Выполнение контрольно-курсовой работы.

Работа выполняется в 10 семестре параллельно с изучением теоретического материала и проведением практических занятий по курсу " Проектирование технологической оснастки для сборочных процессов". Трудоемкость выполнения контрольно-курсовой работы - 10 часов, в том числе 0, 5 часа на одного студента - аудиторных занятий и 9, 5 часа - самостоятельной внеаудиторной работы.

Защита контрольно-курсовой работы.

Защита работы осуществляется после ее выполнения и окончательного оформления руководителю-консультанту.

Методические указания к выполнению контрольно-курсовой

Работы.

План построения и содержание пояснительной записки.

3.1.1. Пояснительная записка (ПЗ) включает в себя титульный лист (приложение 2), аннотацию, содержание, введение, основную часть, список использованных источников.

Пояснительная записка оформляется технически и литературно грамотно на листах формата А4. Она должна включать в себя все необходимые рисунки и расчеты, раскрывающие содержание работы. Для наглядности и краткости изложения в ПЗ включают рисунки и таблицы. Неправильно или небрежно оформленная ПЗ руководителем не подписывается и к защите ККР студент в этом случае не допускается.

3.1.2. Во введении приводятся краткие сведения о способах сборки соединений с гарантированным натягом (продольно-прессовая сборка, сборка с термовоздействием, гидропрессовая сборка), приводятся преимущества и недостатки применяемых способов [1].

3.1.3. Основная часть включает следующие разделы: исходные данные для разработки, базирование объединяемых деталей в сборочном установочном приспособлении, определение усилия запрессовки и технологических размеров фланца и втулки перед сборкой, разработка принципиальной схемы сборочного рабочего приспособления для запрессовки втулки во фланец, разработка конструкции сборочного установочного приспособления и обоснование норм точности на его изготовление.

3.1.4. В разделе “Исходные данные для разработки” согласно варианта задания приводятся данные о конструкции и геометрических параметрах собираемого узла. В соответствии с рис. 1 оформляется эскиз собираемого узла и приводится анализ технических требований на его сборку.

3.1.5. В разделе “Базирование объединяемых деталей в сборочном установочном приспособлении” разрабатываются схемы базирования объединяемых деталей собираемого узла в сборочном приспособлении. Разработка схем базирования производится из условий наилучшего центрирования деталей по поверхностям, собираемых с натягом [2, 3].

3.1.6. В разделе “Определение усилия запрессовки и технологических размеров фланца и втулки перед сборкой” в зависимости от вида посадки с натягом, геометрических параметров прессового соединения, механических свойств материала фланца и втулки (приложение 3), шероховатости их поверхностей (приложение 5) и коэффициента трения при запрессовке (приложение 4) рассчитывается сила запрессовки [3]. При запрессовке наружный диаметр фланца D увеличивается, а внутренний диаметр втулки d₀ уменьшается. В связи с этим необходимо расчетным путем определить эти изменения для того, чтобы назначить технологические размеры D и d₀ соответственно фланца и втулки перед сборкой.

3.1.7. В разделе “Разработка принципиальной схемы сборочного рабочего приспособления для запрессовки втулки во фланец” исходя из рассчитанной силы запрессовки с учетом коэффициента запаса, который принимают равным 1, 5...2, определяют (приложение 6) тип пресса (прямого действия, рычажный и т.д.), вид привода (пневматический или гидравлический) и его параметры (диаметр цилиндра и давление рабочей среды), которые необходимы для обеспечения требуемого усилия при соединении деталей в сборочном приспособлении стационарного типа. Расчетный диаметр цилиндра привода должен быть скорректирован до ближайшего большего значения из ряда рекомендуемых нормализованных размеров, которые приведены в приложении 7.

3.1.8. В разделе “Разработка конструкции сборочного установочного приспособления и обоснование норм точности на его изготовление” на основе принятой схемы базирования объединяемых деталей собираемого узла разрабатывается конструкция сборочного установочного приспособления [4, 5], в котором запрессовка втулки осуществляется с вертикальной силой. Базирующие и ориентирующие устройства приспособления должны способствовать правильной установке, а также устранению деформаций и перекосов сопрягаемых деталей. Назначение норм точности на изготовление элементов сборочного приспособления производится из условия, чтобы суммарные погрешности относительных смещений и перекосов осей сопрягаемых деталей были меньше допустимых.

3.1.9. В заключении кратко описываются результаты и выводы по работе, даются рекомендации по снижению трудоемкости сборочной операции за счет ее автоматизации.

3.1.10. Список использованных источников оформляют в соответствии с п.8 пособия [6]. В него включают все стандарты, на которые сделаны ссылки в тексте ПЗ.

3.10.11. Методика определения усилия запрессовки и технологических размеров объединяемых деталей при сборке продольно-прессовых соединений.

В процессе сборки соединения (рис. 4) к одной из двух деталей, охватываемой (валу) или охватывающей (втулке), прикладывается осевая сила Р (в Ньютонах, Н), которая растет от нуля до некоторого максимального значения [4], равная:

Р = f₃ dLp, (1)

Рис. 2 Продольно-прессовое соединение деталей машин

Рис. 3 Теоретическая диаграмма запрессовки:

I - ориентация деталей; I-II - наживление; II-III - запрессовка

Рис. 4 Схема продольно-прессового соединения

где f₃ - коэффициент трения при запрессовке;

р - давление на поверхности контакта, Мпа;

d - номинальный диаметр соединения, мм;

L - длина запрессовки, мм.

Вследствие натяга на поверхности d контакта деталей возникает давление р, которое определяется по формуле:

р = 1 / d * _р * 10^-3 / (C₁ / E₁ + С₂ / E₂), (2)

где _р - расчетный натяг, мкм;

E₁ и E₂ - модули упругости материалов охватываемой и охватывающей деталей, Мпа;

C₁ и С₂ - безразмерные коэффициенты.

Безразмерные коэффициенты C₁ и С₂ определяются по формулам:

C₁ = (d²+ d_o²) / (d² - d_o²) - ₁; (3)

С₂ = (D²+ d²) / (D² - d²) + ₁; (4)

где ₁, ₂ - коэффициенты Пуассона для тех же материалов;

D - диаметр наружной поверхности втулки, мм;

d_o - диаметр отверстия пустотелого вала, мм (при сплошном вале

d_o = 0 и C₁ = 1 - ).

Величина расчетного натяга _р определяется следующим образом:

_р = _max - , (5)

где _max - максимально возможный натяг в соединении, мкм;

- уменьшение натяга вследствие сминания микронеровностей сопрягаемых поверхностей деталей, мкм.

Максимально возможный натяг в соединении имеет место в том случае, когда отверстие охватывающей детали будет минимальным (doщ_min), а охватываемой - максимальной (doм_max), т.е.

d_max = dом_max - doщ_min; (6)

dом_max = d + es; (7)

doщ_min = d - EI; (8)

где es - верхнее отклонение охватываемой детали;

EI- нижнее отклонение охватывающей детали.

При проведении практических расчетов величина определяется по формулам:

= l, 2(R_z1+R_z2); (9)

= l, 4(i_lR_a1+i₂R_a2); (10)

где R_z1 и R_z2 - высоты микронеровностей поверхностей охватываемой и охватывающей деталей, мкм;

Ra₁ и R_a2 - среднее арифметическое отклонение профилей микронеровностей охватываемой и охватывающей деталей, мкм;

i_{1, 2} - коэффициенты (i = 3, 5 при шероховатости поверхности R_a = 1, 6 мкм; i = 4, 5 при R_a = 0, 2...0, 8 мкм).

Величина возникающего при запрессовке контактного давления р определяет характер деформации объединяемых деталей. Эти деформации могут быть либо упругими для обеих деталей, либо упругими для одной из них и упругопластическими для другой. Характер деформации определяется условиями, приведенными в табл. 1.

Таблица 1.

Характер деформаций деталей прессового соединения

Охватываемая деталь	охватывающая деталь
Упругие деформации
p / 0, 58 1т < [(d0 / d)2] (11)	p / 0, 58 2т < [1 - (d / D)2] (12)
Упругопластические деформации
p / 0, 58 1т [(d0 / d)2] (13)	p / 0, 58 2т [1-(d / D)2] (14)
где 1т, 2т - пределы текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей, МПа.

При запрессовке наружный диаметр D охватывающей детали увеличивается на ₂ (мкм), а внутренний диаметр охватываемой детали уменьшается на ₁ (мкм).

₂ = 2pDd² * 10³ / E₂ (D² - d²); (15)

₁ = 2pdd₀^{2 *} 10³ / E₁ (d² - d₀²); (16)

Эти изменения ₁ и ₂ необходимо учитывать, чтобы определить технологические размеры D_техн и d₀ объединяемых деталей перед сборкой в случае их упругой деформации

D_тexн = D - ₂; (17)

d_0техн = d₀ + ₁. (18)

В случае упругопластических деформаций изменения ₁ и ₂ определяют величины доработок деталей по размерам D и d₀ после проведения сборки прессового соединения.

Коэффициент трения f₃ при запрессовке зависит от материала деталей, шероховатости сопрягаемых поверхностей и наличия смазочного материала.

Смазочный материал предохраняет сопрягаемые поверхности от задиров и уменьшает силу запрессовки. Использование машинного масла позволяет уменьшить силу запрессовки на 10%, машинного масла с графитом - на 20%. Применение специальной дисульфидомолибденовой смазки дает возможность уменьшить силу запрессовки на 30%, а также полностью устранить вибрации пресса при сборке.

Передаваемый прессовым соединением вращающий момент (Н мм) может быть определен по формуле:

М_к = 0, 5 f₃ d² Lp.

При проведении по изложенной методике практических расчетов численные значения величин, входящих в приведенные выше формулы и характеризующих механические свойства различных материалов объединяемых деталей, шероховатость их сопрягаемых поверхностей, а также коэффициенты трения последних при запрессовке приведены в источнике [5].