Проектирование турбины винтовентиляторного двигателя

Результаты расчета приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Расчет динамической частоты 1 формы изгибных колебаний

УЗЕЛ ДВИГАТЕЛЯ: турбина МАТЕРИАЛ: ЖС-6К

E= 155400.000000 142100.000000 135900.000000 134510.000000

134500.000000 134500.000000 134500.000000 134500.000000

134500.000000 134500.000000 134500.000000

PO= 8100.000000 VP= 0.000000E+00 RP= 0.000000E+00

XP= 0.000000E+00 RK= 2.180000E-01 L= 4.000000E-02

FK= 9.560000E-05 FC= 9.120000E-05 FP= 8.210000E-05 JK= 4.550000E-10

JC= 3.120000E-10 JP= 1.990000E-10 NSM= 335.833300EPS= 1.000000E-03

Q0= 1.600000 Q1= 2.500000

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА:

Q NS [об/с] F1 [1/с]

1 1.78551400 .0 3502.4860

2 1.78551400 33.6 3350.9290

3 1.78543100 67.2 3282.2230

4 1.78526700 100.8 3274.0530

5 1.78526700 134.3 3285.9170

6 1.78493700 167.9 3301.2620

7 1.78455300 201.5 3319.9190

8 1.78438800 235.1 3341.8330

9 1.78405900 268.7 3366.9390

10 1.78351000 302.3 3395.1650

11 1.78318000 335.8 3426.4340

По данным таблицы 2.4 строим зависимость f_д = f(n_с). Для построения частотной диаграммы необходимо нанести на график диапазон рабочих частот вращения двигателя от оборотов малого газа до максимальных оборотов. Частота вращения ротора на режиме малого газа для ТВВД

.

Для определения резонансных режимов работы двигателя с учетом принятого масштаба наносим на этот же график частоты возбуждающих сил, кратные частоте вращения ротора:

где k - порядок гармоник возбуждающих сил;

n_c - частота вращения ротора.

Пересечение линий частот собственных колебаний с частотами возбуждающих сил, на частотной диаграмме рисунок 2.4, показывает резонансные режимы работы двигателя.

Рисунок 2.4 - Частотная диаграмма

В результате проведения расчёта получены значения динамических частот первой формы изгибных колебаний лопатки компрессора, возможных при вращении ротора компрессора на различных оборотах работающего двигателя.

Построена частотная диаграмма, из которой видно, что в рабочем диапазоне частот вращения ротора турбокомпрессора (от n_мг до n_max) резонанс не возникает.

2.4 Расчет на прочность диска ТВД

Диски турбин - это наиболее ответственные элементы конструкций газотурбинных двигателей. От совершенства конструкций диска зависит надежность, легкость конструкций авиационных двигателей.

Диски находятся под воздействием инерционных центробежных сил, возникающих при вращении от массы рабочих лопаток и собственной массы дисков. Эти силы вызывают в дисках растягивающие напряжения. От неравномерного нагрева дисков турбин возникают температурные напряжения, которые вызывают как растяжения, так и сжатие диска.

Кроме напряжений растяжения и сжатия, в дисках могут возникать напряжения кручения и изгиба. Напряжения кручения появляются при передачи диском крутящего момента, а изгибные - возникают под действием разности давлений и температур на боковых поверхностях дисков, от осевых газодинамических сил, действующих на рабочие лопатки, от вибрации лопаток и самих дисков, под действием гироскопических моментов, возникающих при эволюциях самолета.

Из перечисленных напряжений наиболее существенными являются напряжения от центробежных сил собственной массы диска и лопаточного венца, а также температурные. Напряжения кручения обычно и в расчетах не учитываются. Напряжения изгиба зависят от толщины диска и способа соединения дисков между собой и с валом и могут быть значительными лишь в тонких дисках.

Для оценки напряженности диска расчет ведут в предположении его упругого состояния. Однако в некоторых случаях напряжения могут превосходить пределы упругости и текучести материала, в результате чего деформации наиболее нагруженных участков диска будут иметь пластический характер. Кроме того, при высоких температурах существенное влияние на прочность диска может оказать ползучесть его материала. В этих случаях расчет на прочность диска должен выполняться с учетом пластической деформации и ползучести.

Расчет на прочности диска турбины будем проводить с помощью методики указанной в пособии [3].

При расчете на прочность принимаются следующие допущения:

-диск считается симметричным относительно срединной плоскости, перпендикулярной оси вращения;

- диск находится в плосконапряженном состоянии;

- температура диска меняется только по его радиусу и равномерна по толщине;

- напряжения на любом радиусе не меняются по толщине;

- наличие отверстий и бобышек на диске не принимается во внимание.

Цель расчета на прочность диска - определение напряжения и запасов прочности в различных сечениях по радиусу диска.

Для расчета диск разбиваем на 22 сечений рисунок 2.5, которые нумеруем от 0 до 22. Геометрические параметры заносим в таблицу 2.5.

Диск изготовлен из сплава ЭП-742-ВД.

Напряжения от центробежных сил лопаток и замковой части обода может быть определено для случая, когда лопатки и диск изготовлены из одного материала с одинаковой плотностью, по формуле:

,

где z = 83 - число лопаток;

= 324,062 МПа - напряжение в корневом сечении лопатки от растяжения центробежными силами;

F_к = 0,956·10^-4 м² - площадь корневого сечения лопатки;

? = 8100 кг/м³ - плотность материала диска и лопатки;

f = b_k·h_f = 0,0265·0,0172 = 2·10^-4 м² - площадь радиального сечения разрезной части обода диска;

l_f = 0,0172 м - высота разрезной части диска;

R_f = 0,2094 м - радиус центра тяжести площади f;

R_k = 0,2008м - наружный радиус неразрезного обода диска;

b_k = 0,0265м - ширина обода диска на радиусе R_K;

n = 20150 об/мин - частота вращения диска;

Для расчета диска на прочность используем два дифференциальных уравнения:

,

,

где и - радиальные и окружные нормальные напряжения;

- текущие значения толщины и радиуса диска;

- угловая скорость вращения диска;

- плотность материала диска;

- модуль упругости материала диска;

- коэффициент Пуассона;

- коэффициент линейного расширения материала диска;

- температура элемента диска на радиусе.

Точные решения дифференциальных уравнений могут быть получены только для ограниченного числа профилей, поэтому применяем приближенный метод определения напряжений в диске - метод конечных разностей. Расчет диска этим методом основан на приближенном решении системы дифференциальных уравнений путем замены входящих в них дифференциалов конечными разностями.

Рисунок 2.5 - Геометрические параметры диска и его расчетные сечения

При расчете данного диска необходимо учитывать распределение температуры по радиусу и ее влияние на упругие свойства, прочность материала. Изменение температуры по радиусу зависит от интенсивности охлаждения диска, коэффициента теплопроводности материала диска, конструктивных особенностей диска.

Температура диска на наружном диаметре t_к определяется через температуру в корневом сечении лопатки и тепловое сопротивление в замке по формуле:

.

Величина для охлаждаемых лопаток может быть принята 140?С.

?С.

Разность температур обода и центра диска (t_k- t₀) для продуваемых дисковна режиме n_max составляет 80?С. Следовательно, t₀ = 520?С.

Для дисков с центральным отверстием температура диска в расчетном сечении определяется по формуле:

,

где t_R -температура на расчетном радиусе;

t₀ - температура диска на радиусеR₀;

t_к - температура диска на наружном диаметре;

R - расчетный радиус;

R₀ -радиус центрального отверстия;

R_К - наружный радиус диска;

Приняв перепад температуры на диске , получим формулу для расчета температур в сечениях диска:

.

По полученным температурам в сечениях диска необходимо определить модуль упругости, коэффициент температурного расширения и предел длительной прочности. Результаты занесены в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 - Геометрические и физические параметры диска

№	R, м	b, м	t, ?C	E?10-5 ,МПа	? ?10-5 , 1/К	?дл, МПа
1	0,0545	0,07100	520	1,7402	16,38	850,0
2	0,0597	0,07100	520,1	1,7401	16,38	849,9
3	0,0655	0,07100	520,5	1,7398	16,39	849,6
4	0,0765	0,07100	521,8	1,7386	16,40	848,5
5	0,0820	0,06009	522,8	1,7377	16,40	847,7
6	0,0860	0,05212	523,7	1,7370	16,41	847,0
7	0,0900	0,04414	524,7	1,7361	16,42	846,2
8	0,0930	0,03816	525,5	1,7354	16,43	845,5
9	0,0960	0,03218	526,4	1,7346	16,43	844,8
10	0,0980	0,02820	527,1	1,7339	16,44	844,2
11	0,1080	0,02390	530,7	1,7307	16,46	841,2
12	0,1150	0,02089	533,7	1,7281	16,49	838,7
13	0,1200	0,01874	536,0	1,7260	16,51	836,8
14	0,1264	0,01600	539,3	1,7231	16,53	834,1
15	0,1400	0,01600	547,3	1,7159	16,59	827,3
16	0,1520	0,01600	555,5	1,7085	16,66	820,2
17	0,1650	0,01600	565,6	1,6993	16,74	811,3
18	0,1770	0,01600	576,1	1,6897	16,82	801,8
Продолжение таблицы 2.5
19	0,1900	0,01600	588,6	1,6782	16,92	790,0
20	0,1948	0,01600	593,6	1,6735	16,96	785,1
21	0,1948	0,02650	593,6	1,6735	16,96	785,1
22	0,2008	0,02650	600,0	1,6675	17,01	778,7

Расчет проводим с помощью программы diskop_1.exe. Результаты расчета приведены в таблице 2.6. По результатам расчета построены графики изменения напряжений рисунок 2.6 и коэффициента запаса прочности по высоте диска рисунок 2.7.

Таблица 2.6 - Результаты расчета на прочность диска турбины

K= 22 Z= 1 DP= 0 DT= 1 NR= 20150.000000 S RL= 209.700000

AZ= 0.000000E+00 BZ= 0.000000E+00 NZ= 1 QZ=0.000000E+00 MU= 3.00E-01

R(K)= 5.450000E-02 5.970000E-02 6.550000E-02 7.650000E-02

8.200000E-02 8.600000E-02 9.000000E-02 9.300000E-02

9.600000E-02 9.800000E-02 1.080000E-01 1.150000E-01

1.200000E-01 1.264000E-01 1.400000E-01 1.520000E-01

1.650000E-01 1.770000E-01 1.900000E-01 1.948000E-01

1.948000E-01 2.008000E-01

B(K)= 7.100000E-02 7.100000E-02 7.100000E-02 7.100000E-02

6.009000E-02 5.212000E-02 4.414000E-02 3.816000E-02

3.218000E-02 2.820000E-02 2.390000E-02 2.089000E-02

1.874000E-02 1.600000E-02 1.600000E-02 1.600000E-02

1.600000E-02 1.600000E-02 1.600000E-02 1.600000E-02

2.650000E-02 2.650000E-02

NRS(Z)= 20

PL= 8100.000000

T(K)= 520.000000 520.100000 520.500000 521.800000

522.800000 523.700000 524.700000 525.500000

526.400000 527.100000 530.700000 533.700000

536.000000 539.300000 547.300000 555.500000

565.600000 576.100000 588.600000 593.600000

593.600000 600.000000

E(K)= 174020.000000 174010.000000 173980.000000 173860.000000

173770.000000 173700.000000 173610.000000 173540.000000

173460.000000 173390.000000 173070.000000 172810.000000

172600.000000 172310.000000 171590.000000 170850.000000

169930.000000 168970.000000 167820.000000 167350.000000

167350.000000 166750.000000

AL(K)= 1.638000E-05 1.638000E-05 1.639000E-05 1.640000E-05

1.640000E-05 1.641000E-05 1.642000E-05 1.643000E-05

1.643000E-05 1.644000E-05 1.646000E-05 1.649000E-05

1.651000E-05 1.653000E-05 1.659000E-05 1.666000E-05

1.674000E-05 1.682000E-05 1.692000E-05 1.696000E-05

1.696000E-05 1.701000E-05

SDL(K)= 850.000000 849.900000 849.600000 848.500000

847.700000 847.000000 846.200000 845.500000

844.800000 844.200000 841.200000 838.700000

836.800000 834.100000 827.300000 820.200000

811.300000 801.800000 790.000000 785.100000

785.100000 778.700000

I R(I),M B(I),M MAS(I),КГ SR,МПА ST,МПА SEK,МПА ZAP

1 .5450E-01 .7696E-01 .0000 .0000 650.9 650.9 1.316

2 .5970E-01 .7696E-01 1.060 82.92 646.9 609.5 1.394

3 .6550E-01 .7696E-01 1.405 147.7 638.1 578.4 1.468

4 .7650E-01 .7696E-01 3.021 229.3 676.2 595.6 1.425

5 .8200E-01 .6458E-01 1.551 282.8 647.3 562.1 1.508

6 .8600E-01 .5553E-01 1.014 328.2 634.1 549.3 1.542

7 .9000E-01 .4749E-01 .9114 377.4 626.4 546.2 1.549

8 .9300E-01 .4097E-01 .6103 427.7 627.3 555.1 1.523

9 .9600E-01 .3578E-01 .5469 478.3 631.3 570.4 1.481

10 .9800E-01 .3216E-01 .3313 523.0 637.4 588.6 1.434

11 .1080 .2868E-01 1.575 554.5 618.7 589.2 1.428

12 .1150 .2617E-01 1.076 579.4 608.8 594.7 1.410

13 .1200 .2469E-01 .7510 592.5 602.1 597.4 1.401

14 .1264 .2200E-01 .9252 629.6 600.6 615.6 1.355

15 .1400 .2039E-01 1.930 607.8 568.0 588.9 1.405

16 .1520 .1799E-01 1.690 613.8 542.6 581.5 1.411

17 .1650 .1608E-01 1.764 599.4 507.9 559.3 1.451

18 .1770 .1465E-01 1.585 572.9 469.2 528.7 1.516

19 .1900 .1352E-01 1.689 524.5 417.2 479.9 1.646

20 .1948 .1304E-01 .6165 507.4 396.7 462.1 1.699

21 .1948 .2649E-01 .0000 249.8 319.5 291.0 2.698

22 .2008 .2649E-01 1.580 209.7 280.6 252.7 3.081

Рисунок 2.6 - Распределение напряжений по высоте диска

Рисунок 2.7 - Изменение коэффициента запаса прочности по высоте диска

В результате расчета получены значения напряжений и коэффициента запаса прочности по высоте диска. При расчете учитывалось изменение температуры по высоте диска.

Минимальный запас прочности к=1,316 в корневом сечении диска.

Минимальный коэффициент запаса удовлетворяет требованиям прочности, предъявляемым к дискам турбин.

Из проделанного расчета видно, что для 90% материала диска коэффициент запаса не превышает значения 2,3 и не опускается ниже значения 1,3, что говорит об удачном совмещении в конструкции диска экономии материала и массы с надежной работой на всем сроке эксплуатации.

2.5 Расчет на прочность замка рабочей лопатки ТВД

Расчет на прочность замка состоит из расчета замковой части лопатки и замковой части обода диска.

Методика упрощенных расчетов дает возможность провести сравнительный анализ прочности замков. За расчетный случай обычно принимают режим максимального числа оборотов ротора двигателя при максимальном расходе воздуха (у земли).

Трудность расчета связана со сложностью их конфигурации, вызывающей неравномерность распределения напряжений, и со сложным характером нагружения замка статическими и динамическими силами и моментами сил.

Допускаемые напряжения для каждого типа замка устанавливаются на основании статистики по указанным напряжениям в ранее изготовленных и успешно отработавших заданный ресурс ГТД.

При упрощенных расчетах замков обычно принимают во внимание лишь нагружение элементов центробежными силами масс пера и хвостовика лопатки. Действием на лопатку газового потока, инерционными силами пера, трением хвостовика в пазе - пренебрегают.

Таким образом, методика упрощенных расчетов замковых соединений имеет следующие допущения:

- на замок действует только центробежная сила лопатки;

- центробежные силы пера и хвостовика лопатки направлены по одному радиусу, проходящему через центр массы хвостовика;

- центробежная сила лопатки распределяется между опорными площадями замкового соединения равномерно и пропорционально величинам контактирующих поверхностей;

- диск имеет достаточно большой диаметр, поэтому можно считать, что замки расположены не по окружности диска, а в одной плоскости.

Для расчета необходимы следующие данные:

- материал: ЖС-6K;

- плотность материала: 8100кг/м³;

- число оборотов турбины: 20150 об/мин;

- угол наклона контактной площадки: ? = 30^о;

- угол клина замка: ? = 30^о;

- напряжение растяжения в лопатке у корня: ;

- площадь корневого сечения лопатки .

Геометтические размеры замка занесены в таблицу 2.6, а эскиз замка приведен на рисунке 2.8.

Таблица 2.6 - Геометрические размеры замка

	,мм	,мм	,мм	,мм	,мм	,мм
1	10,0	10,4	5,5	5,2	3	26,5
2	8,9	15,1	5,9	5,6	3	26,5
3	7,0	19,0	5,9	5,6	3	26,5
4	4,8	21,6	5,3	5	3	26,5

Определение центробежной силы массы лопатки (перо+замок):

Центробежная сила от массы пера лопатки определяется по формуле:

где: напряжения растяжения в корневом сечении пера лопатки от действия центробежных сил;

площадь корневого сечения пера лопатки.

Рисунок 2.8 - Эскиз замка ёлочного типа

Центробежная сила от массы хвостовика вычисляется по формуле:

где: объем хвостовика вычислен в программе КОМПАС;

плотность материала лопатки;

расстояние от оси вращения до центра массы хвостовика;

угловая скорость вращения ротора.

Определение силы действующей на зуб:

где: число пар зубьев;

коэффициент трения между зубьями хвостовика лопатки и диска ;

угол наклона зуба.

Определение среднего напряжения смятия между лопаткой и ободом диска:

Принимается, что площадь смятия на всех зубьях замка одинакова, так как длина замка по высоте и размер опорной поверхности зуба не изменяются, поэтому напряжение смятия достаточно рассчитать только в одном сечении.

где: длина опорной поверхности зуба;

длина замка лопатки;

Определение напряжения изгиба у основания зуба:

Напряжение изгиба для второго и третьего зубьев будут одинаковы, поэтому определим только для одного, а для первого и четвертого зуба будет отличатся, так как толщина этих зубьев у основания несколько меньше.

где: толщина зуба и -м сечении;

плечо силы

Определение напряжения среза у основания зуба:

Напряжение среза для второго и третьего зубьев будут одинаковы, поэтому определим только для одного, а для первого и четвертого зуба будет отличатся, так как толщина этих зубьев в плоскости среза несколько меньше.

где: толщина зуба в плоскости среза, в -м сечении;

Определение растягивающего напряжения у ножки лопатки:

где: толщина ножки лопатки в -м сечении;

центробежная сила части ножки, заключенной между -м и -м сечениями;

центробежная сила части ножки, расположенной ниже -го сечения рассчитана с помощью программы КОМПАС;

Определение напряжения растяжения в сечениях гребня диска турбины:

.

Центробежная сила , действующая на элементы гребня обода диска:

Определение запаса прочности в елочном замке

Данный замок елочного типа соответствует всем выдвигаемым требованиям:

Условие прочности выполняется.

Полученные в результате расчёта напряжения во всех сечениях замка меньше допускаемых, следовательно, вероятность разрушения хвостовика лопатки либо замковой части диска достаточно мала.

При разработке конструктивно-силовой схемы особое внимание уделялось расположению и конструкции опор, передаче крутящего момента и осевым силам от ротора турбины к ротору компрессора, креплению рабочих лопаток к дискам, уплотнению проточного тракта и масляных полостей, возможности сборки и разборки двигателя.

Проведен расчёт на прочность лопатки первой ступени турбины высокого давления, замка рабочей лопатки и диска первой ступени турбины высокого давления.

При расчёте лопатки на прочность получены допустимые запасы прочности по всей высоте пера лопатки. Минимальный запас прочности (К=1,75) получен во втором сечении.

При расчёте диска турбины высогоко давления на прочность получен удовлетворительный запас прочности по всей высоте диска. Минимальный запас прочности получен в 1 сечении диска (к =1,316).

При расчёте динамической частоты первой формы изгибных колебаний лопатки турбины высокого давления и построении частотной диаграммы получены резонансные обороты ротора компрессора. Все резонансные обороты не попадают в рабочий режим работы двигателя, что важно для работы ТВВД.

При расчете замка елочного типа были получены напряжение растяжения, смятия, напряжения и растяжения от действия центробежных сил, а так же напряжения растяжения в гребне диска. Полученные коэффициенты запаса прочности соответствуют допустимым.

3.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Анализ чертежа детали

3.1.1 Назначение условия работы и конструкция детали

Венец зубчатый (шестерня внутреннего зацепления) предназначен для передачи крутящего момента на задний вал дифференциального разомкнутого редуктора и понижения скорости вращения выходного вала винтовентилятора. Шестерни относятся к числу наиболее ответственных деталей машин. Существенное нарушение формы венца из-за высокой радиальной податливости или колебаний, а тем более разрушение шестерни влечёт за собой выход из строя всей конструкции. Поэтому к шестерням предъявляют высокие требования по точности изготовления, прочности, жёсткости, устойчивости и колебаниям.

Конструктивная форма зависит от нагрузок и способа соединения с валом. При больших вращающих моментах и повышенных требованиях к центрированию венцы соединяют с валами с помощью шлицевых соединений.

Технические условия на изготовление шестерен зависят от требований к конструкции.

Зубья детали работающие в тяжелых условиях, под действием ударных и знакопеременных нагрузок, поэтому материал детали должен быть достаточно прочным, иметь пластическую, вязкую сердцевину и поверхностную твердость. Для достижения поверхностной твердости зубьев применяется азотирование, которое проходи по поверхности детали.

Деталь образована цилиндрическими поверхностями и плоскостями. Наивысшая чистота поверхности R_a 0,2 мкм - принадлежит поверхностям 18 и 12 низшая R_a 3,2 мкм - всем поверхностям, которые не сопрягаются с другими деталями механизма.

Степень точности зубчатого венца маховика 5-Bd по ГОСТ 1643-81, а венца колеса 6-Bh по ГОСТ 1643-81.

3.1.2 Материал детали

Материалом детали назначена конструкционная легированная высококачественная сталь 30Х2Н2ВМФА-Ш. Ее применение в деталях машин: валки для горячей прокатки, валы-шестерни, зубчатые колеса, бандажи, коленчатые валы, шатуны, болты, выпускные клапаны и другие крупные ответственные детали. Свойства материала приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 ? Химический состав материала

№п/п	Химический элемент	Содержание, %
1	2	3
1	Ванадий (V)	0,20-0,40
2	Кремний (Si)	0,8-1,2
3	Марганец (Mn)	0-0,40
4	Медь (Cu), не более	0,30
5	Молибден (Mo)	0,25-0,40
6	Никель (Ni)	1,80-2,10
7	Сера (S), не более	0,012
8	Углерод (C)	0,28-0,34
9	Фосфор (P), не более	0,015
10	Хром (Cr)	1,6-2,2

Таблица 1.2 ? Физические свойства материала при Т=20?С

Параметр	E, 10- 5 МПа	?, 10 6 1/град	?, Вт/(м·град)	?, кг/м3	C, Дж/(кг·град)
Значение	200000	11,5	26,4	7900	500

Для достижения поверхностной твердости шестерня подвергается азотированию с достижением твердости HRC 56…58.

3.1.3 Оценка технологичности детали

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

Технологичность рассматривается по двум параметрам: качественная и количественная оценка технологичности.

Качественная оценка технологичности рассматривается в следующих аспектах:

? технологичность по материалу детали;

?технологичность по геометрической форме и качеству поверхностей;

? технологичность по простановке размеров;

? технологичность по способам и видам механической обработки;

?технологичность относительно потребности в специальных приспособлениях и технологической оснастке.

По материалу шестерня имеет среднюю технологичность ввиду относительно большого содержания углерода и легирующих элементов, что требует применения соответствующих режущих материалов при обработке.

Данная деталь, с точки зрения технологичности по геометрической форме, представляет собой тело вращения цилиндрической формы переменного диаметра. Вдоль оси вращения детали выполнено сквозное отверстие так же переменного диаметра. Имеется наличие ряда нетехнологических поверхностей, обуславливает применение специального режущего инструмента и оборудования. К таким поверхностям относятся зубья. Деталь имеет две внутренних зубчатых поверхности. Для их получения необходимо применять специальные методы обработки, как зубодолбление, зубошлифование.

Что же касается технологичности по геометрической формы, то шестерни в этом смысле нетехнологичны, поскольку операции нарезания зубьев выполняется в основном малопроизводительными методами. Отношение длины детали к наружному диаметру невелико, что обеспечивает достаточную жесткость детали при обработке.

Технологичность по простановке размеров выражается в том, что на чертеже детали, конструктором проставлены собственные размеры детали с учетом отклонений и погрешностей. Эти размеры проставлялись с учетом реальных условий изготовления детали, но базы на их основе могут быть использованы в качестве исходных, установочных и измерительных баз почти на всем протяжении технологического процесса изготовления детали. Это отвечает принципу совмещения баз, что позволяет говорить о технологичности детали по этому параметру.

С точки зрения технологичности по способам и видам механической обработки можно сказать, что при изготовлении данной детали используется достаточное количество разнообразных технологических операций, которые и позволяют получить из заготовки готовую деталь.

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, т.е. их получение не связано с какими-нибудь значительными трудностями. В целом деталь можно отнести к технологичным благодаря небольшой номенклатуре видов механической обработки и использовании стандартных инструментов.

Технологичность относительно потребности в специальных приспособлениях и технологической оснастке. Для изготовления данной детали требуется небольшая номенклатура инструмента. Это стандартные резцы, сверла и фрезы и нестандартные долбяки.

При изготовлении шестерни требуется большое количество специальной оснастки (специальные делительные устройства при фрезеровании и сверлении, а так же долблении ). Это повышает стоимость и снижает технологичность детали.

В целом деталь относится к деталям средней технологичности и может быть изготовлена в больших количествах в условиях серийного производства.

Количественная оценка технологичности производится по следующим показателям:

? точность

,

,

где Т_ср - среднее значение точности;

n_i - количество поверхностей одного квалитета;

Т_i - степень точности соответствующих поверхностей;

К_Т - средний коэффициент точности.

На рисунке 3.1 приведен чертеж детали с нумерацией поверхностей, подлежащих обработке.

Значения точности поверхностей взяты из табл.2, с.441 [10] и занесены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 ? Точности поверхностей детали

№ поверхности	Количество поверхностей	Степень точности (квалитет)
13	1	8
2,3,6,8,15,19,	6	11
1,4,5,7,9,10,12,14,17,18,20	11	12
11	1	13
16	1	15



Рисунок 3.1 ? Схема нумерации поверхностей детали

Тогда имеем

Таким образом, деталь технологична по показателю точности.

? шероховатость

,

,

где Ш_ср - среднее значение шероховатости;

n_i - количество поверхностей одной шероховатости;

Ш_i - шероховатость соответствующих поверхностей;

К_Ш - средний коэффициент шероховатости.

Значения шероховатостей поверхностей приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 ? Шероховатости поверхностей детали

№ поверхности	Количество поверхностей	Шероховатость
12,18	2	Ra 0,2
4,5,11	3	Ra 0,8
13,19	2	Ra 1,6
1,2,3,6,7,8,9,10,14,15, 16,17,20	13	Ra 3,2

Тогда имеем

Таким образом, деталь технологична по показателю шероховатости.

? коэффициент использования материала (КИМ)

,

где М_дет=20,57 кг - масса детали;

М_пок=54,51 кг ? масса заготовки-поковки.

По КИМ деталь нетехнологична.

3.1.4 Выбор и обоснование метода получения заготовки

Заготовка - предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь.

При выборе заготовки для заданной детали назначают метод ее получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление.

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости.

Факторы, определяющие выбор способа получения заготовки: форма и размеры заготовки; требуемая точность и качество поверхностного слоя заготовки; условия эксплуатации детали; технологические свойства материала заготовки; количество выпускаемых деталей; производственные возможности предприятия.

Учитывая назначения и условия работы детали, ее конфигурацию, свойства материала и тип производства целесообразно избрать в качестве метода получения заготовки горячую объемную штамповку.

Горячая объемная штамповка находит широкое применение в машиностроении, так как дает изготовить поковку с высокими механическими свойствами и по конфигурации близкую к исходной детали. Применение метода групповой технологии может обеспечить рентабельность горячей штамповки даже в условиях мелкосерийного производства.

В первую очередь выбирают такой способ изготовления заготовок, который полностью обеспечивает заданное качество детали с учетом условий работы. При наличии нескольких возможных способов выбор делают исходя из условий обеспечения максимальной производительности труда и минимальной стоимости изготовления заготовки.

Штамповка на кривошипных горячештампованных прессах (КГШП) была выбрана благодаря присущим ей особенностям, благодаря которым становится возможным изготавливать максимально технологичные заготовки.

Штамповка в открытых штампах на кривошипных горячештампованных прессах в неразъемных матрицах достигается применением более точных заготовок, более точной дозировки металла, применением обычной заготовки и компенсирующего устройства в штампах для размещения излишка металла (5-10% объема заготовки). Точная дозировка металла для штамповки связана с дополнительными затратами из-за более сложного инструмента и меньшей производительности при отрезке. Несмотря на недостатки КГШП (высокая стоимость; меньшая универсальность; худшее заполнение глубоких полостей из-за малой скорости деформации; более сложная конструкция; регулировка и эксплуатация штампов) КГШП очень хорошо подходит к особенностям такой отрасли промышленности как авиадвигателестроение.

К основным факторам, определяющим величины допусков и припусков относятся прежде всего технологические свойства штампуемых сплавов, габаритные размере (или масса) и форма поковки.

Штамповочные уклоны необходимы для облегчения удаления поковки из ручья. Однако их величина (отклонение по вертикали) должна быть минимальной, так как её уменьшение способствует снижению массы поковки, уменьшению напуска, облегчению заполнения окончательного ручья и увеличению его стойкости.

Острые кромки на поверхности поковки необходимо закруглить. При закруглении этих кромок радиусами недостаточной величины концентрация напряжений в соответствующих углах окончательного ручья при работе штампа ведёт к быстрому образованию в нём трещин. Вместе с тем затекание металла в углы резко затруднено и требует повышенного давления при штамповке.

Значения радиусов закругления внешних углов (так называемых наружных радиусов закруглений) установлены ГОСТ 7505-74 в пределах 0,8-8,0 мм в зависимости от массы поковки в пределах до 200 кг.

Для определения точности размеров заготовки необходимо определить следующие параметры:

? группа обрабатываемого материала: по содержанию углерода и легирующих элементов сталь 30Х2Н2ВМФА-Ш относится к группе М3;

? степень точность поковки по формуле:

,

где ? масса простой фигуры, в которую вписывается поковка;

? = 7900 кг/м³ ? плотность стали 30Х2Н2ВМФА-Ш;

D_max = 0,625 м ?максимальный диаметр поковки;

L = 0,107 м ? длина поковки.

Степень сложности поковки относится к С₃.

Исходя из группы материала, степени сложности поковки, массы поковки (интервал 40-63 кг) и геометрических размеров детали по табл.23 [9] определяются допуски основных размеров поковки, они занесены в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 ? Допуски основных размеров поковки

№ пов-ти	Размер детали, мм	Интервал размеров, мм	Отклонения размера, мм	Допуск размера, мм	Квалитет	Rz, мкм
6	625	500…630	+6,7 ?3,3	10	IT17	200
2	590	500…630	+6,7 ?3,3	10	IT17	200
13	554,5	500…630	+3,3 ?6,7	10	IT17	200
1,10	107	50…120	+4,2 ?2,1	6,3	IT17	200
10,5	48	до 50	+4,2 ?2,1	6,3	IT17	200

3.2 Расчет числа технологических переходов обработки основных поверхностей детали

Число переходов, необходимое для обработки каждой из поверхностей детали и их состав по применяемым методам обработки определяются соотношением характеристик точности размеров, формы и шероховатости одноимённых поверхностей исходной заготовки и готовой детали.

При определении необходимого и достаточного количества ступеней обработки отдельных поверхностей для обеспечения заданных характеристик точности формообразующих размеров, формы и качества поверхности с достаточной для практических целей точностью, воспользуемся зависимостями:

1) число ступеней обработки, необходимое для обеспечения заданной точности:

где Т_заг - допуск размера заготовки, мкм [табл.3.1];

Т_дет - допуск размера детали, мкм [табл.2, с.441 [2]].

2) число ступеней обработки, необходимое для обеспечения заданной шероховатости:

где Ra_заг - шероховатость поверхности заготовки, мкм;

Ra_дет - шероховатость поверхности готовой детали, мкм.

Для торцевых и конических поверхностей расчет потребного числа переходов производится только по шероховатости ввиду отсутствия допусков на эти поверхности.

Число потребного количества ступеней обработки принимаем исходя из следующих факторов:

1. Увеличение ступеней обработки приводит к уменьшению доли общего припуска, снимаемого на каждой операции в отдельности, что в свою очередь приводит к разгрузке оборудования, увеличению стойкости режущего инструмента, улучшению процесса резания.

2. В свою очередь меньшее количество ступеней обработки требует меньшего количества оборудования, меньшее количество людей, значительно упрощается техпроцесс и уменьшается время на обработку.

Исходя из этих соображений будем намерено завышать количество операций для наиболее ответственных поверхностей. Для наименее ответственных поверхностей, будем намеренно занижать количество операций. Разбивку точности проводим исходя из метода обработки.

Для поверхности №3 [рис.3.1] имеем:

Принимаем ближайшее целое число для большего, т.е. n = 3.

Результаты расчета необходимого числа ступеней обработки для остальных поверхностей детали и методы обработки приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4 ? Расчет числа потребных технологических переходов формообразования поверхностей заготовки

№ пов.	Заготовка	Деталь	nТ	nШ	nпр	Точность по переходам Т, мкм	Шероховатость переходам Ra, мкм	Маршрут обработки
	Т, мкм	Ra, мкм	Т, мкм	Ra, мкм				1	2	3	4	5		1	2	3	4	5	№ опер.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13		14	15	16	17	18	19	20
1	Торцевая
		50		3,2		2,98	3								12,5				020	1 Подрезка торца черновая
																6,3			040	2 Подрезка торца чистовая
																	3,2		055	3 Подрезка торца тонкая
13	Внутренняя цилиндрическая O554,5
	10000	50	110	3,2	4,26	2,98	4	15/2800						25					020	1 Растачивание черновое
	Н17		Н8						13/1100						12,5				030	2 Растачивание черновое
										11/440						6,3			035	3 Растачивание чистовое
											8/110						3,2		050	4 Растачивание тонкое
15	Внутренняя цилиндрическая O578
	10000	50	440	3,2	2,95	2,98	3	15/2800						12,5					030	1 Растачивание черновое
	Н17		Н11						13/1100						6,3				045	2 Растачивание чистовое
										11/440						3,2			050	3 Растачивание тонкое
19	Внутренняя цилиндрическая O556
	10000	50	440	3,2	2,95	2,98	3	15/2800						12,5					030	1 Растачивание черновое
	Н17		Н11						13/1100						6,3				045	2 Растачивание чистовое
										11/440						3,2			050	3 Растачивание тонкое
11	Внутренняя коническая под 5?
							1							3,2					060	1 Точение внутреннее чистовое
14	Внутренняя коническая под 5?
							1							3,2					065	1 Точение внутреннее чистовое
6	Наружная цилиндрическая O625
	10000	50	440	3,2	2,95	2,98	3	15/2800						12,5					025	1 Точение черновое
	h17		h11						13/1100						6,3				040	2 Точение получистовое
										11/440						3,2			055	3 Точение чистовое
2	Наружная цилиндрическая O590
	10000	50	440	3,2	2,95	2,98	3	15/2800						12,5					025	1 Точение черновое
	h17		h11						13/1100						6,3				040	2 Точение получистовое
										11/440						3,2			055	3 Точение чистовое
3	Наружная цилиндрическая O585
	10000	50	440	3,2	2,95	2,98	3	15/2800						12,5					025	1 Точение черновое
	h17		h11						13/1100						6,3				040	2 Точение получистовое
										11/440						3,2			055	3 Точение чистовое
8	Наружная цилиндрическая O600
	10000	50	440	3,2	2,95	2,98	3	15/2800						12,5					025	1 Точение черновое
	h17		h11						13/1100						6,3				040	2 Точение получистовое
										11/440						3,2			055	3 Точение чистовое
10	Торцевая
		50		3,2		2,98	3							12,5					030	1 Подрезка торца черновая
															6,3				045	2 Подрезка торца чистовая
																3,2			050	3 Подрезка торца тонкая
	Фаска наружная под 45?
														3,2						1 Точение наружное чистовое
20	Сверлить отверстие O30
	390	12,5	160	3,2	1,1	2,23	1	11/160						3,2					70	1 Сверление отверстия
5	Торцевая
		50		3,2		2,98	3							12,5					025	1 Подрезка торца черновая
															6,3				040	2 Подрезка торца чистовая
																3,2			055	3 Подрезка торца тонкая
9	Торцевая
		50		3,2		2,98	3							12,5					025	1 Подрезка торца черновая
															6,3				040	2 Подрезка торца чистовая
																3,2			055	3 Подрезка торца тонкая
7	Торцевая
		50		3,2		2,98	3							12,5					025	1 Подрезка торца черновая
															6,3				040	2 Подрезка торца чистовая
																3,2			055	3 Подрезка торца тонкая
14	Торцевая
		50		3,2		2,98	3							12,5					030	1 Подрезка торца черновая
															6,3				045	2 Подрезка торца чистовая
																3,2			050	3 Подрезка торца тонкая
17	Торцевая
		50		3,2		2,98	3							12,5					030	1 Подрезка торца черновая
															6,3				045	2 Подрезка торца чистовая
																3,2			050	3 Подрезка торца тонкая

Размещено на http://www.allbest.ru/

3.3 Разработка предварительного плана технологического процесса. Выбор и обоснование технологических баз

Исходными данными для разработки маршрутного технологического процесса изготовления детали являются заданный чертеж детали и тип производства.

При проектировании маршрутного технологического процесса необходимо разработать графический план обработки заготовки, установить состав и последовательность операций, указав для каждой операции обрабатываемые поверхности, методы их обработки и характеристики точности, схемы установок и позиции, тип оборудования.

Для проектирования плана обработки рациональна определенная последовательность решений:

?составление укрупненного плана обработки заготовки, устанавливающего рациональную последовательность формообразующих операций, а также наличие и место в плане обработки термических, контрольных и других вспомогательных операций;

? выявление конструкторских баз расположения поверхностей и отсчета координатных размеров связей с ними исходных поверхностей заготовки и необрабатываемых поверхностей детали.

Весь план обработки состоит из четырех этапов: черновой, получистовой, чистовой и отделочный. Кратко рассмотрим каждый из них.

1. Черновой этап состоит из черновых операций, на которых снимается до 60-70 % припуска на обработку. На этом этапе достигается равномерное распределение припусков на дальнейшую обработку, и удаляются дефекты на поверхности заготовки.

2. Получистовой этап обработки выполняется, как правило, в той же последовательности, что и черновая обработка, но более точно, с меньшими режимами резания, при этом устраняют коробление, возникшее после первого этапа.

3. На чистовом этапе снимается до 30 % припуска, и детали придается окончательная форма.

4. Отделочный этап включает операции, обеспечивающие заданную точность и чистоту рабочей поверхности. Выполняется, как правило, после термообработки, если она имеет место в технологическом процессе.

База ? это поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, ось или точка, принадлежащая заготовке (детали) и используемая для базирования.

На чертеже детали [2011.БЕРЕЖН.242.03] конструктором проставлена одна конструкторская база. Также имеется точно обработанная цилиндрическая поверхность, которая имеет жесткие допуски и одна торцевая поверхность из жестким допуском по радиальному биению относительно базы. Таким образом, имеем три поверхности, которые могут быть использованы в качестве технологических баз. Исходя из соображений удобства закрепления заготовки на станке выбираем за базы поверхности вершин зубьев 2 и 13.

Также необходимо выбрать торцевые поверхности, которые будут служить упорами при обработке. Принимаем сопряженные с базами поверхности торцев 1 и 10.

Таким образом, имеем 2 комплекта технологических баз:

? левый комплект баз: наружная цилиндрическая поверхность 2 и торец 1;

? правый комплект баз: внутренняя цилиндрическая поверхность 13 и торец 10.

Для большинства операций соблюдается принцип совмещения и постоянства баз, и такие базы называются чистыми. Исключение составляют первые операции, на которых базы уступают по точности и качеству обрабатываемым поверхностям. Это черновые базы, которые могут быть использованы только один раз и для координации только одной из обрабатываемых поверхностей. То есть обработку детали начинаем с той поверхности, которая будет служить установочной базой для дальнейших операций.

Обработку поверхностей точным взаимным расположением включаем в одну операцию, и выполняем за одно закрепление заготовки. А черновую и чистовую обработки заготовок со значительными припусками выделяем в отдельные операции, так как совмещение черновых и чистовых переходов в одной операции приводит к снижению точности обработки вследствие повышенного износа инструмента на черновых операциях.

План обработки строим так, чтобы последними обрабатывались поверхности, к которым предъявляются повышенные требования по точности, а в начале те поверхности, к точности которых предъявлены меньшие требования. При определении последовательности переходов операции, предусматриваем опережающее выполнение тех переходов, которые подготавливают возможность осуществления следующих за ними переходов.

Последовательность операций отражена в плане обработки [2011. БЕРЕЖН.242.04].

3.4 Расчет припусков и операционных размеров на обработку

3.4.1 Расчет припусков и операционных размеров на диаметральные поверхности

Выполним расчет припусков расчетно-аналитичексим методом, суть которого описана в пособии [11, с.10-24, с.68-72].

Величину минимального припуска на диаметральные поверхности определяют по формуле:

,

где Rz_i-1 и h_i-1 - соответственно шероховатость и глубина дефектного слоя на предыдущей ступени обработки, мкм;

?_i-1 - величина суммарных пространственных отклонений на предыдущей ступени обработки, мкм;

?_i - погрешность установки детали в данной ступени обработки, мкм.

Величина суммарных пространственных отклонений определяется по формуле:

,

где ?_кор - величина коробления поковки, мкм;

?_см - величина смещения поковки, мкм.

Величина остаточных отклонений определяется по величине коэффициента уточнения формы:

,

где К_у - коэффициент уточнения формы.

Номинальный припуск определяется по формуле:

,

где T_i-1 - допуск размера на предыдущей обработке, мкм.

Максимальный припуск определяется для отверстия и вала отдельно:

? валов

? отверстий

Минимальный припуск для:

? валов

? отверстий

Расчетный диаметр определяется для отверстия и вала отдельно:

? валов

? отверстий

Технологический операционный размер на каждой ступени обработки записывается как номинальный размер с допуском. При этом, в случае обработки охватывающих поверхностей в качестве номинального выступает минимальный размер, а в случае охватываемых - максимальный.

Технологический размер заготовки записывается как номинальный размер заготовки с соответствующим допуском.

Для остальных поверхностей расчет проводим нормативным методом, в котором минимальный расчетный припуск 2Z_min.p принимается из таблицы П.5.1 [11]. Остальные расчеты аналогичны описанным выше.

Результаты расчетов припусков по расчетно-аналитическому и нормативному методам сведены в табл. 3.5 и 3.6 соответственно.

Таблица 3.5 ? Расчет припусков на диаметральные размеры расчетно-аналитическим методом

Технологический переход	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск 2Zmin.p, мкм	Допуск размера T, мм	Расчетный припуск 2Zном.p, мкм	Расчетный размер D, мм	Принятые размеры, мм	Принятые припуски, мм	Опера-ционный размер	Коэф. уточн. Ку
	Rz	h	??	?					Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin
Наружная цилиндрическая 2 O590 h11
Штамповка	200	300	1628	?	?	10	?	609,347	616,3	606,3	?	?	O610	?
Точение черновое	50	80	98	400	4353	2,8	14353	594,994	595,1	592,2	24	11,2	O595,1	0,06
Термическая нормализация			0,81
Точение получистовое	25,2	40	82	200	705	1,1	3505	591,489	591,5	590,4	4,7	0,8	O591,5	0,05
Точение чистовое	12,8	20	66	100	389	0,44	1489	590	590	589,56	1,94	0,4	O590	0,04
Внутренняя цилиндрическая 13 O554,5 Н8
Штамповка	200	300	1628	?	?	10	-	533,902	537,7	527,7	-	-	O534	?
Растачивание черновое	100	50	98	400	4353	2,8	14353	548,255	548,8	546	23,1	10,3	O546	0,06
Растачивание черновое	50	40	98	300	931	1,1	3731	551,986	552,9	551,8	4,9	1	O551,8	0,06
Термическая нормализация			0,81
Растачивание чистовое	25,2	20	82	200	625	0,44	1725	553,711	554,14	553,7	2,34	0,8	O553,7	0,05
Растачивание тонкое	12,8	10	66	100	349	0,11	789	554,5	554,61	554,5	0,91	0,36	O554,5	0,04

Таблица 3.6 ? Расчет припусков на диаметральные размеры нормативным методом

Технологический переход	Расчетный припуск	Допуск размера	Расчетный припуск	Расчетный размер	Принятые размеры, мм	Принятые припуски, мм	Операционный размер
	2Zmin.p, мкм	T, мм	2Zном.p, мкм	D, мм	Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Наружная цилиндрическая 6 O625 h11
Штамповка	-	10	-	645,2	652,3	642,3	-	-	O646
Точение черновое	3400	2,8	13400	631,8	632	629,2	23,1	10,3	O632
Точение получистовое	1500	1,1	4300	627,5	627,5	626,4	5,6	1,7	O627,5
Точение чистовое	1400	0,44	2500	625	625	624,56	2,94	1,4	O 625
Продолжение таблицы 3.6
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Наружная цилиндрическая 3 O585 h11
Штамповка	-	10	-	605,2	616,3	606,3	-	-	O610
Точение черновое	3400	2,8	13400	591,8	591,8	589	27,3	14,5	O591,8
Точение получистовое	1500	1,1	4300	587,5	587,5	586,4	5,4	1,5	O587,5
Точение чистовое	1400	0,44	2500	585	585	584,56	2,94	1,4	O 585
Наружная цилиндрическая 8 O600 h11
Штамповка	-	10	-	620,2	652,3	642,3	-	-	O646
Точение черновое	3400	2,8	13400	606,8	606,8	604	48,3	35,5	O606,8
Точение получистовое	1500	1,1	4300	602,5	602,5	601,4	6,4	2,5	O602,5
Точение чистовое	1400	0,44	2500	600	600	599,56	2,94	1,4	O 600
Внутренняя цилиндрическая 15 O578 H11
Штамповка	-	10	-	557,1	537,7	527,7	-	-	O534
Растачивание черновое	4000	2,8	14000	571,1	573,9	571,1	46,2	33,4	O571,1
Растачивание чистовое	2500	1,1	5300	576,4	577,5	576,4	6,4	2,5	O576,4
Растачивание тонкое	500	0,44	1600	578	578,44	578	2,04	0,5	O 578
Внутренняя цилиндрическая 19 O556 Н11
Штамповка	-	10	-	535,1	537,7	527,7	-	-	O534
Растачивание черновое	4000	2,8	14000	549,1	551,9	549,1	24,2	11,4	O549,1
Растачивание чистовое	2500	1,1	5300	554,4	555,5	554,4	6,4	2,5	O554,4
Растачивание тонкое	500	0,44	1600	556	556,44	556	2,04	0,5	O 556

3.4.2 Расчет припусков и размеров-координат на торцевые поверхности

Расчет проводится аналогично разделу 3.4.1. Величину минимального припуска на обработку торцевой поверхности определяют по формуле:

,

где Rz_i-1 и h_i-1 - соответственно шероховатость и глубина дефектного слоя на предыдущей ступени обработки;

?_i-1 - величина пространственных отклонений на предыдущей ступени обработки;

?_i - погрешность установки детали в данной ступени обработки.

Результаты расчета минимальных припусков на обработку торцевых поверхностей расчетно-аналитическим методом сведены в таблицу 3.7.

Таблица 3.7 ? Минимальные припуски на торцевые поверхности

Технологический переход	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск 2Zmin.p, мкм
	Rz	h	??	?
Торец поверхность 1
Штамповка	200	300	0	-	-
Подрезка торца черновая	50	100	0	120	620
Подрезка торца чистовая	25,5	40	0	100	250
Подрезка торца тонкая	12,8	10	0	80	145,5
Торец поверхность 5
Штамповка	200	300	0	-	-
Подрезка торца черновая	50	100	0	120	620
Подрезка торца чистовая	25,5	40	0	100	250
Подрезка торца тонкая	12,8	10	0	80	145,5
Торец поверхность 7
Штамповка	200	300	0	-	-
Подрезка торца черновая	50	100	0	120	620
Подрезка торца чистовая	25,5	40	0	100	250
Подрезка торца тонкая	12,8	10	0	80	145,5
Торец поверхность 9
Штамповка	200	300	0	-	-
Подрезка торца черновая	50	100	0	120	620
Подрезка торца чистовая	25,5	40	0	100	250
Подрезка торца тонкая	12,8	10	0	80	145,5
Технологический переход	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск 2Zmin.p, мкм
	Rz	h	??	?
Торец поверхность 10
Штамповка	200	300	0	-	-
Подрезка торца черновая	50	100	0	120	620
Подрезка торца чистовая	25,5	40	0	100	250
Подрезка торца тонкая	12,8	10	0	80	145,5
Торец поверхность 14
Штамповка	200	300	0	-	-
Подрезка торца черновая	50	100	0	120	620
Подрезка торца чистовая	25,5	40	0	100	250
Подрезка торца тонкая	12,8	10	0	80	145,5
Торец поверхность 17
Штамповка	200	300	0	-	-
Подрезка торца черновая	50	100	0	120	620
Подрезка торца чистовая	25,5	40	0	100	250
Подрезка торца тонкая	12,8	10	0	80	145,5

Расчёт линейных операционных размеров начинают с построения размерной схемы технологического процесса. Основой для построения схемы служит план технологического процесса.

Размерную схему необходимо строить, располагая эскизами плана обработки детали, следующим образом. Вычерчивают контур готовой детали, утолщёнными линиями указывают координаты торцов поверхностей в соответствии с координацией размеров на рабочем чертеже.

С учётом количества обрабатываемых торцевых поверхностей на эскизе детали условно показывают операционные припуски вплоть до соответствующего размера заготовки. Затем все исходные, промежуточные и окончательные торцевые поверхности нумеруются слева направо.

Через пронумерованные поверхности проводятся вертикальные линии. Между вертикальными линиями, начиная с последующей операции, с учётом эскизов обработки, указывают технологические размеры (обозначаем S_n). Размер представлен в виде стрелок с точкой, причём точка совмещена с установочной базой, а стрелка своим остриём упирается в ту поверхность, которую мы получили на данной операции, после снятия соответствующего межоперационного припуска.

После построения размерной схемы мы можем составить размерные цепи. В качестве замыкающих звеньев выступают конструкторские размеры или размеры припусков, в качестве составляющих, искомых звеньев, выступают операционные размеры, которые функционально связывают торцевые поверхности на всех операциях от заготовительной до окончательной. Размерная схема представлена на рис. 3.2.

Рисунок 3.2 ? Размерная схема обработки детали и схемы размерных цепей

Выявление и расчет технологических размерных цепей начинают с двухзвенных цепей. А затем в такой последовательности, чтобы в каждой цепи имелось только одно неизвестное звено. Остальные звенья уже определены расчетом предыдущих размерных цепей. Для выполнения этого условия необходимо начинать выявление и расчет цепей в последовательности, обратной выполнению операций в технологическом процессе изготовления шестерни.