Разработка проекта частной методики выполнения измерений детали "Шок"

4. После предварительной  механической и окончательной  термической обработки контролировать  ультразвуковой дефектоскопией  в объеме 100%. Методика контроля по ГОСТ26-01-134-81

5. Контролировать  магнитной дефектоскопией по  ГОСТ21.105-87, уровень чувствительности  А; место под резьбу контролировать  до нарезки резьбы.

К геометрии штока предъявляют следующие требования:

1. резьбы штока  выполнять по ГОСТ24705-81 методом накатки.

2. дефекты с  эквивалентной площадью более 3мм  не допускаются.

3. искривление  оси штока или радиальное биение  штока не более 0,07мм/м.

4. контакт притертых  поверхностей не менее 80. Радиальные  разрывы не допускаются.

На всех поверхностях штока не допускаются трещины, волосовины, забоины и другие дефекты, снижающие прочность детали.

Резьба штока должна быть без забоин, трещин, задиров, сорванных ниток и других дефектов.

При изготовлении штока из проката заготовка должна удовлетворять следующим требованиям:

1. на наружной  поверхности заготовки не допускаются  местные дефекты, если глубина  их, определённая, превышает для  заготовок диаметром более 100 мм  величины допуска на данный  размер, а для заготовок менее 100 мм - величины минусового допуска на размер.

2. в заготовках  не допускаются усадочные раковины, рыхлости, пузыри, расслоения, трещины, неметаллические включения и  флокены.

Для повышения конструкционной прочности заготовки из легированных сталей предпочтительно подвергать термообработке - улучшению.

Проверяют микроструктуру нормализованных сталей и отпущенных, углеродистых и легированных. Величина зерна должна быть не крупнее №4 (ГОСТ 1778-61). Поковки для штоков заказывают по 4 группе и соответствующей категории прочности.

Поверхность штока, работающая на износ, должна быть упрочнена:

1.Для штоков из сталей 38ХМЮА, 38Х2МЮА, 35ХЮА поверхностное упрочнение достигается азотированием на глубину 0,25 - 0,35 мм до твёрдости HV 950 - 1100. разность твёрдостей на одной азотированной поверхности не должна превышать НV 80.

2. Для штоков из сталей 35, 40 и 45 производится поверхностная закалка до твёрдости HV460 - 600. Разность твёрдости на одной поверхности не более HV90 - 120.

3. Для штоков  из стали 40ХНМА поверхностное  упрочнение достигается нитроцементацией на глубину 0.5 мм до твердости HV 600. Разность твердости на одной поверхности не должна превышать HV80.

Изготовляя втулки необходимо соблюдать следующие требования:

1. 167…207 НВ
2. Н14, h14. ±t2/2
3. Контакт притертых поверхностей не менее 80% ширины поверхности. Радиальные разрывы не допускаются.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5 Метод измерений

 

В качестве черновых баз выбираем наружные цилиндрические поверхности. Данные поверхности имеют достаточную протяженность для надежного закрепления, обеспечивают доступ к чистовым базам.

 

Базирование на фрезерно-центровальной операции

 

На чистовых операциях обработки наружных цилиндрических поверхностей и на операции фрезерования шестигранника для базирования используются центровые отверстия и торец. Данная схема базирования соответствует принципу совмещения баз, позволяет обеспечить соосность поверхностей штока после разных стадий обработки.

 

 Базирование в центрах

 

На операции фрезерования паза для базирования используются наружные цилиндрические поверхности и торец. Погрешность базирования связанная с установкой в призмах допускается точностью получаемого паза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6 Подготовка и проведение измерений

 

На основе разработанных маршрутов обработки поверхностей, соблюдая принцип поэтапности составляем матрицу технологического процесса. При этом была поставлена цель минимизировать себестоимость обработки и максимизировать производительность в условиях мелкосерийного производства.

Используя матрицу технологического процесса и руководствуясь принципом концентрации производим разбиение технологического процесса на операции:

005 Заготовительная

010 Термическая обработка

015 Токарно-винторезная

020 Фрезерно-центровальная

025 Токарно-винторезная

030 Технический контроль

035 Термическая обработка

040 Токарная с ЧПУ

045 Токарная с ЧПУ

050 Вертикально-фрезерная

055 Круглошлифовальная

060 Технический контроль

065 Химико-термическая обработка

070 Резьбонарезная

075 Вертикально-фрезерная

080 Круглошлифовальная

085 Полировальная

090 Слесарная

095 Маркирование

100 Технический контроль

 

2.7 Обработка результатов измерений

 

Структура операций составляется на основе разработанного маршрутного технологического процесса и матрицы технологического процесса.

Операция 040 Токарная с ЧПУ

Операция состоит из одного установа, одной позиции, и двух технологических переходов. На первом переходе производится обтачивание с припуском под второй переход цилиндрических участков и торца, инструмент - Резец проходной Т15К6 2103-0713 ГОСТ 20872-80.

На втором переходе производится обработка по контуру с точением фасок, цилиндрических участков, канавок и торца; инструмент - Резец для контурного точения Т30К4 2101-0607 ГОСТ 20872-80.

Операция 050 Вертикально-фрезерная

Операция состоит из одного установа, шести позиций. Каждая позиция состоит из одного технологического перехода, который состоит из одного рабочего хода.

На каждой позиции происходит однократное фрезерование одной стороны шестигранника за которым идет вспомогательный переход - поворот детали с помощью делительной головки. Режущий инструмент - Фреза торцовая Æ100 Т14К8 2200-0157 ГОСТ 22075-76.

 

2.8 Оценка погрешности измерений

 

1)Рассчитаем промежуточные припуски для обработки: . Пов.10 аналитическим методом. Рассчитать промежуточные размеры для выполнения каждого перехода.

Соответственно заданным условиям, устанавливаем маршрут обработки :

А) черновое точение;

Б) чистовое точение;

В) шлифование однократное окончательное.

Токарная обработка и шлифование выполняются с установкой в центрах. Заносим маршрут обработки в графу 1 таб.8 Данные для заполнения граф 2,3 для горячекатаного проката берём из литературы [1,стр.64, таб.П12], для мех. обработки [1,стр.64, таб.П13], данные в графу 8 для заготовки [ГОСТ 8732-78 г], для обработки резанием [1,стр.59, таб.П4],

Расчет отклонения поверхностей:

Величину отклонения ∆Е для заготовки из горячекатаного проката при обработке в центрах [2,стр.181, таб.4],.

 

 

;

 

где: ∆Е к –общее отклонение оси от прямолинейности: ∆Е к =2·∆к·ℓк = 2 · 0,08 · 100 = 16 мкм

Здесь ℓк – размер от сечения, для которого определяется кривизна до торца заготовки: ℓк = 839 – 766 = 73 мм; ∆к – кривизна профиля сортового проката: ∆к=0,08 мкм; ∆У – смещение оси заготовки:

где: ТD=2 мм –допуск на наружный диаметральный размер базы заготовки(закреплённой в патроне)

Td=1,2 мм –допуск на внутренний диаметральный размер базы заготовки (поджатой центром)

Черновое точение:

Величину пространственных отклонений ∆r ,определяем по формуле:

∆r=КУ· ρЕ = 0,06 · 583 = 35 мкм.

где: Ку – коэффициент уточнения, Ку=0,06. [2,стр.190, таб.29].

Чистовое точение:

Величина остаточных пространственных отклонений: ∆r=Ку·∆Е =0,04·35=1,4 мкм

где: Ку – коэффициент уточнения, Ку=0,04. [2,стр.190, таб.29].

Расчетные величины заносим в графу 4 таб.8

Расчет минимальных припусков на диаметральный размер для каждого перехода производится по следующим формулам:

- черновое точение: 2Zmin=2·(150+250+583)=1966 мкм.

- чистовое точение: 2Zmin=2·(60+60+35)=310 мкм.

- шлифование однократное окончательное: 2Zmin=2·(30+30+1,4)=123 мкм

Расчетные значения припусков заносим в графу 6 таб.8.

Расчет наименьших расчетных размеров по технологическим переходам производим, складывая значения наименьших предельных размеров, соответствующих предшествующему технологическому переходу, с величиной припуска на выполняемый переход:

полученные данные заносим в графу 7 таб.8

Затем определяем наибольшие предельные размеры по переходам:

полученные данные заносим в графу 9 таб.8

Расчет фактических максимальных и минимальных припусков по переходам производим, вычитая соответственно значения наибольших и наименьших предельных размеров, соответствующих выполняемому и предшествующему технологическим переходам:

Максимальные припуски: Минимальные припуски:

 

Результаты расчетов заносим в графу 11,12 таб.8

Расчет общих припусков производим по следующим уравнениям:

Наибольший припуск:Zomax=∑Zmax=0,037+0,388+0,5+4,1=5,025 мм

Наимеьший припуск:Zomin=∑Zmin= 0,036+0,291+0,26+2,5=3,087 мм

Проверка правильности расчета:

Zomax – Zomin = 5,025 - 3,087 = ТЗ - ТД = 2,0 - 0,022 = 1,938 мм

2)Рассчитаем промежуточные припуски для обработки: . Пов.13 аналитическим методом. Рассчитать промежуточные размеры для выполнения каждого перехода.

Соответственно заданным условиям, устанавливаем маршрут обработки :

А) черновое точение;

Б) чистовое точение;

В) тонкое точение;

Г) обкатка шариком;

Д) хромирование;

Е) суперфиниш.

Токарная обработка и шлифование выполняются с установкой в центрах. Заносим маршрут обработки в графу 1 таб.8 Данные для заполнения граф 2,3 для горячекатаного проката берём из литературы [1,стр.64, таб.П12], для мех. обработки [1,стр.64, таб.П13], данные в графу 8 для заготовки [ГОСТ 8732-78 г], для обработки резанием [1,стр.59, таб.П4],

Расчет отклонения поверхностей:

Величину отклонения ∆Е для заготовки из горячекатаного проката при обработке в центрах [2,стр.181, таб.4],.

;

где: ∆Е к –общее отклонение оси от прямолинейности: ∆Е к =2·∆к·ℓк = 2 · 0,08 · 100 = 16 мкм

Здесь ℓк – размер от сечения, для которого определяется кривизна до торца заготовки: ℓк = 839 – 766 = 73 мм; ∆к – кривизна профиля сортового проката: ∆к=0,08 мкм; ∆У – смещение оси заготовки:

где: ТD=2 мм –допуск на наружный диаметральный размер базы заготовки(закреплённой в патроне)

Td=1,2 мм –допуск на внутренний диаметральный размер базы заготовки (поджатой центром)

Черновое точение:

Величину пространственных отклонений ∆r ,определяем по формуле:

∆r=КУ· ρЕ = 0,06 · 583 = 35 мкм.

где: Ку – коэффициент уточнения, Ку=0,06. [2,стр.190, таб.29].

Чистовое точение:

Величина остаточных пространственных отклонений:

∆r=Ку·∆Е =0,04·35=1,4 мкм

где: Ку – коэффициент уточнения, Ку=0,04. [2,стр.190, таб.29].

Расчетные величины заносим в графу 4 таб.8

Расчет минимальных припусков на диаметральный размер для каждого перехода производится по следующим формулам:

- черновое точение: 2Zmin=2·(150+250+583)=1966 мкм.

- чистовое точение: 2Zmin=2·(60+60+35)=310 мкм.

- тонкое точение: 2Zmin=2·(30+30+1,4)=123 мкм.

- обкатка шариком: 2Zmin=2·(6+0)=12 мкм.

- хромирование: 2Zmin=2·(0,8)=1,6 мкм.

- суперфиниш: 2Zmin=2·(0,8)=1,6 мкм

Расчетные значения припусков заносим в графу 6 таб.8.

Расчет наименьших расчетных размеров по технологическим переходам производим, складывая значения наименьших предельных размеров, соответствующих предшествующему технологическому переходу, с величиной припуска на выполняемый переход:

полученные данные заносим в графу 7 таб.8

Затем определяем наибольшие предельные размеры по переходам:

полученные данные заносим в графу 9 таб.8

Расчет фактических максимальных и минимальных припусков по переходам производим, вычитая соответственно значения наибольших и наименьших предельных размеров, соответствующих выполняемому и предшествующему технологическим переходам:

Максимальные припуски: Минимальные припуски:

 

Результаты расчетов заносим в графу 11,12 таб.8

Расчет общих припусков производим по следующим уравнениям:

Наибольший припуск:Zomax=∑Zmax=0,23+0,471+1,89=2,591 мм

Наимеьший припуск:Zomin=∑Zmin= 0,12+0,261+1,04=1,421 мм

Проверка правильности расчета:Zomax-Zomin=2,591-1,421=ТЗ-ТД=1,2-0,087~1,17 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.9 Требования безопасности при проведении измерений

 

Технологический процесс изготовления детали типа «Шток» проводится с применением широкой гаммы металлорежущих станков, оснастки и режущего инструмента.

 В технологическом процессе  используются многоцелевой токарно-, фрезерно-, сверлильный станок с  ЧПУ MONFORTS – RNC 700; Суперфинишный станок 2К34; Круглошлифовальный станок 3151;

 Опасные и вредные производственные  факторы присущи всем видам применяемых станков металлообрабатывающего парка, проанализируем особенности их возникновения по отдельным технологическим операциям.