1.2 Технические требования, предъявляемые к детали

При выполнении этой части ИДЗ, необходимо учесть, что перечисляя технические требования, следует руководствоваться рабочим чертежом и ГОСТ 2.316, ГОСТ 2.308.

К детали типа валов предъявляются следующие типовые требования:

1. Шейки, под подшипники и зубчатые колеса, как правило, должны быть выполнены по 6 квалитету точности и шероховатостью поверхности – Ra = 0,8…1,6 мкм (ГОСТ 2789).

2. Отклонения от правильной геометрической формы шеек под подшипники должны быть в пределе 5 … 7 степени точности по ГОСТ 24643 или (ГОСТ 10356). У других шеек отклонения формы в пределах допуска на размеры.

3. Биение шеек под зубчатые колеса относительно общей оси шеек под подшипники в пределах 5 … 6 степени точности по ГОСТ 24643 или (ГОСТ 10356) и др. Все требования представляются на чертеже вала согласно ГОСТ 2.307 и ГОСТ 2.308.

П р и м е ч а н и е – В данном пункте производятся только требования в отношении точности размеров, формы и расположения поверхностей. Задача студентов самим сделать их описание применительно к заданной детали, воспользовавшись указанными стандартами и необходимой литературой.

В начале, необходимо перечислить требования в отношении точности размеров (допустим, квалитет точности размеров 65h6, Ø 55k6 и т.д.), затем – точности формы поверхностей, которые условно показаны на чертеже и поставлены в соответствии с рекомендациями ГОСТ 2.308 и ГОСТ 24643 (ГОСТ 10356), только потом перечислить точность форм остальных поверхностей, необозначенных условным обозначением по ГОСТ 2.308.

В заключение перечисляют технические требования в отношении отклонений расположения поверхностей (осей) и описывают методы обеспечения и контроля этих требований. Для выполнения этой части следует воспользоваться Приложением А данных методических указаний.

Пример – Согласно заданному чертежу детали “Вал” АМЕ102.01.002 на нём указаны для выполнения качественно механической обработки:

• точность размеров Ø 55 (-0,046) – по 8 квалитету, Ø 50h6, Ø 40js6, Ø 65 (-0,019) – по 6 квалитету, поверхности вала диаметрами 30, 40, 55, шпоночного паза шириной 10 N9 мм выполнены с точностью по 9 квалитету и линейные размеры длин 235, 110, 50, 54, не имеющие указаний отклонений поверхности, соответствуют 14 квалитету (согласно п.2 технических требований на чертеже детали ГОСТ 3.0893.2 – mК);

• допуски цилиндричности и круглости поверхностей шеек Ø 50h6 и Ø 40js6 – 0,006 мм;

• допуск цилиндричности поверхностей шейки Ø 55 (-0,046)мм (в пределах допуска на изготовление);

• допуск радиального биения поверхностей шейки Ø 55 (-0,046) относительно общей оси шеек Ø 50h6 и Ø 40js – 0,010 мм;

• допуск торцевого биения шеек Ø 50h6 и 65(-0,019) мм относительно общей оси шеек А и Б – 0,02мм;

• допуск соосности поверхностей шеек Ø 50h6 и 40js6 – 0,012 мм;

• допуск симметричности боковых сторон шпоночного паза 10N9 относительно общей оси поверхностей А и Б – 0,02мм.

Далее следует описать способы получения заданной точности при механической обработке.

Пример – Для выполнения технических требований, предъявляемых к детали класс “Колесо зубчатое” HL 102.02.001 и методов контроля запишем из заданного чертежа следующее:

• точность размеров Ø95к6, Ø70Н6 необходимо выполнить по 6 квалитету точности, размеры Ø74,3Н11, Ø144,656 h11 по 11 квалитету точности, как указано на чертеже детали;

• допуски цилиндричности и круглости поверхностей Ø95к6, Ø70Н7 – 0,005 мм;

• радиальное биение выполнить по 6 степени точности – 0,005 мм, торцевое биение тоже самое;

• допуск симметричности боковых сторон шпоночного паза 20Н8 по 4 степени точности – 0,005 мм;

• допуск параллельности боковых сторон шпоночного паза относительно общей оси поверхности А – 0,025 мм;

• степень точности выполнения зубчатого венца 7 – В;

• и т.д. по заданному чертежу.

Точность 6 квалитета поверхности Ø95к6 можно получить шлифованием в центрах круглошлифовального станка. Измерение точности производится рычажной скобой с ценой деления 0,002 мм, диапазон измерения 100 – 125 мм. Поверхность Ø70Н7 можно получить протягиванием на горизонтально–протяжном станке. Измерение точности производится калибром-пробкой ПР и ПР-НЕ.

Допуски радиального и торцевого биения можно обеспечить путем шлифования в центрах за несколько установок. Проверяется “Колесо зубчатое” в центровом приспособлении с помощью индикатора часового типа с ценой деления 0,002 мм.

Допуск симметричности, параллельности боковых поверхностей шпоночного паза в отверстии можно обеспечить установкой оси инструмента точно относительно оси детали. Измерение производится с помощью специального шаблона.

Для завершения этого пункта необходимо ознакомиться с методами получения и контроля различных поверхностей деталей машин в зависимости квалитета точности размеров, степени точности формы и расположения поверхностей.

3. Методы контроля всех поверхностей детали в

зависимости от их точности

Здесь следует указать методы обеспечения заданной точности (вид обработки) и способы контроля всех поверхностей детали (т.е. указать контрольный инструмент, см. Приложение А).

Пример – Опишем методы обеспечения точности и контроля выше перечисленных технических требований к заданному в ИДЗ валику:

1. Точность 6 квалитета поверхностей Ø 40js6, 50k6 и 55h6 (-0,019) можно получить шлифованием в центрах на кругло-шлифовальном станке. Измерение точности производится в условии заданного мелкосерийного типа производства рычажными скобами с ценой делений 0,002 мм, диапазон измерения 25 – 50 мм и 50 – 75 мм ([Справочник под ред. Кутая] с.514).

2. Допуск круглости и цилиндричности Ø 40js6, 50k6 и 55h6 можно обеспечить применением тонкой правки и уравновешивания шлифовального круга и измеряется рычажными скобами в 3 сечениях, а в каждом сечении поворотом на 90º.

3. Допуски радиального и торцевого биения, а также соосность, можно обеспечить путем шлифования поверхностей Ø 40js6, 50k6 и 55h6 с одного установа в центрах. Однако ввиду того, что передний центр на кругло-шлифовальных станках не вращается, при шлифовании шеек за два и более установов обеспечивается высокая степень соосности, следовательно, допуск радиального биения проверяется в центровом приспособлении с помощью индикатора часового типа с ценой 0,002 мм.

4. Допуск симметричности и параллельности боковых поверхностей шпоночного паза относительно оси вала можно обеспечить установкой оси фрезы точно относительно оси призмы (вала) согласно чертежу. Измерения производятся с помощью шаблона и в условиях массового и крупносерийного производства с помощью специального калибра для контроля соосности шпоночных пазов на валах… .

И т.д. смотрите внимательно допуски формы и расположения, указанные на заданном в индивидуальном домашнем задании чертеже.

Пример – Опишем методы обеспечения и контроля перечисленных выше технических требований к заданному в индивидуальном домашнем задании зубчатому колесу:

1. Точность отверстия 7 квалитета Ø80Н7 можно получить шлифованием на внутришлифовальных станках с закреплением детали в патроне ([Справочник под ред. Кутая] с.514).

Измерение точности производится приборами активного контроля (ПАК), калибрами – пробками (приложение А) в условиях массового типа производства, индикаторным нутромером с ценой деления 0,001 мм в условиях мелкосерийного типа производства.

2. Допуск радиального биения зубчатого венца – 0,056 можно обеспечить, используя в качестве технологической базы отверстия Ø80Н7 при обработке зубчатого венца. Проверяется в центровом приспособлении индикатором с ценой деления 0,01 – 0,001 мм.

3. Допуск торцового биения – 0,03 можно получить при об работке поверхностей А и Б с одного установа. Измерение производится в центровом приспособлении индикатором часового типа с ценой делений 0,01 мм.

4. Допуск параллельности торцов 0,02 обеспечивается шлифованием торцов на плоскошлифовальном станке. На первом установе – базируется по обточному торцу на II установе – по шлифовальному торцу. Измеряется на поверочной плите индикатором на стойке с ценой деления 0,01.

5. Допуск параллельности и симметричности боковых сторон шпоночного паза относительно оси поверхности А обеспечивается точной наладкой режущего инструмента (протяжка долбежный резец) относительно оси поверхности А. Контролируется с помощью шаблона или комплексного калибра-пробки, контролирующего размер отверстия и шпоночного паза.

И т.д. смотрите внимательно допуски формы и расположения, указанные на чертеже.

П р и м е ч а н и е – При отсутствии проставленных на чертеже допусков формы и расположения, шероховатости поверхностей следует их определить в соответствии с таблицами В1, В2, В3, В4, В5 и В6 Приложения В данных методических указаний.

2. Анализ конструкции изделия на

технологичность

Под технологичностью конструкции понимают соответствие конструкции требованиям минимальной трудоемкости, металлоемкости экономичности изготовления изделия.

Отработка заводского чертежа на технологичность осуществляется согласно требованиям ГОСТ ЕСТПП. Общие требования к технологичности конструкции детали изложены в ГОСТ 14.204:

• конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов или быть стандартной в целом;

• размеры и поверхность детали должны иметь оптимальную точность и оптимальную шероховатость, т.е. должны быть экономически и конструктивно обоснованными;

• точность и шероховатость базовой поверхности детали должны обеспечивать точность установки, обработки и контроля;

• метод изготовления должен обеспечивать возможность одновременного изготовления нескольких деталей;

• определить возможность совмещения технологических и измерительных баз при выдерживании размеров, оговорённых допусками, необходимость дополнительных технологических операций для получения заданной точности и шероховатости обработанных поверхностей детали

• имеются ли в конструкции детали достаточные по размерам и расстоянию базовые поверхности, если нет, то каким образом следует выбирать вспомогательные базы?

• и т.д. в соответствии с указанным выше ГОСТом.

Для валов к вышеперечисленному указывают:

• можно ли обрабатывать поверхности проходными резцами;

• убывают ли к концам диаметральные размеры шеек вала;

• можно ли уменьшить диаметры больших фланцев или буртов или исключить их вообще и как это вообще повлияет на коэффициент использования материала;

• можно ли заменить закрытые шпоночные канавки открытыми, которые могут обрабатываться гораздо производительнее дисковыми фрезами;

• имеют ли поперечные канавки форму и размеры, пригодные для обработки на гидрокопировальных станках;

• допускает ли жесткость вала получение высокой точности обработки (жесткость вала считается недостаточной, если для получения точности 6…9 квалитетов соотношение его длины диаметру свыше 10…12, а для валов, изготовляемых по более низким квалитетам, это соотношение может быть равно 15, при многорезцовой обработке это соотношение должно быть

• не более 10).

Жесткость детали j (только для валов)

, (1)

где d_ср – средний диаметр для ступенчатых валов, мм

, (2)

где d₁, d₂, …d_n – диаметры ступеней вала, мм;

l₁, l₂,…l_n – длины ступеней вала, мм;

L – общая длина вала, мм.

Конструкция зубчатого колеса должна соответствовать следующим требованиям:

1. Конфигурация контура зубчатого колеса должна быть простой, наиболее технологичными являются зубчатые колеса плоской формы, без выступающих ступиц (типа дисков).

2. Ступицы должны быть расположены с одной стороны, что позволит установить заготовки пакетом при выполнении зубообрабатывающих операций.

3. Протяжность обрабатываемой поверхности должна быть минимальной.

4. Удобный подход режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям.

5. Центральное отверстие должно быть сквозным, простым по форме.

6. Оси отверстий должны быть прямолинейны и перпендикулярны торцам.

7. Диаметры отверстий должны назначаться с учетом стандартного режущего инструмента.

8. Резьба в отверстиях должна быть стандартная.

9. Размеры и форма канавок для выхода инструментов должны обеспечивать обработку поверхности “на проход”.

10. Возможность многорезцовой обработки в зависимости от состояния венцов и расстояния между ними.

11. Материал детали должен обладать хорошей обрабатываемостью.

12. Заданная точность размеров, формы и расположение поверхностей должны соответствовать экономической точности оборудования.

П р и м е ч а н и е – Если зубчатое колесо 6 степени точности ГОСТ 1643 требует применения дорогостоящей зубошлифовальной операции, оно менее технологичное, чем колесо 8 степени точности, которая обеспечивается зубофрезерованием. Известно, что экономическая точность круглошлифовальных станков – 6-8 квалитет точности, следовательно, наружные поверхности зубчатых колес, доступные для шлифования, являются технологичными, если их точность не превышает 6 квалитета.

Также при анализе технологичности конструкции зубчатого колеса следует определить возможность высокопроизводительных методов формообразования зубчатого венца применение пластического деформирования в горячем и холодном состоянии.

Для деталей класса “Корпусные” указывают:

• имеются ли в конструкции детали достаточные по размерам и расстоянию базовые поверхности, если нет, то каким образом следует выбирать вспомогательные базы?

• определить поверхности, которые могут быть использованы при базировании (основные и вспомогательные базы)

• допускает ли конструкция детали класса “Корпусные” обработку плоскостей напроход и что мешает такому виду обработки?

• можно ли обрабатывать отверстия одновременно на многошпиндельных станках с учётом расстояний между осями этих отверстий?

• позволяет ли форма отверстий растачивать их напроход с одной или с двух сторон?

• есть ли свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям?

• нужна ли подрезка торцов ступиц с внутренних сторон отливки и можно ли её устранить?

• имеют ли обрабатываемые плоскости, расположены под тупыми или острыми углами, и можно ли изменить их плоскостями, расположенными параллельно или перпендикулярно друг другу?

• имеются ли отверстия, расположенные не под прямым углом к плоскости входа и выхода, и возможно ли изменение этих элементов?

• достаточна ли жёсткость детали, не ограничит ли она режимы резания?

• имеются ли в конструкции детали достаточные по размерам и расстоянию базовые поверхности, если нет, то каким образом следует выбирать вспомогательные базы?

• нет ли в конструкции внутренней резьбы большого диаметра и возможно ли её заменить другими конструктивными элементами?

• насколько прост способ получения заготовки, правильно ли выбраны элементы конструкции, обуславливающие получении заготовки?

В результате отработки детали на технологичность следует дать качественную оценку производственной технологичности (хорошо, плохо, допустимо, не допустимо).

Рекомендуемые источники ([1] c. 23).