Анализ конструкции детали

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

 

 

 

 

Кафедра технологии машиностроения

 

 

Курсовая работа

по дисциплине «Технология  приборостроения»

 

 

 

 

Тема: Анализ конструкции детали

 

 

Выполнил  студент:

Факультет:

Курс:

Специальность:

Шифр:

Подпись:

 

 

Руководитель:

 

Дата защиты:

 

Оценка:

 

Подпись преподавателя:

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2012 г

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

  1. Введение…………………………………………………………………………3
  2. ГЛАВА 1………………………………………………………………………....3
  3. Задание на курсовую работу………………………………………………….5
  4. Общая информация о деталях………………………………………………..9
  5. Алгоритм определения признака связи…………………………………….21
  6. Алгоритм определения допуска между ЭПЛ………………………………24
  7. Алгоритм определения верхнего и нижнего отклонений………………..30
  8. ГЛАВА 2………………………………………………………………………...33
  9. Анализ конструкции детали………………………………………………….33
  10. Выбор метода изготовления исходной заготовки………………………...33
  11. Проектирование принципиальной схемы ТП……………………………..34
  12. Проектирование маршрута ТП……………………………………………...37
  13. Заключение……………………………………………………………………..42
  14. Список литературы…………………………………………………………….43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Проектирование  – информационный процесс, в ходе которого перерабатывается информация, и принимаются решения, описывающие объект проектирования. Исследования данной работы призваны раскрыть и описать содержание понятия «как объект проектирования». Конкретизируя понятие «объект производства», скажем, что будет идти речь о последнем звене структурного членения любой машины, прибора, детали.

Созданная в  ходе исследования и описанная в  конструкторском документе информационная модель отражает взгляд на объект конструктора. Ее будем в дальнейшем называть «технической системой деталь» (ТСД). Это сложное образование, разноплановый анализ которого, составляет важный этап проектирования ТП изготовления детали.

Такая система  позволяет раскрыть ёмкое содержание понятия «ТП как объект проектирования», без чего невозможно выявить и описать закономерности и методику проектирования рациональных ТП изготовления деталей.

Рассмотрение  и описание конструкции детали

В основе проведения этого исследования лежит представление детали сложной технической системой, описание которой предполагает её моделирование. Зрительная модель системы в конструкторском чертеже удобна только для восприятия ее человеком. Для целей же раскрытия сущности понятия ТП как объекта проектирования, содержания самого процесса проектирования целесообразны символьные, математические модели. Общая структурная модель рассматриваемой системы описывается выражением:

 

где Э – символ элементов системы, j = i, n – индекс элемента.

При проведении анализа и описания его результатов  будем использовать различные виды. Среди них, выделим зрительные геометрические модели.

Описать состав системы значит, в конечном итоге, перечислить входящие в него элементы. Сложность системы предопределяет необходимость использования при её анализе принципа постепенной многоуровневой декомпозиции, выделяя на каждом уровне анализа некоторую их совокупность по общности признаков классификации. Этим подчеркивается относительность понятия «элемент системы». Примем для деталей класса тел вращения в качестве исходного элемента конфигурации (геометрического примитива, элемента I уровня) цилиндрическое тело.

Объединение таких тел образует осесимметричное  тело любой детали класса. Всякие другие элементы вращения, соосные с исходными (фаски, канавки и т.д.), отнесены к элементам II уровня, ибо «вписаны» в соответствующие тела первых.

Конструктивная  и технологическая обоснованность такого структурирования, именуемая как «признак отношений технологической совместности», отражает необходимость использования при изготовлении элементов станков токарной группы. Остальные элементы, отличные от первых двух, отнесем к элементам более высокого уровня (III и т.д.).

При дальнейшем анализе первой совокупности выделим совокупности

элементов наружной ЭНАР и внутренней ЭВН конфигурации. На данном уровне анализа в роли «элемента системы» выступает цилиндрическое тело вращения.

На следующем  шаге анализа рассмотрим и опишем поверхностную конфигурацию, понимая под «элементом системы» отдельную поверхность (некоторую совокупность поверхностей). В составе поверхностей конфигурации выделим совокупность поверхностей вращения ЭВР и плоскостей ЭПЛ наружных и внутренних. Для распознания каждого элемента проиндексируем их на эскизе детали.

Индекс элемента I уровня (Э), представляет собой число, полученное умножением на 10 порядкового номера каждого элемента в конфигурации слева направо отдельно для выделяемых совокупностей элементов вращения и плоскостных наружной и внутренней конфигурации и прибавлением к нему числа 2000 для элементов внутренней конфигурации и буквы «R» для элементов вращения. Такая структура индекса позволяет не только формально распознать положение каждого из них в конфигурации детали, но и их разновидность. Для рассматриваемого примера состав детали описывается упорядоченными множествами:

ЭВР = (Э 10R, Э 2OR, Э 30R, Э 40R, Э 2010R, Э 2020R, Э 2030R)

и

ЭПЛ = (Э 10, Э 20, Э 30, Э 40, Э 50, Э 2020, Э2030)

Для зрительного восприятия выявленного  состава элементов, их поименной индексации и распознания, при исследовании будем использовать символьное изображение элементов в сочетании с эскизными моделями исследуемого объекта. Набор символов с учетом многообразия элементов ▼; ▲; О и Δ; ; O; позволяет однозначно записать образующие поверхности и оси наружной (лeвoй, правой сторон) и - внутренней конфигураций и тем самым графически смоделировать элементы рассматриваемого класса деталей.

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ Общая информация о деталях

Таблица 5

№

Варианта

Модель конфигурации

Материал

Детали

покрытие

Физико-

механич.

св-ва (Мпа)

Объём

выпуска

шт./год

Наруж.

Внутр.

лев.

пр.

лев.

пр.

0

1

2

2

2

Cталь 40Х

ГОСТ 4543-79

Оксиди-рование

σв≥ 150 σт≥ 140

НRC 45-50

4800


 

Информация  об элементах вращения I уровня ТСД

Таблица 6

 

      №п

в-т

1

2

3

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

0

30

100

h12

h8

3,2

1,6

2010

62

H12

K7

3,2

1,6

2040

40

H12

K7

3,2

1,6

1

30

85

h12

h7

3,2

1,6

2010

97

H12

H7

3,2

1,6

10

120

h14

h12

6,3

3,2

2

20

25

h12

h6

3,2

0,8

40

66

h12

h8

3,2

1,6

60

25

h12

h7

3,2

0,8

3

20

80

h12

h7

3.2

0,8

2010

60

H12

H6

3,2

0,8

2030

50

H12

H7

3,2

0,8

4

10

80

h12

h6

3.2

0,8

2020

40

H12

K7

3,2

1,6

2040

40

H12

K7

3,2

1,6

5

10

80

h12

h6

3.2

0,8

2010

65

H12

H7

3.2

1,6

2040

70

H12

H7

3,2

1,6

6

20

100

h12

h7

3.2

0,8

2010

90

H12

H7

3,2

1,6

2030

40

H12

H8

3,2

1,6

7

20

34

h12

h8

3.2

1,6

50

60

h12

h8

3,2

1,6

60

35

h12

h8

3,2

1,6

8

20

90

h12

h6

3.2

0,8

2010

85

H12

H6

3,2

0,8

2030

55

H12

H7

3,2

0,8

9

30

90

h12

h7

3.2

1,6

2020

60

H12

H7

3,2

0,8

2040

75

H12

H7

3,2

0,8

Пример

10

20

h11

h7

3,2

1,6

2010

15

H11

Js6

3,2

0,8

2030

18

H11

Jz6

3,2

0,8





                                                                                                                    

продолжение таблицы 6

 

      №п

в-т

4

5

6

7

1

2

3,4

5,6

1

2

3,4

5,6

1

2

3,4

5,6

1

2

3,4

5,6

0

10

80

h12

3,2

20

150

h14

12,5

2020

50

H14

6,3

2030

30

H14

6,3

1

20

105

h12

3,2

40

70

h14

12,5

2020

75

H12

3,2

2030

60

H14

6,3

2

10

20

h11

3,2

30

50

h12

6,3

50

32

h12

3,2

2010

12

H14

6,3

3

10

105

h12

3,2

30

65

h12

6,3

2020

40

H14

6,3

        

4

20

160

h14

12,5

30

100

h12

6,3

2010

60

H12

3,2

2030

30

H12

3,2

5

20

150

h14

12,5

30

90

h12

6,3

2020

60

H14

3,2

2030

45

H14

3,2

6

10

120

h14

12,5

30

80

h12

6,3

40

75

H14

3,2

2020

70

H14

3,2

7

10

М24х1,5

  

3,2

30

50

h14

6,3

40

90

h12

3,2

2010

12

H14

6,3

8

10

100

h14

6,3

30

80

h12

6,3

2020

45

H14

3,2

        

9

10

100

h12

3,2

20

150

h14

6,3

2010

70

H14

6,3

2030

50

H14

3,2

пример

20

40

h14

6,3

30

23

h12

3,2

40

19,5

h14

6,3

2020

12

H14

6,3


Значение реквизитов: 1. Индекс элемента (Эγ); 2. Диаметр (мм); 3.,4.Точность для (первой, второй) пары деталей; 5.,6. Шероховатость (Rа) поверхности Эγ (мкм)  для (первой, второй) пары.

 

 

Информация  о  плоскостных  элементах    ТСД.

таблица 7

 

      №п

в-т

1

2

3

4

5

6

7

 

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2,3

1

2,3

1

2,3

1

2,3

0

30

3,2

1,6

2020

3,2

1,6

2040

3,2

1,6

10

6,3

20

3,2

40

6,3

2030

6,3

1

30

3,2

1,6

2020

3,2

1,6

10

3,2

6,3

20

3,2

40

6,3

50

6,3

2030

6,3

2

30

6,3

1,6

60

3,2

1,6

10

6,3

6,3

20

6,3

40

6,3

50

6,3

70

6,3

3

20

3,2

1,6

2020

3,2

1,6

2030

3,2

1,6

10

6,3

30

6,3

40

6,3

    

4

20

3,2

1,6

2030

3,2

1,6

2040

3,2

1,6

10

6,3

30

6,3

40

6,3

2020

3,2

5

20

3,2

1,6

2020

3,2

1,6

2040

3,2

1,6

10

6,3

30

6,3

40

6,3

2030

6,3

6

20

3,2

1,6

2020

3,2

1,6

2030

3,2

3,2

10

6,3

30

6,3

40

3,2

50

6,3

7

60

3,2

1,6

20

3,2

3,2

10

6,3

6,3

30

6,3

40

6,3

50

6,3

70

6,3

8

20

3,2

1,6

2020

3,2

1,6

2030

3,2

1,6

10

6,3

30

6,3

40

6,3

    

9

30

3,2

1,6

2030

3,2

1,6

2040

3,2

1,6

10

6,3

20

6,3

40

6,3

2020

6,3

пример

20

3,2

1,6

2020

3,2

1,6

2030

3,2

1,6

10

3,2

30

3,2

50

3,2

    

Значение  реквизитов: 1. Индекс элемента; 2.,3. шероховатость  поверхности (мкм) для (первой, второй) пары деталей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Информация  о геометрических связях

Таблица 8

 

Значение  реквизитов: «1» и «2» - индексы  элементов, связанных  размером (1 - левый  и 2 - правый Э по расположению), «3»-параметр (номинал), мм; «4»-показатель точности (квалитет, степень).

 

Таблица связей между элементами

Таблица 9

Реквизиты  по  номеру  столбцов: 1,2 - индексы элементов; 3 - код вида связи по табл. 4 приложение; 4 - допуск параметра связи в мм.

 

 

Информация  об  элементах  II  и   III  уровней

Таблица 10

 

№

в-та

1

2

3

4

5

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

6

30

Канавка

30

Фаска

2010

Фаска

20

Комплекс

4-х   отв.

Ø13Н14

10

Лыска

2

7

10

Канавка

10

Фаска

2010

Фаска

50

Комплекс

4-х   отв.

Ø3Н14

30

Лыска

L=15мм

3

8

20

Фаска

10

Комплекс

6-и отв.

Ø11H11

10

Лыска

30

Комплекс

4-х   отв.

М5Х15  L=12

    

4

9

2020

Канавка

2020

Фаска

20

Комплекс

3-х  отв.

Ø6Н14

20

Cквозной шпоночный

Паз 5Х50

40

Группа

4-х отв.

М6Х1

0

5

2010

Канавка

20

Комплекс

4-х отв.

Ø10H14

30

Отверстие

Ø10Н8

┴ оси детали

30

Комплекс

4-х   отв.

М6Х1

 II оси детали

20

Фаска

пример

10

Фаска

30

Конус

20

Лыска

20

Комплекс

3-х   отв.

Ø3,5Н14

    



 

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ДЕТАЛЯХ

Массив ТМ 1

Модель конфигупации

материал детали

Покрытие

физико- механические свойства (Мпа)

объем выпска шт/год

Наружн.

Внутр.

Лев

Прав

Лев

Прав

        

1

2

2

2

Сталь 40Х ГОСТ 4543-79

Оксидирование

GB˃150 GT˃130

HRC 45-50

4800


Требования  к состоянию элементов системы

Информация о микрогеометрической характеристике – шероховатость, физико-механических свойствах – твердость, напряжение и виде покрытия элементов системы занесена в формы 1 и 2.

Массив информации об элементах вращения I уровня ТСД, мм

Массив ТМ 2, форма 1

№ п/п

Индексы, реквизиты

Э10R

Э20R

Э30R

Э2010R

Э2020R

Э2030R

Э2040R

1

Параметр, мм

80

150

90

65

60

45

70

2

Точность, квалитет

h12

h12

h12

h14

H12

H12

H12

3

Верхнее отклонение, мм

0

0

0

0,30

+0,74

+0,62

+0,30

4

Нижнее отклонение, мм

-0,90

-1

-0,35

-0,62

0

0

0

5

Допуск IT, мм

0,90

1

0,35

0,62

0,74

0,62

0,30

6

Шероховатость, мкм

3,2

3,2

12,5

3,2

3,2

3,2

3,2

7

Физико-механические свойства

HRC 56 - 62; σВ≥85; σТ≥85;

8

Покрытие

Оксидирование


 

Массив информации о плоскостных элементах I уровня ТСД

Массив  ТМ 3,форма 2

№ п/п

Индексы, реквизиты

Э20

Э2020

Э2040

Э10

Э30

Э40

Э2030

1

Шероховатость

3,2

3,2

3,2

6,3

6,3

6,3

6,3

2

Физико-механические свойства

HRC45-50 ; σВ≥85; σТ≥85;

3

Пкрытие

Оксидирование


 

 

 

 

Описание геометрических связей между  элементами детали

 

 С позиции реализуемого здесь системного подхода понятие «связь» характеризует «ограничения» во взаимодействии объектов. Многогранность процесса взаимодействия предопределяет разнообразие содержания относительного по своему смыслу понятия «ограничение». Применительно к такой разновидности связи как геометрическая, речь идет об ограничении (устранении) неопределенности взаимного положения элементов детали внутри занимаемого ею пространства, выделяемые связи будем обозначать символом «К».

В детали встречаются  все разновидности геометрических связей: пересечение - между выделенными совокупностями ЭНАР и ЭВН, между ЭВР и ЭПЛ; и положение - между элементами внутри этих совокупностей; сопряжение - между элементами внутри этих совокупностей. В составе геометрических связей положения выделим два множества связей КВР и КПЛ, мощности которых однозначно определяются числом соответствующих элементов ЭВР и ЭПЛ.

Но для  характеристики системы важны не столько состав связей, сколько их структуры, отличающиеся большим разнообразием. Число гипотетически возможных вариантов для рассматриваемого типа оценивается выражением:

 

где Vr – число вариантов; n - число элементов в структуре взаимосвязанного множества.

Величина  показывает специфику и сложность  синтеза структуры связей элементов  при конструировании детали, предполагающего  выбор из множества с мощностью Vr возможных решений одного, принятого в качестве решения задачи синтеза структуры связей. При этом не каждая структура связей из числа возможных отвечает требованиям рациональной технологии изготовления детали, поэтому оценка технологичности конструкции последней обязательно включает соответствующую оценку структуры связей.

Для моделирования  структур используют графы (G), вершины  которых моделируют соответствующие  элементы, а дуги (ребра) - связи между  ними.

Согласно  математической теории графов элементы, связи между которыми выявляются и описываются, моделируются и изображаются точками, называемыми вершинами, а связи между линиями (произвольной конфигурации), называются ребрами. Множество вершин V, связи между которыми определены множеством ребер Е, и называют графом и обозначают G (V, Б). Из всех возможностей разновидностей графов для исследуемого объекта характерно использование определенного вида, называют граф-деревом. Это объясняется однозначным соответствием между мощностями множеств вершин | V | и ребер | Е |, описываемым выражением:

| V | = | E | + 1

или в терминах исследуемого объекта

| Э | = | К | + 1

где | Э | - число в моделируемой структуре; | К | - число геометрических связей между ними.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коды геометрических связей положения

 

Таблица №1

 

Код параметров                  Виды связей элементов

Структура кода

Х

Х

Вид

Разновидность параметра

Связь между элементами

одного

ЭПЛ

1

абсолютный

0

отн.

Параллельность

1

Перпендикулярность

2

ЭВР

2

абсолютный

0

отн.

Параллельность

1

Соосность

2

Радиальное биение

3

разного

ЭВР и ЭПЛ

3

абсолютный

0

отн.

Параллельность

1

Перпендикулярность

2

Торцевое биение

3


 

При анализе структур связей используем некоторые показатели, понятия которых сформулированы в теории графов. Так связанность, а, следовательно, и функция каждого отдельного элемента Gγ в рассматриваемой структуре, моделируемой соответствующим графом Gi, оценивают числом ребер, связанных с вершиной граф Gi моделирующей этот элемент. Такой показатель обозначают С(Эγ) и называют степенью вершины.

Рассмотренная выше геометрическая взаимосвязь объектов затрагивает лишь одну сторону комплексного по своей сущности процесса ориентации, называемого «базированием».

 

Массив  информации о геометрических связях элементов I уровня ТСД

Массив  ТМ 4

№ п/п

Индексы, реквизиты

К1

К2

К3

К4

К5

К6

1

Код вида и разновидность

10

10

10

10

10

10

2

Индексы связанных элементов

Э'

10

20

10

2020

2040

20

3

Э"

40

30

2020

2030

40

40

4

Параметр связи, мм

70

15

10

20

15

50

5

Точность, квалиет

14

12

12

14

12

14

6

Верхнее отколнение, мм

0

0,37

0,065

0,15

0,1

0,26

7

Нижние отколнение, мм

-0,2

-0,37

-0,065

-0,15

-0,1

-0,26

8

Допуск IT, мм

0,4

0,74

0,13

0,3

0,2

0,52

9

Признак связи

2

1

1

1

1

1

Анализ конструкции детали 📙 Курсовая → 🆔 13240

Анализ конструкции детали 📙 Курсовая → 🆔 13240

Анализ конструкции детали