Проектирование контрольно-измерительного приспособления "Торцевая фреза"

                                                                                                                   RU 2090316 C 1

                                                                        6 B 23C 5/06

Описание изобретения к патенту Российской Федерации

          Мигалин В.П., Мигалин К.В.

          Производственное предприятие  «Варяг»

          Торцевая  фреза

Использование:   обработка крупногабаритных плоскостей.

                  Рисунок 10.4   -   Эскиз  фрезы

10 Проектирование контрольно-измерительного

 приспособления

10.1 Обоснование цели операции контроля

          Годовая программа выпуска определена 1000 деталей, что соответствует мелкосерийному типу производства. Такт выпуска изделий при двухсменной работе равен 240 минут. При заданном периоде выпуска изделий 2 года и при выборочном контроле КИП должен осуществить 1200 циклов для проверки запланированного объема выпуска. Контроль радиального биения поверхности И (см. чертеж) будет осуществляться после снятия обработанных деталей со станка на рабочем месте токаря.

В настоящее время контроль радиального биения поверхности И ( см. чертеж детали) осуществляется с применением универсального измерительного приспособления разборного штатива с прикрепленным к нему индикатором. Данное средство нельзя назвать приемлемым, поскольку штатив разборной и следовательно, возникает большое количество погрешностей при его применении. Также большое влияние на качество контроля в данном случае оказывают субъективные особенности оператора. В связи с этим возникает большая погрешность контроля.

 С точки зрения технологичности измерения контроля радиального биения поверхности Æ100h6 не вызывает никаких либо трудностей, поскольку простановка размеров верна и имеются достаточно развитые и точные базовые поверхности.

Установим следующие показатели операции контроля: по объему выборочный контроль; по времени периодический; по структуре однократный [ 3, с. 36, 37 ].

 В связи с тем, что размер на операции достигается обточкой на токарном станке с помощью настроенного на размер инструмента, а точность параметра соответствует IТ6, измерению подлежат 60% изготовленной продукции [ 5, c. 112,113]. С учетом этого при выпуске запланированного объема продукции надлежит проверить по размеру  Æ100 мм 2000* 0,6 = 1200 дет. В данных условиях рентабельна схема неразборного специального приспособления (НСП).

 Измеряемый параметр характеризует точность расположения поверхности относительно оси вращения детали. Радиальное биение измеряется по образующей указанной поверхности на средине ее длины. Номинал контролируемого размера 100 мм . Он должен соответствовать точности 6-го квалитета (Æ100h6). Верхнее отклонение еs =0; нижнее отклонение еі = 0,022 мм. Следовательно, допуск IТ= 22 мм согласно ГОСТ 25347-82 (СТ СЭВ 144-85) [4, c. 54, табл. 3.4].

 Рассмотрим возможные отклонения формы контролируемой поверхности. К ним прежде всего относятся отклонения от круглости: овальность и огранка ( рис. 10.1 а, б).

 Рисунок 10.1

Отклонения профиля продольного сечения могут выражаться такими искажениями формы : конусообразность (а), бочкообразность (б), седлообразность (в) (рис. 10.2).

Рисунок 10.2

Поскольку чертеж особо не оговаривает отклонения формы, то они ограничиваются полем допуска на размер диаметра который составляет 22 мкм, что соответствует 6-й степени точности по ГОСТ 24643-81 (СТ СЭВ 636-77).                         

Шероховатость контролируемой поверхности равна 0,4 мкм по критерию Ra.

Радиальное биение поверхности контролируется после тонкого точения. Деталь по конструктивным особенностям относится к телам вращения, по технологически к классу втулок. Масса детали после снятия со станка 13,2 кг. Материал сталь легированная, конструкционная марки 38ХА ГОСТ 4543-71. Данная сталь обладает высокой прочностью и вязкостью, твердость НВ 235 ... 252 согласно ГОСТ 9012-59. Плотность материала Q = 7,817 * 10³ кг/м³[7, с.20, табл. 6], предел текучести s_т = 800* 10⁶ Па , временное сопротивление разрыву s_в = 960 * 10⁶ Па.

 Из всей совокупности поверхностей, образующих деталь, претендовать на базовые могут три: внутренняя цилиндрическая по верность К и торцы О и С ( рис. 10.3).

                 Рисунок 10.3

 Принимаем поверхности К и С . Этот выбор обусловлен возможностью совмещения конструкторской и технологической базы, определяющих размер Æ 100, а также удобностью произведения контроля.

Диаметр базового отверстия d = 80 Н7. Степень точности IТ7. Нижнее отклонение ЕI = 0, верхнее ЕS = +30 мкм. Величина допуска Т= 30 мкм согласно ГОСТ 25347-82 [ 4, c. 47, табл. 3.3]. Отклонение формы базового отверстия, которые могут оказывать влияние на точность расположения детали при измерении, аналогичны отклонения формы контролируемой поверхности и представлены на рис. 10.1, 10.2. Поскольку чертеж не оговаривает отклонения формы, то они ограничиваются полем допуска на размер диаметра [ 4, c. 106] ,который составляет  30 мкм, что соответствует 7 -ой степени точности по ГОСТ 24643-81.

Отклонение формы наружного торца С принимаем равным 250 мкм. Величина допуска и интервал размера дают возможность отнести такое отклонение к 14-ой степени точности по ГОСТ 24643-81 [ 4, c.107, табл. 5.2]. В связи с тем, что на чертеже нет ограничений на отклонение расположения базового отверстия Æ80Н7 и торца втулки, используем для назначения допуска рекомендации [ 7, c.138, табл. 5.1]. Отсюда следует, что допуск на торцевое биение принимается соответствующим 14-ой степени точности. ГОСТ 24643-81 определяет допуск на торцевое биение  — 250 мкм [ 4, c.108 таб. 5.3].

            Конструктор определил степень шероховатости Ra, равную 1,6 мкм для отверстия, а чистоту наружного торца С 12.5 мкм. Составим таблицу точностных параметров базовых и контролируемых поверхностей. Она позволит принять обоснованное решение о пригодности рассматриваемых поверхностей в качестве базовых.

         Таблица 10.1

Оценивая точностные данные (табл. 10.1) приходим к выводу, что качество базовых поверхностей обеспечивает заданную точность расположения контролируемой детали в процессе контроля.

 Из рисунка 10.3, на котором представлена схема базирования, видно, что КИП базируется по внутренней поверхности, которая является двойной опорной базой. Торец является установочной базой. Для более глубокого понимания механики налагаемых связей изобразим схему координат ( рис. 10.4), по которым может перемещаться КИП, в соответствии с рассмотренной ранее схемой базирования ( рис. 10.5).

 Рисунок 11.4                                                     Рисунок 11.5