расстановка оборудования	По ходу ТП
10. Оснастка	УСПО, частично специальная
11. Подробность разработки документации	Маршрутные, операционные карты и карты эскизов

1.4 Анализ базового технологического процесса

Данная деталь - шпиндель по базовому ТП изготовляется в единичном производстве. Используемое оборудование и оснастка - универсальное. Заготовка на обработку поступает в виде проката, это увеличивает время обработки и отхода металла в стружку.

Базовый технологический процесс приведен в табл. 1.5.

Таблица 1.5.

Содержание базового технологического процесса

№ опер.	Наименование операции	Содержание операции
000	Заготовительная (прокат)	Отрезать заготовку
010	Токарная	Подрезка и зацентровка торцов, предварительное обтачивание всех ступеней, подрезка фланца
020	Токарная	Обтачивание шеек под люнеты
030	Токарная	Сверление центрального отверстия насквозь с переустановкой заготовки
040	Токарная	Подрезка торцов, окончательное растачивание конусов с обеих сторон
050	Токарная	Обтачивание всех ступеней под шлифование, прорезка канавок при установке на центровые пробки
060	Фрезерная	Фрезерование шпоночного паза и пазов под стопорные многолапчатые шайбы
070	Термическая (цементация)
080	Токарная	Обточка ступеней под резьбу и нарезать резьбу
090	Сверлильная	Сверление фланцевых отверстий и нарезание в них резьбы
100	Термическая (закалка, отпуск)
110	Шлифовальная	Шлифование внутренних конусов под центровые пробки
120	Шлифовальная	Шлифование цилиндрических ступеней предварительно
130	Шлифовальная	Шлифование наружного конуса предварительно
140	Термическая (стабилизирующий отпуск)
150	Шлифовальная	Получистовое шлифование переднего Морзе и заднего конуса
160	Шлифовальная	Получистовое шлифование шеек и торцов под подшипники, шлифование остальных ступеней окончательно
170	Шлифовальная	Чистовое шлифование шеек и торцов под подшипники
180	Шлифовальная	Шлифование конуса под патрон окончательно
190	Шлифовальная	Шлифование внутреннего конуса Морзе окончательно
200	Токарная	Полирование шеек под подшипники
210	Контрольная

Проведя анализ базового технологического процесса, был выявлен ряд недостатков (табл. 1.6.), пути и способы, устранения которых рассмотрены в данном дипломном проекте при проектировании технологического процесса обработки детали «Шпиндель» при переходе на среднесерийное производство.

Таблица 1.6.

Анализ недостатков базового технологического процесса и пути их устранения

Объект совершенствование	Применяемое техническое решение (недостатки)	Усовершенствованное техническое решение (предложения)	Технический и другие виды эффектов
Технологический процесс	Разделена черновая и получистовая токарная обработка на отдельные операции	Совместить черновые и получистовые переходы в одну операцию	Повышение производительности и точности взаимного расположения обрабатываемых поверхностей.
	Чистовые и отделочные операции обработки опорных шеек и соосных с ними наружных поверхностей шпинделя производят на специальных пробках устанавливаемых с обеих сторон в конические отверстия. Пробки служат технологическими базами.	Вместо пробок в качестве технологических баз использовать центровые фаски, выполненные с обеих сторон шпинделя.	Уменьшается количество звеньев в технологической размерной цепи, погрешность установки. Повышается точность положения исполнительной поверхности центрального отверстия относительно поверхностей опорных шеек.
	На окончательной операции для достижения заданного параметра шероховатости применяется полирование.	Применить суперфинишную обработку.	Данный способ обработки обеспечивает малую шероховатость поверхности, уменьшает погрешности формы. Благоприятно влияет на износостойкость и усталостную прочность детали, упрочняя поверхностный слой металла.
Объект совершенствование	Применяемое техническое решение (недостатки)	Усовершенствованное техническое решение (предложения)	Технический и другие виды эффектов
Режущий инструмент	Сверление центрального отверстия производится перовым сверлом из быстрорежущей стали.	Подобрать сверло для глубокого сверления из твердого сплава с использованием специального оборудования.	Повышение производительности, качества и точности обработки.

2. ВЫБОР И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАГОТОВКИ

2.1 Выбор оптимального варианта получения заготовки

Для сравнения рассмотрим три способа получения заготовки для детали шпиндель:

- прокат ( по базовому ТП);

- поковка;

- литьё в песчаные формы.

2.1.1 Расчет заготовки из проката

За основу расчета промежуточных припусков принимаем наружный диаметр детали мм.

Устанавливаем предварительный маршрутный технологический процесс обработки поверхности детали мм:

Операция 10 Токарная черновая

Операция 20 Токарная чистовая

Операция 30 Термическая HRC_Э 59…63

Операция 40 Шлифовальная.

Определяем расчетный размер заготовки:

Dр.з=Dн+2z10+2z20+2z40, мм	(2.1.)

где, D_н=133мм - номинальный размер;

2z₁₀ = 9,0 мм, 2z₂₀ = 3,0мм, 2z₄₀= 0,9мм - припуски на диаметр на операциях 10, 20, 40 [2, с. 41, табл.3.13].

D_р.з=133+9,0+3,0+0,9=145,9 мм.

По расчетным данным выбираем размер горячекатаного проката обычной точности 150ммпо ГОСТ 2590-71 [2, с.43, табл. 3.14]

Круг

Нормальная длина проката 7 м.

Общая длина заготовки:

Lз=Lд+2zподр, мм	(2.2.)

где, L_д = 660 мм - номинальная длина детали;

2z_подр= 3,0 мм - припуск на подрезку торцевых поверхностей

[2, с. 40, табл.3.12].

L_з=660+3,0=663 мм.

Объем заготовки:

, мм	(2.3.)

мм².

Масса заготовки:

mз=.Vз , кг	(2.4.)

где, = 7,85 кг/м³ - плотность стали;

m_з=7,85^.11,72=92,0 кг.

Неоднократность в зависимости от принятой длины проката:

Lнк =Lпр- lзаж - lот -x.(Lз+lр), мм	(2. 5.)

где, L_пр=7м - длина выбранного проката;

l_заж =100 мм - минимальная длина зажимного конца;

l_от - длина торцевого обрезка проката, мм;

lот = 0,3.dз ,мм	(2.6.)

L_з - длина заготовки, мм;

l_р = 6 мм - ширина реза [2, с. 37];

х - число заготовок, изготовляемых из принятой длины проката, шт;

, шт	(2.7.)

l_от = 0,3^.150 = 45 мм;

шт.

Принимаем х = 10 шт.

L_нк =7000 - 45 -100 -10^.(663+6) = 165 мм.

Общие потери материала к длине выбранного проката:

Пп.о=Пнк+Пот+Пзаж+Пр , %	(2.8.)

где, П_нк - потери материала на неоднократность, %

;	(2.9.)

П_от - потери на торцевую обрезку проката, %

;	(2.10.)

П_заж - потери при выбранной длине зажима, %

;	(2.11.)

П_р -потери на отрезку заготовки, %

.	(2.12.)

% ;

%;

%;

%;

П_п.о=2,36 + 0,64 + 1,43 + 0,09 = 4,52 %.

Расход материала на одну деталь с учетом всех технологических потерь:

, кг	(2.13.)

 кг

Коэффициент использования материала:

	(2.14.)

.

2.1.2 Расчет заготовки поковки

2.1.2.1 Вид заготовки

Выбираем заготовку - поковку полученную на кривошипном горячештамповом прессе в открытом штампе. Нагрев индукционный.

2.1.2.2 Расчетная масса поковки

mзр = mд.Кр , кг	(2.15.)

где, m_д = 16,8 кг - масса детали;

К_р = 1,5 - расчетный коэффициент [3, прил. 3, табл. 20];

m_з^р =16,8^.1,5 = 25,2 кг.

2.1.2.3 Класс точности поковки

Класс точности выбираем по [3, прил. 4, табл. 19]. Исходя из способа получения заготовки - на кривошипном горячештамповом прессе - Т4.

2.1.2.4 Группа стали

Выбираем по [3, с. 8, табл.1]. Сталь 12ХН3А - группа стали М2.

2.1.2.5 Степень сложности

Размеры описывающей заготовку фигуры (цилиндр):

D = 133^.1,05 = 139,6 мм; H = 660^.1,05 = 693 мм.

Масса описывающей фигуры: m_р = 83,2 кг.

m_з^р/ m_р = 25,2/83,2 = 0,3 - следовательно степень сложности С3 (m_з^р /m_р = 0,16…0,32) [3, с. 30, прил. 2].

Конфигурация поверхности разъёма штампа - плоская П [3, с. 8]

2.1.2.6 Исходный индекс

Исходный индекс - 17 [3, с. 10, табл.2].

2.1.2.7 Основные припуски на обработку, размеры поковки

Припуски на обработку определяем по [3, с. 12, табл.3], допуски по [3, с. 17, табл.8] и сводим в табл. 2.1.

Дополнительные припуски учитывающие:

- смещение по поверхности разъёма штампа - 0,5 мм [3, с. 14, табл.4];

- отклонение от прямолинейности - 1,0 мм [3, с. 14, табл.5].

Таблица 2.1.

Припуски и размеры поковки

Размер детали, мм	Припуск на размер, мм	Размер поковки, мм
35	4,3+2,7+2.0,5	43
22	2,5+2,7+2.0,5	28
44,2-0,1	2.2,7+2.0,5	50,5
124	4,3-3,3+0,5	125,5
660	2.4,3+2.0,5	669,5
62-0,019	2. 3,0+2. (1+0,5)	71
75	2.3,0+2. (1+0,5)	84
90-0,14	2.2,7+2. (1+0,5)	98,5
133	2.3,3+2. (1+0,5)	142,5
82,363+0,01	2.3,0+2. (1+0,5)	91,5

2.1.2.8 Масса поковки

, кг (2.16.)

где, = 7,85 кг/м³ - плотность стали;

V_i - объёмы элементарных фигур, на которые можно разбить поковку.

m_з^пок = 30,3 кг.

2.1.2.9 Объём требующегося материала

V = V_пок +V_у +V_о , мм³ (2.17.)

где, - объём поковки;

V_пок = 3,863^.10⁶ мм³.

V_у - объём материала теряемого на угар при нагреве, мм³

, мм³ (2.18.)

мм³ ;

V_о - объём материала теряемого на облой, мм³

V_о = ^.F_м^. (P_п + ^..l) , мм³

(2.19.)

где, =1,5 - коэффициент изменения сечения облоя;

P_п = 1624 мм - периметр поковки;

F_м - площадь поперечного мостика, мм²

F_м =l^.h_о, мм² (2.20.)

где, l = 6 мм - длина мостика;

h_о - толщина мостика, мм

h_о = 0,015^. ,мм (2.21.)

где, F_пок.п. = 56698,5 мм² - площадь проекции поковки на плоскость разъёма;

h_о = 0,015^.= 3,57 мм ;

F_м = 3,57^.6 = 21,42 мм² ;

V_о =1,5^.21,42^. (1624+ 1,5^.3,14^.6) = 0,053^.10⁶ мм³;

V =(3,863+0,019+0,053)^.10⁶ = 3,935^.10⁶ мм³.

2.1.2.10 Коэффициент использования материала

m_и.з. = ^.V, кг - масса исходной заготовки;

m_и.з. =7,85^.3,935 = 30,89 кг,

.

2.1.3 Расчет заготовки отливки

2.1.3.1 Вид заготовки

Выбираем заготовку - отливку, полученную литьём в песчано-глинистые сырые формы из низковлажных (до 2,8%) высокопрочных (более 160 кПа) смесей с высоким и однородным уплотнением до твердости не менее 90 единиц.

2.1.3.2 Класс размерной точности

Выбираем по [4, прил. 1, табл. 9]. Исходя из способа получения заготовки и наибольшего габаритного размера отливки класс размерной точности 9-13. Принимаем 11 класс размерной точности.

2.1.3.3 Степень коробления элементов

Выбираем по [4, прил. 2, табл. 10], исходя из отношения d/l 0,2. Степень коробления 4-7. Принимаем 6 степень коробления.

2.1.3.4 Степень точности поверхностей

Выбираем по [4, прил. 3, табл. 11] -13 -19. Принимаем степень точности поверхностей 16, что соответствует шероховатости R_а = 63 мкм [4, прил. 4, табл. 12].

2.1.3.5 Класс точности массы

Определяем по [4, прил. 5, табл. 13], исходя из номинальной массы отливки (m = 10…100кг) и способа получения отливки, степень точности массы отливки 7-15. Принимаем 11.

Допуск массы отливки не более 16% от массы отливки [4, с. 9, табл. 4].

2.1.3.6 Ряд припусков на обработку

Согласно [4, прил. 6, табл. 14] 16 степени точности поверхности соответствуют 7-10 ряды припусков на обработку. Принимаем 8 ряд припусков.

2.1.3.7 Допуск размеров, формы и расположения элементов отливки

Допуски размеров [4, с.2, табл. 1], формы и расположения элементов отливки [4, с. 5, табл. 2] назначаем на каждую поверхность отливки отдельно и сводим в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Допуски на размеры отливки

Размер детали, мм	Допуск на размер, мм	Допуски формы и расположения поверхностей, мм
13	2,8	0,4
22	3,2	0,4
44,2-0,1	4,0	0,4
124	5,0	0,4
660	8,0	2,4
62-0,019	4,0	0,4
75	4,4	0,4
90-0,14	4,4	0,4
133	5,0	0,5
82,363+0,01	4,4	0,4

Допуск неровностей поверхности отливки не должен превышать 1,6 мм. [4, с. 6, табл. 3].

2.1.3.8 Общие допуски

Общие допуски элементов отливки, учитывающие совместное влияние допуска размера и допусков формы и расположения поверхностей выбираем по [4, прил. 8, табл. 16] и сводим в табл. 2.3.

Таблица 2.3. Общие допуски

Размер детали, мм	Общий допуск, мм	Размер детали, мм	Общий допуск, мм
13	3,2	62-0,019	4,0
22	3,2	75	5,0
44,2-0,1	4,0	90-0,14	5,0
124	5,0	133	5,0
660	9,0	82,363+0,01	5,0

2.1.3.9 Припуски на обработку, размеры отливки

Припуски на обработку определяем по [4, с. 10, табл. 6].

Таблица 2.4. Припуски и размеры поковки

Размер детали, мм	Припуск на размер, мм	Размер отливки, мм
13	9,8-4,8	180,8
22	2 . 4,8	31,50,8
44,2-0,1	5,8+4,8	552,0
124	9,8-6,7	1272,5
660	2 . 9,8	679,54,5
62-0,019	2 . 5,8	73,52,0
75	2 . 6,7	88,52,5
90-0,14	2 . 6,7	103,52,5
133	2 . 6,7	146,52,5
82,363+0,01	2 . 6,7	962,5

2.1.3.10 Масса отливки

= 7,85 ^. 4,345 = 34,11 кг

2.1.3.11 Коэффициент использования материала

= 0,49

2.2 Технико-экономическое сравнение методов получения заготовки

Себестоимость детали:

С_дет=С_з + С_мо - С_отх , руб (2.22.)

где, С_з - стоимость заготовки, руб;

С_мо - стоимость механической обработки, руб;

С_отх - стоимость отходов, руб.

Для заготовки полученной из проката:

С_з^пр = С_б ^. m_з , руб (2.23.)

Для заготовки из полученной штамповкой или отливкой:

С_з = С_б ^. m_з ^. К_т^. К_сл ^. К_в ^. К_м^. К_п , руб (2.24.)

где, С_б - базовая стоимость кг заготовки;

m_з - масса заготовки;

К_т - коэффициент точности;

К_сл - коэффициент сложности;

К_в - коэффициент массы;

К_м - коэффициент марки материала;

К_п - коэффициент объема производства.

Для заготовки полученной из проката:

С_б^пр = 13 руб/кг

m_з = 96,2 кг

С_з^пр =13 ^. 96,2 = 1250,6 руб

Для заготовки - поковки полученной на кривошипном горячештамповом прессе:

С_б^шт = 16,36 руб/кг

К_т = 0,8 [5, с.39]

К_сл = 0,9 [5, с.40, табл. 15]

К_в = 0,75 [5, с.40, табл. 15]

К_м = 1,98 [5, с.39]

К_п = 1,0 [5, с.39]

С_з^пок = 16,38 ^. 30,89 ^. 0,8 ^. 0,9 ^. 0,75 ^. 1,98 ^. 1,0 = 540,99 руб./шт.

Для заготовки полученной литьём в песчаную форму:

С_б^шт = 15,07 руб/кг

К_т = 1,03 [5, с.34]

К_сл = 0,7 [5, с.34, табл. 11]

К_в = 0,82 [5, с.39, табл. 11]

К_м = 2,4 [5, с.34]

К_п = 0,77 [5, с.34, табл. 11]

С_з^пф = 15,07 ^. 34,11 ^. 1,03 ^. 0,7 ^. 0,82 ^. 2,4 ^. 0,77 = 561,62 руб./шт.

С_мо = С_уд^. (m_з-m_д) , руб (2.25.)

где, С_уд - удельные затраты на снятие 1 кг стружки, руб.

С_уд = С_с +Е_н ^. С_к , руб (2.26.)

где, С_с = 11,3 руб/кг - текущие затраты [6, с.9 , табл. 3.2];

С_к = 32,84 руб/кг - капитальные затраты [6, с.9 , табл. 3.2];

Е_н = 0,33 - нормативный коэф. эффективности капитальных вложений.

С_мо^пр = (11,3 + 0,33 ^. 32,84) ^. (96,2- 16,8) = 1757,69 руб/кг.

С_мо^пок = (11,3 + 0,33 ^. 32,84) ^. (30,89- 16,8) = 311,91 руб/кг.

С_мо^пф = (11,3 + 0,33 ^. 32,84) ^. (34,11- 16,8) = 389,19 руб/кг.

С_отх = С_{уд отх} ^. (m_з-m_д) , руб (2.27.)

где, С_{уд отх} - удельная себестоимость 1 кг отходов, руб.

С_{уд отх} = 0,1 ^.С_б , руб/кг (2.28.)

С_{уд отх}^пр = 0,1 ^. 13 = 1,3 руб/кг.

С_{уд отх}^пок = 0,1 ^.16,36 = 1,64 руб/кг.

С_{уд отх}^пф = 0,1 ^. 15,07 = 1,51 руб/кг.

С _отх^пр = 1,3 ^. (96,2-16,8) = 103,22 руб.

С _отх ^пок= 1,64 ^. (30,89-16,8) = 23,11 руб.

С _отх^пф = 1,51 ^. (34,11-16,8) = 26,14 руб.

С_дет^пр = 1250,6 + 1757,69 - 103,22 = 2905,07 руб.

С_дет^пок = 540,99 + 311,91 - 23,11 = 829,79 руб.

С_дет^пф = 561,62 + 389,19 - 26,14 = 924,67 руб.

Экономический эффект:

Э = С_дет ^б- С_дет ^м, руб./шт (2.29.)

Э = 2905,07 - 924,67 = 1980,4 руб./шт.

Э = 2905,07 - 829,79 = 2075,28 руб./шт.

Проведенные расчеты показывают экономически целесообразно в качестве заготовки для детали - шпиндель использовать заготовки полученные штамповкой на КГШП.

3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА,

СХЕМ БАЗИРОВАНИЯ И ПЛАНА ИЗГОТОВЛЕНИЯ

3.1 Технологический маршрут и план изготовления.

Технологический маршрут изготовления детали представлен в табл.3.1. При составлении технологического маршрута были использованы рекомендации приведенные в [14,15,16].

Таблица 3.1. Технологический маршрут изготовления шпинделя

№ оп	Наименование оборудования	Наименование операции	Содержание операции	№ обрабатываемых поверхностей
000	КГШП	Заготовительная	-	все
010	Фрезерно-центровальный п/а МР-73М	Фрезерно-центровальная	Фрезеровать торцы. Сверлить центровочные отверстия.	1,7
020	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф305	Токарная	Обточить наружные поверхности предварительно. Обточить наружные поверхности окончательно. Проточить канавки под выход инструмента. Проточить маслоотводные канавки.	8,9,2,10,11,3,12,13,14,4,15,5 9,2,11,3,12,14,4,15,5
030	Горизонтальный станок для глубокого сверления ОС-5222	Сверлильная	Сверлить центральное отверстие насквозь.	20
040	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф305	Токарная	1 установ: Проточить торец окончательно, расточить центровую фаску. 2 установ: Обточить наружные поверхности предварительно.	1,34 7,17,6,16
			Расточить отверстие под конус Морзе предварительно. Обточить наружные поверхности и проточить торец окончательно. Расточить отверстие под конус Морзе окончательно, расточить центровую фаску.	18,19 17,6,16,7 18,35
050	Вертикально-фрезерный консольный станок с ЧПУ 6Р13РФ3	Фрезерная	Фрезеровать шпоночный паз и пазы под стопорные многолапчатые шайбы.	21,22,23,24, 25,26
060		Термическая (стабилизирующий отпуск)	-	все
070	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф305	Токарная	Обточить ступени под резьбу для снятия цементируемого слоя. Нарезать резьбу окончательно.	8,10,13
080	Горизонтальный сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ 6906ВФ3	Многоцелевая	Сверлить отверстия во фланце. Зенкеровать. Нарезать резьбу.	27,28,29,30, 31,32,33
090		Термическая (закалка, отпуск, цементация)	-	все
100	Горизонтально-доводочный п/а 3925Р	Шлифовальная	Шлифовать центровые фаски.	34,35
110	Круглошлифо-вальный станок с ЧПУ 3М163Ф2Н1В	Шлифовальная	Шлифовать шейки и прилегающие торцы предварительно и фланец окончательно.	9,2,11,3,14,4, 16
120	Торцекругло-шлифовальный станок 3Т161	Торцекругло-шлифовальная	Шлифовать наружный конус и прилегающий торец фланца предварительно.	6,17
130	Внутришлифовальный станок 3А227	Внутришлифовальная	Шлифовать внутренний конус Морзе предварительно.	18
140		Термическая (стабилизирующий отпуск)	-	все
150	Горизонтально-доводочный п/а 3925Р	Шлифовальная	Шлифовать центровые фаски.	34,35
160	Круглошлифо-вальный станок с ЧПУ 3М163Ф2Н1В	Шлифовальная	Шлифовать шейки и прилегающие торцы шпинделя окончательно.	9,2,11,3, 14,4
170	Суперфинишный центровой станок 3871К	Суперфинишная	Обработать шейки шпинделя окончательно.	11,14
180	Торцекругло-шлифовальный станок ХШ4-11П	Торцекругло-шлифовальная	Шлифовать наружный конус и прилегающий торец фланца окончательно.	6,17
190	Внутришлифовальный станок СШ-37	Внутришлифовальная	Шлифовать внутренний конус Морзе окончательно.	18

План изготовления детали выборочно представлен на чертеже

№ 03.М.15.421.09.000.

Технические требования к изготовлению детали включают в себя требования к шероховатости, точности размеров, формы и взаимного расположения обработанных поверхностей.

На эти параметры назначают технологические допуски из условия:

Таⁱ A_стⁱ , мм (3.1.)

где, Таⁱ - допуск на параметр А, задаваемый на операции;

А_стⁱ - величина погрешности параметра А, которая может возникнуть на данной операции при нормальном состоянии технологической системы (статистическая погрешность).

Величины технологических допусков на шероховатость обрабатываемых поверхностей определяем, используя статистические данные возможностей методов обработки, и указываем соответствующие обозначения на операционном эскизе.

Допуски на размеры исходной заготовки, а также шероховатость ее поверхности определяем по ГОСТ 7505-89 [3].

На шероховатость обработанных поверхностей оказывают влияние метод обработки, тип оборудования, число рабочих ходов и в зависимости от этих данных определяются по [7, c. 234-241].

Операционные допуски на диаметральные размеры при обработке замкнутой поверхности определяем из условия:

ТAⁱ = A_стⁱ , мм (3.2.)

А_стⁱ выбираем по таблице допусков в зависимости от квалитета точности и номинального размера. Квалитет точности, получаемый на данной операции, зависит от типа технологического оборудования, способа обеспечения точности настройки инструмента, характера обработки и выбирается по

[7, прил.1].

При назначении операционного допуска на линейный размер, связывающий измерительную и обработанную поверхность, используют формулу:

Таⁱ = A_стⁱ +_пр^и +_б , мм (3.3.)

где, _пр^и - пространственное отклонение измерительной базы;

_б - погрешность базирования от несовпадения установочной и измерительной баз.

Значение _б определяется с учетом выбранной схемы базирования по [8], _пр^и определяем по [7, табл. 5].

Допуски формы и взаимного расположения выбираем по [7,с.242].

3.2 Обоснование выбора баз.

Выбор технологических баз по операциям приведен в табл. 3.2.

Выбор технологических баз Таблица 3.2.

№ оп.	№№ опорных точек	Наименование технологической базы	Характер проявления	Реализация	№ поверхности, используемой как база
			явная	скрытая	естественная	искусственная
010, 080	1,2, 3,4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ + +		14 5 14
020	1,2, 3,4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	центровые отверстия 1 16
030, 040(Б)	1,2, 3,4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ + +		11,14 1 9
040(А)	1,2, 3,4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ + +		14,11 7 16
050	1,2, 3,4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ + +		9,14 1 14
070	1,2, 3,4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	34,35 7 16
100, 150	1,2, 3,4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ + +		11,14 7 9
110, 160	1,2, 3,4 5 6	ДН О О	+	+ +	+	+ +	34,35 вершина конуса п.35 30
120, 180	1,2, 3,4 5 6	ДН О О	+	+ +	+	+ +	34,35 вершина конуса п.34 9
130, 190	1,2, 3,4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ + +		11,14 1 9
170	1,2, 3,4 5 6	ДН О О	+	+ +	+	+ +	34,35 вершина конуса п.35 9

Основными базами детали «шпиндель» являются поверхности его подшипниковых шеек 11,14. Однако использовать их ввиду сложности профиля шпинделя не удается и при обработке на различных операциях происходит смена баз, поэтому на операции 20 за технологические базы принимаем поверхности центровых отверстий, а на последующих поверхности центровых фасок 34,35. Для максимального сокращения отклонения от соосности исполнительных поверхностей - наружного конуса 17 и внутреннего конуса Морзе 18 относительно оси вращения шпинделя на заключительных операциях в качестве баз используем окончательно обработанные поверхности подшипниковых шеек 11,14.

4. ВЫБОР СРЕДСТВ ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ

Для проектного варианта выбираем универсальный инструмент, а также специально изготовленный для станков с ЧПУ по ОСТ и ТУ [12,16,22].

Выбранный режущий инструмент сводим в табл. 4.1.

Станочные приспособления выбраны по [22,25] и приведены в таб.4.2.

Таблица 4.1. Режущий инструмент

№ оп.	№ и содержание перехода	Режущий инструмент
		Наименование	ГОСТ, ОСТ, ТУ	Основные размеры	Материал режущей части
010	1. Фрезеровать торцы	Фреза торцовая	ГОСТ 22085-76	125, z=8	Т15К6
	2.Сверлить центровые отверстия	Сверло центровочное, тип А	ГОСТ 14952-75	5	Р6М5
020	1.Обточить наружные поверхности предварительно.	Резец токарный сборный проходной с механическим креплением пластины	ГОСТ 21151-75	НВ 2020 =95	Т14К8
	2.Обточить наружные поверхности окончательно.	Резец токарный сборный копировальный с механическим креплением пластины	ГОСТ 20872-80	НВ 2020 =93	Т15К6
	3.Проточить зарезьбовые канавки.	Резец токарный для обработки зарезьбовых канавок	ОСТ 2И10-7-84	НВ 2020	Т14К8
	4.Проточить канавки под выход инструмента.	Резец токарный для обработки угловых канавок	ОСТ 2И10-7-84	НВ 2020	Т14К8
	5.Проточить маслоотводные канавки.	Резец фасонный	специальный	НВ 2020	Р6М5
030	Сверлить центральное отверстие насквозь.	Сверло для глубокого сверления	специальное	38	Т15К12
040	1 установ: 1.Проточить торец окончательно	Резец токарный сборный проходной с механическим креплением пластины	ГОСТ 21151-75	НВ 2020 =95	Т14К8
	2.Расточить центровую фаску.	Резец расточной	ТУ 2-035-1040-86	L=200 25 =95	Т15К6
	2 установ: 1.Обточить наружные поверхности предварительно.	Резец токарный сборный проходной с механическим креплением пластины	ГОСТ 21151-75	НВ 2020 =95	Т14К8
	2.Расточить отверстие под конус Морзе предварительно.	Резец расточной	ТУ 2-035-1040-86	L=200 25 =75	Т30К4
	3.Обточить наружные поверхности и проточить торец окончательно	Резец токарный сборный копировальный с механическим креплением пластины	ГОСТ 20872-80	НВ 2020 =93	Т15К6
	4.Проточить канавки под выход инструмента.	Резец токарный для обработки угловых канавок	ОСТ 2И10-7-84	НВ 2020	Т14К8
	5.Проточить маслоотводные канавки.	Резец фасонный	специальный	НВ 2020	Р6М5
	6.Расточить отверстие под конус Морзе окончательно, расточить центровую фаску	Резец расточной	ТУ 2-035-1040-86	L=200 25 =95	Т30К4
050	1.Фрезеровать шпоночный паз	Фреза шпоночная	ГОСТ 9140-79	14	ВК8
	2.Фрезеровать пазы под стопорные многолапчатые шайбы	Фреза шпоночная	ГОСТ 9140-79	10	Р6М5
70	1.Обтачивание ступеней под резьбу для снятия цементируемого слоя	Резец токарный проходной	ТУ 2-095-892-82	НВ 2020 =93	Т15К6
	2.Нарезать резьбу окончательно	Резец токарный резьбовой с механическим креплением пластин	ОСТ 2И10-9-84	НВ 2020 =60	Т15К6
80	1.Сверлить	Сверло спиральное ступенчатое спец.	-	9,5	Р6М5
	2.Зенкеровать	Зенкер	ТУ 2-035-926-83	10,2	Р6М5
	3.Нарезать резьбу	Метчик машинный	ОСТ 2452-1-74	М121,25	Р6М5
100 150	Шлифовать центровые фаски.	Головки шлифовальные	ГОСТ 2447-83	ГК 32506	25А20ПС2К1
110	Шлифовать шейки и прилегающие торцы шпинделя предварительно и фланец окончательно.	Шлифовальный круг	ГОСТ 2447-83	ПВК 50050 203	23А40С2К8
120	Шлифовать наружный конус и прилегающий торец фланца предварительно.	Шлифовальный круг	ГОСТ 2447-83	ЗП 50032 203	91А25СМ27Б5
130	Шлифовать внутренний конус Морзе предварительно	Шлифовальный круг	ГОСТ 2447-83	ПВ 326316	25А25С1К8
160	Шлифовать шейки и прилегающие торцы шпинделя окончательно.	Шлифовальный круг	ГОСТ 2447-83	ПВК 5005032	25А25СМ2К8
170	Обработать шейки шпинделя окончательно.	Бруски	ГОСТ 2456-83	БКВ 2080	63СМ20К
180	Шлифовать наружный конус и прилегающий торец фланца окончательно.	Шлифовальный круг	ГОСТ 2447-83	ПВ 50032 203	25А20СМ1К5
190	Шлифовать внутренний конус Морзе окончательно.	Шлифовальный круг	ГОСТ 2447-83	ПВ 326316	25А16С2К8

Таблица 4.2. Станочные приспособления

№ оп.	Название операции	Наименование приспособления
010	Фрезерно-центровальная	Приспособление специальное самоцентрирующее
020 040 070	Токарная с ЧПУ	Патрон трехкулачковый поводковый Центр вращающийся ХМИЗ 7032-4002
030	Сверлильная	Патрон трехкулачковый поводковый Люнет самоцентрирующий
050	Фрезерная с ЧПУ	Приспособление фрезерное специальное
080	Многоцелевая	Приспособление специальное Самоцентрирующее
100 150	Шлифовальная	Поводок специальный Люнет самоцентрирующий
110 160	Шлифовальная	Центр ГОСТ 13214-79 Подвижный центр ГОСТ 18260-72 Поводок специальный
120 180	Торцекруглошлифовальная	Центр ГОСТ 13214-79 Подвижный центр ГОСТ 18260-72
130 190	Внутришлифовальная	Патрон поводковый Люнет самоцентрирующий
170	Суперфинишная	Патрон поводковый Центр вращающийся

Контрольный инструмент выбран по [16,26] и приведен в табл.4.3.

Таблица 4.3. Контрольный инструмент

№ оп.	Название операции	Наименование инструмента
010	Фрезерно-центровальная	Штангенциркуль ШЦ-III-240-710-0,05 ГОСТ 166-80 Калибр-втулка конусная с индикатором
020	Токарная с ЧПУ	Штангенциркуль ШЦ-III-240-710-0,05 ГОСТ 166-80 ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-80 Скобы индикаторные СИ ГОСТ 11098-75
030	Сверлильная	Калибр пробка
040	Токарная с ЧПУ	Штангенциркуль ШЦ-III-240-710-0,05 ГОСТ 166-80 ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-80 Скобы индикаторные СИ ГОСТ 11098-75 Калибр пробка ГОСТ 2849-77 Штангенглубиномер ШГ 0-250 ГОСТ 162-80
050	Фрезерная с ЧПУ	Штангенциркуль ШЦ-III-240-710-0,05 ГОСТ 166-80 ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-80 Калибр пробка
070	Токарная с ЧПУ	Кольцо ПР 8211-0142 по ГОСТ 17763-72 Кольцо НЕ 8211-0142 по ГОСТ 17764-72
080	Многоцелевая	Пробка резьбовая
100 150	Шлифовальная	Калибр-втулка конусная с индикатором
110 160	Шлифовальная	Скобы рычажные СР ГОСТ 11098-75 Микрометр
120 180	Торцекруглошлифовальная	Скобы рычажные СР ГОСТ 11098-75 Микрометр
130 190	Внутришлифовальная	Калибр по ГОСТ 2849-77
170	Суперфинишная	Скобы рычажные СР ГОСТ 11098-75

Состав технологического оборудования определяем по [5,20,21] и сводим в табл. 4.4.

Таблица 4.4. Технологическое станочное оборудование

№ оп	Название	Модель станка	Техническая характеристика
			n, мин-1	S, мм/об мм/мин	N, кВт	Размеры обрабатываемой детали, мм	Габаритные размеры LхВхН , мм
						D	L
010	Фрезерно-центровальная	Фрезерно-центровальный п/а МР-73М	фр. 125-712 св. 238-1125	фр. 20-400 св. 20-300	16	25-125	500-1250	3790х1630х1740
020 040 070	Токарная с ЧПУ	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф305	3,5-1600	Поп.1-600 Пр.1-1200	10	200	1000	3300х1710х1600
030	Сверлильная	Горизонтальный станок для глубокого сверления ОС-5222	20-2000	4-300	7,5	Отв.40	800	5320х2165х1700
050	Фрезерная с ЧПУ	Вертикально-фрезерный консольный станок с ЧПУ 6Р13РФ3	40-2000	7,5-600*	7,5	Стол 400 х 1600	2350х3200х2360
080	Многоцелевая	Горизонтальный сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ 6906ВФ3	Инстр. 32-1600	8-160	8	Стол 630 х 800	3100х2500х2500
100 150	Шлифовальная	Горизонтально-доводочный п/а 3925Р	50-1250	-	0,6х2	6-200	50-1000	2250х880х1200
110 160	Шлифовальная	Круглошлифо-вальный станок с ЧПУ 3М163Ф2Н1В	40-400	Поп. 0,02-1,2	14	150	120	5900х2950х220
120	Торцекругло-шлифовальная	Торцекругло-шлифовальный станок 3Т161	63-400	Поп. 0,1-2	14	250	650	3060х2460х1730
130	Внутришлифовальная	Внутришлифовальный станок 3А227	180-1200 инстр. 6250-18250	Поп. 0,3-0,9	3	Отв. 20-100	Длина отв. 125	2500х1460х1650
170	Суперфинишная	Суперфинишный центровой станок 3871К	30-120		3	280	1400	3120х1460х1875
180	Торцекругло-шлифовальная	Торцекругло-шлифовальный станок ХШ4-11П	53-400	Поп. 5мкм	13	400	1200	4610х2245х1727
190	Внутришлифовальная	Внутришлифовальный станок СШ-37	50-100 инст. 8000-24000	Поп. 1-5мкм	6,2	Отв. 20-100	Длина отв.200	4000х2050х1600

5. РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

5.1 Расчет диаметральных размеров

5.1.1 Расчет замыкающих звеньев

На основании плана изготовления детали “Шпиндель” строим схему для радиальных размеров (см. чертеж 03.М.15.421.08.000). По данной схеме составляем следующие уравнения для замыкающих звеньев:

[Z₉]^20-1=Е⁰+Е9⁰14⁰+Е36¹⁰14⁰+Е9^20-136¹⁰-Е^20-1;

[Z₁₄]^20-1=И⁰+Е36¹⁰14⁰+Е14^20-136¹⁰-И^20-1;

[Z₁₅]^20-1=К⁰+Е15⁰14⁰+Е36¹⁰14⁰+Е15^20-136¹⁰-К^20-1;

[Z₉]^20-2=Е^20-1+Е9^20-136¹⁰+Е9^20-236¹⁰-Е^20-2;

[Z₁₂]^20-2=Ч^20-1+Е12^20-136¹⁰+Е12^20-236¹⁰-Ч^20-2;

[Z₁₄]^20-2=И^20-1+Е14^20-136¹⁰+Е14^20-236¹⁰-И^20-2;

[Z₁₅]^20-2=К^20-1+Е15^20-136¹⁰+Е15^20-236¹⁰-К^20-2;

[Z₁₁]^20-2=Х^20-1+Е11^20-136¹⁰+Е11^20-236¹⁰-Х^20-2;

[Z₁₆]^40-1=М⁰+Е16⁰14⁰+Е36¹⁰14⁰+Е11^20-236¹⁰+Е16^40-1(11²⁰14²⁰)-М^40-1;

[Z₁₇]^40-1/соs7^o7'30”=Л⁰+Е17⁰14⁰+Е36¹⁰14⁰+Е11^20-236¹⁰+Е17^40-1(11²⁰14²⁰)-Л^40-1;

[Z₁₆]^40-2=М^40-1+Е16^40-1(11²⁰14²⁰)+Е16^40-2(11²⁰14²⁰)-М^40-2;

[Z₁₇]^40-2/соs7^o7'30”= Л^40-1+Е17^40-1(11²⁰14²⁰)+Е17^40-2(11²⁰14²⁰)-Л^40-2;

[Z₁₈]^40-2/соs1^o30'= -Ы^40-1-Е18^40-1(11²⁰14²⁰)-Е18^40-2(11²⁰14²⁰)+Ы^40-2;

[Z₈]⁷⁰=Я²⁰+Е8²⁰36¹⁰+Е11^20-236¹⁰+Е34⁴⁰(11²⁰14²⁰)+Е8⁷⁰(34⁴⁰35⁴⁰)-Я⁷⁰;

[Z₁₀]⁷⁰=Ю²⁰+Е10²⁰36¹⁰+Е11^20-236¹⁰+Е34⁴⁰(11²⁰14²⁰)+Е10⁷⁰(34⁴⁰35⁴⁰)-Ю⁷⁰;

[Z₁₃]⁷⁰= Ф²⁰+Е13²⁰36¹⁰+Е11^20-236¹⁰+Е34⁴⁰(11²⁰14²⁰)+Е13⁷⁰(34⁴⁰35⁴⁰)-Ф⁷⁰;

[Z₉]¹¹⁰=Е^20-2+Е9^20-236¹⁰+Е11^20-236¹⁰+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е9¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)-Е¹¹⁰;

[Z₁₁]¹¹⁰=Х^20-2+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е11¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)-Х¹¹⁰;

[Z₁₄]¹¹⁰= И^20-2+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е14¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)-И¹¹⁰;

[Z₁₆]¹¹⁰= М^40-2+Е16^40-2(11²⁰14²⁰)+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е16¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)-М¹¹⁰;

[₁₆]¹¹⁰=М¹¹⁰+Е16¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е16^40-2(11²⁰14²⁰)-М^40-2+₁₆⁶⁰;

[Z₁₇]¹²⁰/соs7^o7'30”=Л^40-2+Е17^40-2(11²⁰14²⁰)+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е17¹²⁰(11¹¹⁰14¹¹⁰)--Л¹²⁰;

[Z₁₈]¹³⁰/соs1^o30'=-Ы^40-2-Е18^40-2(11²⁰14²⁰)-Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)-Е18¹³⁰(11¹¹⁰14¹¹⁰)+Ы¹³⁰;

[Z₉]¹⁶⁰=Е¹¹⁰+Е9¹¹⁰(34¹⁰⁰34¹⁰⁰)+Е11¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)+

+Е9¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)-Е¹⁶⁰;

[Z₁₁]¹⁶⁰=Х¹¹⁰+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)+Е11¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)-Х¹⁶⁰;

[Z₁₄]¹⁶⁰=И¹¹⁰+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)+Е14¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)-И¹⁶⁰;

[₉]¹⁶⁰=Е¹⁶⁰+Е9¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)+Е11¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)+

+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е11^20-236¹⁰+Е9^20-236¹⁰+Е^20-2+₉⁶⁰;

[Z₁₁]¹⁷⁰=Х¹⁶⁰+Е11¹⁷⁰11¹⁶⁰-Х¹⁷⁰;

[Z₁₄]¹⁷⁰= И¹⁶⁰+Е14¹⁷⁰14¹⁶⁰-И¹⁷⁰;

[₁₁]¹⁷⁰= ₁₁⁶⁰-Х^20-2 +Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е11¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)+

+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰ )(11¹¹⁰14¹¹⁰)+Е11¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)+Е11¹⁷⁰11¹⁶⁰ +Х¹⁷⁰;

[₁₄]¹⁷⁰=₁₄⁶⁰-И^20-2+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е14¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)+

+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)+Е14¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)+Е14¹⁷⁰14¹⁶⁰+И¹⁷⁰;

[Z₁₇]¹⁸⁰/соs7^o7'30”=Л¹²⁰+Е17¹²⁰(11¹¹⁰14¹¹⁰)+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)+

+Е14¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)+Е14¹⁷⁰14¹⁶⁰+Е17¹⁸⁰(11¹⁷⁰14¹⁷⁰)-Л¹⁸⁰;

[₁₇]¹⁸⁰/соs7^o7'30”=₁₇⁶⁰-Л^40-2+Е17^40-2(11²⁰14²⁰)+Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)+Е11¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)+

+Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)+Е11¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)+Е11¹⁷⁰11¹⁶⁰+Е17¹⁸⁰(11¹⁷⁰14¹⁷⁰)+Л¹⁸⁰;

[Z₁₈]¹⁹⁰/соs1^o30'=-Ы¹³⁰-Е18¹³⁰(11¹¹⁰14¹¹⁰)-Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)-Е14¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)-

-Е14¹⁷⁰14¹⁶⁰-Е18¹⁹⁰(11¹⁷⁰14¹⁷⁰)+Ы¹⁹⁰;

[₁₈]¹⁹⁰/соs1^o30'=₁₈⁶⁰+Ы^40-2-Е18^40-2(11²⁰14²⁰)-Е(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)(11²⁰14²⁰)-Е11¹¹⁰(34¹⁰⁰35¹⁰⁰)-Е(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)(11¹¹⁰14¹¹⁰)-Е11¹⁶⁰(34¹⁵⁰35¹⁵⁰)-Е11¹⁷⁰11¹⁶⁰-Е18¹⁹⁰(11¹⁷⁰14¹⁷⁰)-Ы¹⁹⁰.

5.1.2 Определение припусков

Минимальный припуск на обработку радиальных размеров рассчитываем по формуле:

Z_{i min}=R_{z i-1}+h_i-1 , мм

(5.1.)

где, R_{z i-1} - шероховатость обработанной поверхности полученной на предыдущем переходе;

h_i-1 - дефектный слой поверхности.

R_{z i-1} и h_i-1 определяем по [ 7, с. 246, прил. 5]

Z₉^20-1_min =Z₁₄^20-1_min =Z₁₅^20-1_min =Z₁₆^40-1_min =Z₁₇^40-1_min /соs7^o7'30”=

=160+290=450мкм =0,45мм;

Z₉^20-2_min=Z₁₂^20-2_min=Z₁₄^20-2_min=Z₁₅^20-2_min=Z₁₁^20-2_min=Z₁₆^40-2_min=Z₁₇^40-2_min /соs7^o7'30”= Z₁₈^40-2_min /соs1^o30'=40+60=100мкм=0,1мм;

Z₈⁷⁰_min=Z₁₀⁷⁰_min=Z₁₃⁷⁰_min=1,2мм;

Z₉¹¹⁰_min=Z₁₁¹¹⁰_min=Z₁₄¹¹⁰_min=Z₁₆¹¹⁰_min=Z₁₇¹²⁰_min/соs7^o7'30”=Z₁₈¹³⁰_min/соs1^o30'= =20+30=50мкм=0,05мм;

Z₉¹⁶⁰_min=Z₁₁¹⁶⁰_min=Z₁₄¹⁶⁰_min=5+20=25мкм=0,025мм;

Z₁₁¹⁷⁰_min =Z₁₄¹⁷⁰_min=2,52+5,48=8мкм=0,008мм;

Z₁₇¹⁸⁰_min /соs7^o7'30”=Z₁₈¹⁹⁰_min /соs1^o30'=5+20=25мкм=0,025мм.

Глубину слоя насыщения при цементации газовой определяем по [ 7, с. 246, прил. 5] и принимаем =1,10,1 мм.

Поле рассеивания припусков определяем по формулам:

[Z_i]=, при n3 (5.2.)

Или

[Z_i]=, при n3 (5.3.)

где, t - коэффициент риска, характеризующий вероятность выхода отклонения замыкающего звена за пределы допуска. При проценте риска Р=0,27%, t=3[ 7, с.66];

_i - коэффициент характеризующий соответствие закона рассеивания погрешности закону нормального распределения.

Для размеров не точнее IT9 -распределение Гаусса _i² =1/9, для размеров - IT7,8 - закон Симпсона _i²=1/6, для размеров IT5,6 - _i²=1/3,

для отклонений формы и расположения -закон Релея _i²=0,127;

_i - передаточное отношение;

[Z₉]^20-1== 2,07мм;

[Z₁₄]^20-1== 2мм;

[Z₁₅]^20-1== 2,08мм;

[Z₉]^20-2== 0,13мм;

[Z₁₂]^20-2== 0,13мм;

[Z₁₄]^20-2== 0,13мм;

[Z₁₅]^20-2== 0,15мм;

[Z₁₁]^20-2== 0,13мм;

[Z₁₆]^40-1== 2,32мм;

[Z₁₇]^40-1/соs7⁰7'30”== =2,08мм;

[Z₁₆]^40-2== 0,16мм;

[Z₁₇]^40-2/соs7⁰7'30”== 0,14мм;

[Z₁₈]^40-2/соs1⁰30'== 0,11мм;