Алгоритм программы для размерного анализа технологических процессов. Размерный анализ технологических процессов
РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ И РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ
Общие сведения о размерном анализе. Основные определения.
Расчёты допусков на размеры деталей посадок (вал - отверстия) относительно просты. Они позволяют решать многие задачи теории точности и взаимозаменяемости в технике. Однако на практике в машинах и механизмах, приборах и других технических устройствах взаимное расположение осей и поверхностей деталей, соединяемых в изделиях, зависит от большего числа (три и более) сопрягаемых размеров. Одним из средств определения оптимальных допусков на все конструктивно и (или) функционально связанные размеры в изделии является размерный анализ , который выполняется на основании расчётов размерных цепей . Взаимосвязь размеров и их допустимых отклонений, регламентирующая расположение поверхностей, и осей как одной детали, так и нескольких деталей, в узле или изделий, называется размерной связью деталей .
Размерной цепью называют совокупность размеров, образующихзамкнутый контур , и непосредственно участвующих в решении поставленной задачи. (ГОСТ 16319-80)
С помощью расчётов размерных цепей и размерного анализа решаются следующие задачи:
Устанавливаются ответственные размеры и параметры деталей и узлов, оказывающие влияние на эксплуатационные показатели машины, прибора;
Уточняются номинальные размеры и их предельные отклонения;
Рассчитываются и (или) уточняются нормы точности на машины, приборы и их узлы и детали;
Обосновываются технологические и измерительные базы;
Проводятся метрологические расчёты, определяющие допустимые величины погрешностей (базирования деталей при измерении измерительных средств и методов измерения);
Выбираются измерительные средства для контрольных операций в процессах изготовления, испытания, контроля качества изделий, деталей и др.
Задачи размерного анализа решаются на основе теории размерных цепей. Расчёт размерных цепей является необходимым этапом конструирования машин и приборов.
Основные признаки размерной цепи:
В размерную цепь могут входить только те размеры, которые, будучи функционально и (или) конструкторски связанными, позволяют решить конструкторские, технологические, измерительные или другие, выше названные задачи;
Размеры, входящие в размерную цепь всегда должны образовывать замкнутый контур.
Размеры, входящи е в размерную цепь, называются звеньями.
Звено размерной цепи, являющееся исходным при постановке задачи (например, при конструировании), или получающееся последним в результате решения поставленной задачи (например, технологическая), называется замыкающим .
Замыкающее звено в размерной цепи всегда одно. Остальные звенья размерной цепи (любое число (2 или более)) называются составляющими. Составляющие звенья бывает увеличивающие и уменьшающие.
Увеличивающим называют составляющее звено, с увеличением которого увеличивается замыкающее звено.
Уменьшающим н азывают составляющее звено, с увеличением которого уменьшается замыкающее звено.
Звенья размерной цепи на схеме обозначают прописной (заглавной) буквой с порядковыми цифровыми индексами (1,2,..,n) для составных звеньев и треугольным индексом (А) для замыкающего звена.
Например, размерная цепь А,
Для выделения увеличивающих и уменьшающих составляющих звеньев их помечают стрелкой, размещаемой над буквой:
Стрелка направленная вправо для увеличивающих звеньев A 1, A 2 ;
Стрелка направленная влево для уменьшающих звеньев: B 1, B 2 .
При построении схемы размерной цепи анализируется чертёж изделия
(например, чертёж детали (рисунок 3.1, а); изделия в сборке (рисунок 3.1, б)).
1. Определить поверхности детали, назначенные конструкторскими и измерительными базами;
2. Установить размеры детали, которые могут быть измерены прямыми измерениями непосредственно от конструкторской базы;
3. Установить размеры детали, для оценки точности которых потребуется построение и расчёт размерных цепей, при этом конструкторская база сохраняется;
4. Установить размеры детали, для оценки точности которых, целесообразно назначить новую базовую поверхность (не совпадающую с конструкторской базой). Из этих размеров требуется выделить размеры, которые могут быть измерены прямыми измерениями от новой базы, и размеры, для оценки точности которых потребуется построения и расчёты размерных цепей.
Суть размерного анализа спроектированного технологического про-цесса состоит в решении обратных задач для технологических размерных цепей.
Размерный анализ позволяет оценить качество технологического процесса, в частности, определить, будет ли он обеспечивать выполнение конструкторских размеров, непосредственно не выдерживаемых при обра-ботке заготовки, найти предельные значения припусков на обработку и оценить их достаточность для обеспечения требуемого качества поверхно-стного слоя обрабатываемых поверхностей и (или) возможность удаления припусков без перегрузки режущего инструмента.
Исходными данными для размерного анализа являются чертеж дета-ли, чертеж исходной заготовки и технологический процесс изготовления детали.
Цель и задачи.
Освоения методики размерного анализа, позволяющего обеспечить точность получаемых размеров при изготовлении деталей из заготовок, является одной из основных задач технологов.
Целью данной работы является освоение методов выявления размерных цепей, определяющих положение обрабатываемых поверхностей относительно баз или других поверхностей, и решение их для построения технологического процесса обработки.
Данную работу выполняют по следующей схеме.
Расчет технологических размерных цепей.
Значения размеров и точности.
Пример размерного анализа.
Задана конструкция детали.
Материал– сталь 40Х
Заготовка – штампованная
Маршрут изготовления
Оп. 010. Токарная
Подрезка торца
Оп. 015. Шлифовальная
Шлифование торца
Рис. 1. Эскиз операций.
Рис. 2. Этапы обработки тел вращения.
Рис. 3. Этапы обработки плоских поверхностей.
Количество необходимых операций и переходов при обработке и выдерживаемые экономически целесообразные квалитеты точности размеров и шероховатость поверхностей назначают в соответствии с рекомендациями, указанными на рис. 2, 3.
Для представленных на рис. 1. операций назначим допуски на получаемые размеры в соответствии с рекомендуемыми квалитетами.
оп. 010 размер - 0,20
оп. 020 - 0,15
По эскизам операции и чертежу детали вскроем размерную цепь с замыкающим звеном Т, который непосредственно не выдерживается и получается как функция остальных звеньев (рис.4).
Рис. 4. Схема размерной цепи
Т = - +
Проверяем возможность решения что
Т = = 80 – 0,2:
Допуск на размер замыкающего звена должен быть
0,20 + 0,15 + 0,08 = 0,43
Так как требуется получить допуск 0,2 мм предложенный маршрут обработки не позволяет работать без брака.
Необходимо уменьшение допусков получаемых размеров. Введем дополнительную операцию.
020 – шлифования торца стержня (рис. 5).
Оп. 020 шлифовальная
Шлифовать торец, выдерживая размер .
Рис. 5. Эскиз шлифования торца стержня
Проанализируем полученные размерные цепи, в которых замыкающим звеном является припуск.
(1)
Припуск размера (оп. 020; оп. 010) (2)
Замыкающим звеном принимают припуск, который назначают по опытно – статистическим данным из таблиц или рассчитывают.
Припуск на шлифования принимаем
Допуск при шлифовании (-0,06)
Решаем размерную цепь
Подставим найденное значение в уравнение (1) и найдем решение
Из уравнения (1):
Принимая во внимание, что размер заготовки двухсторонний назначаем
Свободная таблица размеров
4. Порядок и особенности построения размерных цепей
Вычертить чертеж детали, нанести координатные оси. Деталь изображается в необходимых проекциях, не обязательно в масштабе.
Пронумеровать все поверхности по координатам.
От каждой поверхности провести вертикальные линии.
Провести между вертикальными линиями соответствующие размеры детали.
Размеры проставляются так, чтобы размерная цепь не была замкнутой.
В соответствии с принятом маршрутом наносятся размеры, получаемые на каждой операции. Каждая операция отделяется горизонтальной строкой.
Получаемая система размеров образует размерную цепь.
Р.Ц. не должна включать в качестве составляющих звеньев припуски замыкающих звеньев других цепей, т.е. припуск, являющийся замыкающим звеном, должен быть один.
Решением Р.Ц. определяют операционные размеры, включая и размеры заготовки с назначением на них экономически обоснованных допусков. Расчеты начинают с последней цепи идя к начальной операции.
Допуски размеров переходов всех операций, кроме окончательных, устанавливают в соответствии с экономическим квалитетом точности каждого метода обработки (рис. 1,2). Рекомендуется допуски задавать «в тело», т.е. для охватываемых (валов) – со знаком «минус», а для охватывающих (отверстий) – со знаком «плюс».
При простановке допусков нужно иметь в виду, что размеры заготовки имеют предельные отклонения в обе стороны от номинальных значений.
Прежде чем решать Р.Ц. необходимо назначить операционные припуски, т.к. они, как правило, являются замыкающими звеньями.
Припуски на механическую обработку поверхностей штампованных заготовок представлены в таблице. Распределение припусков по этапам обработки производиться в соответствии с назначенным маршрутом обработки.
Припуски (на сторону) на механическую обработку штампованных заготовок, мм
Список литературы.
1. Справочник технология – машиностроителя. В 2 т. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, М.: Машиностроение, 1986 Т.1.
2. А.А. Маталин. Технология машиностроения, Л.: Машиностроение, 1585.
Лабораторная работа №12
Алгоритм программы для размерного анализа технологических процессов
Седов Александр Сергеевич ,
магистрант машиностроительного факультета Волгоградского государственного технического университета .
Применение систем автоматизации проектных работ (САПР) значительно сокращает трудоемкость конструкторского и технологического проектирования, а также позволяет создавать базы данных готовых проектных решений для их последующей модификации и использования .
Была поставлена задача создания САПР размерного анализа осевых размеров деталей типа «ступенчатый вал». При этом ввод исходных данных и вывод расчетных должен выполняться в интерактивном режиме, что наиболее рационально осуществить с использованием встроенных программных средств операционной системы, оснащенной графическим интерфейсом пользователя (например, Windows XP ).
Современные средства программирования позволяют создавать развитые САПР с высокой степенью интерактивности. Применение визуального и объектно-ориентированного программирования, являющихся стандартными для данных средств пр ограммирования, сокращают время на разработку проекта программы и способствуют упорядочиванию ее логико-иерархической структуры .
Представленная в данной статье программа «Размер32» создана в свободной среде программирования Lazarus (язык Object Pascal ) – аналоге коммерчески распространяемой среды Delphi , и изначально откомпилирована для работы на архитектуре i 386 под управлением 32-битных ОС Windows XP / Vista /7. Кроссплатформенный компилятор Free Pascal позволяет получить исполняемый код в том числе для свободных операционных систем на основе ядра Linux , что является немаловажным, если ставится задача сокращения затрат, связанных с внедрением САПР. Текст пр ограммы насчитывает 1542 строки, в откомпилированном под Win 32 виде программа занимает 13 мегабайт.
Структура программы представляет собой набор из 3-х связанных линейно алгоритмических систем:
- система ввода исходных данных;
- система обработки данных;
вейксерфинг
Ремонт холодильников на дому от мастера. Быстро и качественно, звоните
ремсервис-контур.рф
- система вывода расчетной информации.
Входные данные включают в себя:
- геометрию заготовки (количество ступеней вала, их относительные диаметры);
- осевые размеры заготовки (отклонения);
- осевые размеры детали (номиналы с отклонениями);
- наименование операций;
- последовательность операционных размеров на каждой операции.
Основным структурным элементом области данных программы является запись типа TRazm .
TRazm = record
BS : byte ;//от данной поверхности откладывается размер
FS : byte ;//к этой поверхности
Nom : real ;//номинал, мм
ei : real ;//нижнее отклонение, мм
es : real ;//верхнее отклонение, мм
end ;
В программе предусмотрен массив Razm [ j , i ] из N _ OP _ MAX * N _ RAZ _ MAX записей типа TRazm (где N _ OP _ MAX - максимальное кол-во операций (10), N _ RAZ _ MAX - максимальное количество размеров в операции (5). На этапе ввода исходных данных происходит заполнение массива Razm [ j , i ], где j – номер операции, i – порядковый номер размера.
Фрагмент, описывающий считывание данных из полей:
//промежуточная запись с полей задания размера
Razm2.BS: = StrToInt(Razm_Inp.Caption);
Razm2.FS: = StrToInt(Razm_Inp.Caption);
Razm2.Nom: = StrToFloat(Razm_Inp.Caption);
Razm2.ei: = StrToFloat(Razm_Inp.Caption);
Razm2.es: = StrToFloat(Razm_Inp.Caption);
index := GetRazmIndex(Razm2.BS, Razm2.FS);
Здесь данные считываются в промежуточную запись Razm 2, которая затем копируется в элемент массива Razm [ j , i ]. Функция GetRazmIndex возвращает порядковый номер размера, если содержимое полей ввода указывает на существующий размер или 0, если размер не существует.
Следующий фрагмент показывает запись в Razm [ j , i ].
// заносим данные
with Razm do
begin
BS:= Razm2.BS;
FS:= Razm2.FS;
Nom:= Razm2.Nom;
ei := Razm2.ei;
es : = Razm2.es;
end;
(Здесь CurrentOp – номер рассматриваемой операции.)
Данные можно вводить вручную, создав новый технологический процесс, а также можно считать с диска. Собственное расширение файла программы - *. tpd .
Фрагмент алгоритма считывания данных из файла.
AssignFile( F, OpenDialog.FileName);// назначение имени файла
Reset(F);//открыть файл для чтения
Read(F, FB);//прочесть содержимое файла
CloseFile(F);//закрыть файл
N_St : = FB.N_St;//количество ступеней
D_St : = FB.D_St;//диаметры ступеней
CountOp : = FB.CountOp;//количество операций
OpNames : = FB.OpNames;//наименования операций
Razm : = FB.Razm;//записи размеров
RazmOpCount : = FB.RazmOpCount;//количество размеров в каждой операции
Здесь FB – промежуточная запись одного типа с F .
Запись на диск производится аналогичным способом, но вместо Reset (F ) вызывается Rewrite (F ).
Размерный анализ техпроцесса производится следующим образом.
1. Составляется список всех размеров от заготовки до готовой детали (с учётом поверхностей, возникающих в процессе обработки) (1).
2. Составляется список замыкающих размеров.
3. Выбирается первый замыкающий размер и для данного размера выполняется рекурсивный обход списка размеров (1) с подсчетом количества звеньев и их типом (увеличивающее, уменьшающее). Если обход заходит в «тупик», он начинается по новому пути. В итоге для данного замыкающего размера выбирается размерная цепь с минимальным количеством звеньев.
4. Переход к следующему замыкающему размеру и т.д.
5. Анализ размерных цепей по известным методикам.
Литература
1. Корсаков, В. С. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении / В. С. Корсаков, Н. М. Капустин, К. -X. Темпельгоф, X, Лихтенберг; Под общ. р ед. Н.М. Капустина. - М.: Машиностроение, 1985. - 304 с .
2. Климов, В. Е. Разработка САПР : В 10 кн. Кн. 7. Графические системы САПР: Практ. пособие / В. Е. Климов; Под ред. В. А. Петрова. - М.: Высш. шк., 1990. - 142 с. ISBN 5-06-000744-8.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Тольяттинский государственный университет
Кафедра «Технология машиностроения»
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Технология машиностроения»
на тему
«Размерный анализ технологических процессов изготовления вала-шестерни»
Выполнил:
Преподаватель: Михайлов А.В.
Тольятти, 2005
УДК 621.965.015.22
Аннотация
Зарипов М.Р. размерный анализ технологического процесса изготовления детали вал-шестерня.
К.р. – Тольятти.: ТГУ, 2005.
Выполнен размерный анализ технологического процесса изготовления детали вал-шестерня в продольном и радиальном направлении. Рассчитаны припуски и операционные размеры. Проведено сравнение результатов операционных диаметральных размеров, полученных расчетно-аналитическим способом и методом размерного анализа с использованием операционных размерных цепей.
Расчетно-пояснительная записка на 23стр.
Графическая часть – 4 чертежей.
1. Чертеж детали – А3.
2. Размерная схема в осевом направлении – А2.
3. Размерная схема в диаметральном направлении – А2.
4. Размерная схема в диаметральном направлении продолжение – А3.
1. Технологический маршрут и план изготовления детали
1.1. Технологический маршрут и его обоснование
1.2. План изготовления детали
1.3. Обоснование выбора технологических баз, классификация технологических баз
1.4. Обоснование простановки операционных размеров
1.5. Назначение операционных требований
2. Размерный анализ технологического процесса в осевом направлении
2.1. Размерные цепи и их уравнения
2.2. Проверка условий точности изготовления детали
2.3. Расчет припусков продольных размеров
2.4. Расчет операционных размеров
3. Размерный анализ технологического процесса в диаметральном направлении
3.1. Радиальные размерные цепи и их уравнения
3.2. Проверка условий точности изготовления детали
3.3. Расчет припусков радиальных размеров
3.4. Расчет операционных диаметральных размеров
4. Сравнительный анализ результатов расчетов операционных размеров
4.1. Расчет диаметральных размеров расчетно-аналитическим методом
4.2. Сравнение результатов расчета
Литература
Приложения
1. Технологический маршрут и план изготовления детали
1.1. Технологический маршрут и его обоснование
В данном разделе опишем основные положения, использованные при формировании технологического маршрута детали.
Тип производства – среднесерийный.
Способ получения заготовки – штамповка на ГКШП.
При разработке технологического маршрута используем следующие положения:
· Обработку разделяем на черновую и чистовую, повышая производительность (снятие больших припусков на черновых операциях) и обеспечивая заданную точность (обработка на чистовых операциях)
· Черновая обработка связана со снятием больших припусков, что ведет к износу станка и снижению его точности, поэтому черновую и чистовую обработку будем вести на разных операциях с применением различного оборудования
· Для обеспечения требуемой твердости детали введем ТО (закалка и высокий отпуск, шейки под подшипники - цементация)
· Лезвийную обработку, нарезку зубьев и шпоночного паза произведем перед ТО, а после ТО абразивная обработка
· Для обеспечения требуемой точности создаем искусственные технологические базы, используемые на последующих операциях – центровые отверстия
· Более точные поверхности будем обрабатывать в конце ТП
· Для обеспечения точности размеров детали будем использовать специализированные и универсальные станки, станки с ЧПУ, нормализованные и специальные режущие инструменты и приспособления
Для простоты составления плана изготовления закодируем поверхности рис.1.1 и размеры детали и приведем сведения о требуемой точности размеров:
ТА2 = 0,039(–0,039)
Т2В = 0,1(+0,1)
Т2Г = 0,74(+0,74)
Т2Д = 0,74(+0,74)
ТЖ = 1,15(–1,15)
ТИ = 0,43(–0,43)
ТК = 0,22(–0,22)
ТЛ = 0,43(–0,43)
ТМ = 0,52(–0,52)
ТП = 0,2(-0,2)
Технологический маршрут оформим в виде таблицы:
Таблица 1.1
Технологический маршрут изготовления детали
| № операции | Наименование операции |
Оборудование (тип, модель) | Содержание операции |
| 000 | Заготовительная | ГКШП | Штамповать заготовку |
| 010 | Фрезерно-центровальная | Фрезерно-центровальный |
Фрезеровать торцы 1,4; сверлить центровальные отверстия |
| 020 | Токарная | Токарный п/а 1719 | Точить поверхности 2, 5, 6, 7; 8, 3 |
| 030 | Токарная с ЧПУ | Токарный с ЧПУ 1719ф3 | Точить поверхности 2, 5, 6; 3, 8 |
| 040 | Шпоночно-фрезерная | Шпоночно-фрезерный 6Д91 | Фрезеровать паз 9, 10 |
| 050 | Зубофрезерная | Зубофрезерный 5В370 | Фрезеровать зубья 11, 12 |
| 060 | Зубофасочная | Зубофасочный СТ 1481 | Снять фаску с зубьев |
| 070 | Зубошевинговальная | Зубошевинговальный 5701 | Шевинговать зубья 12 |
| 075 | ТО | Закалка, высокий отпуск, правка, цементация | |
| 080 | Центродоводочная | Центродоводочный 3922 | Зачистиь центровочные отверстия |
| 090 | Круглошлифовальная | Круглошлифовальный 3М163ф2Н1В | Шлифовать поверхности 5, 6, 8 |
| 100 | Торцекруглошлифовальная | Торцекруглошлифовальный 3М166ф2Н1В | Шлифовать поверхности 2, 6; 3, 8 |
| 110 | Зубошлифовальная | Зубошлифовальный 5А830 | Шлифовать зубья |
1.2. План изготовления детали
Приведем в виде таблицы 1.2 план изготовления детали, оформленный в соответствие с требованиями :
Таблица 1.2
План изготовления детали вал-шестерня
1.3. Обоснование выбора технологических баз, классификация технологических баз
На фрезерно-центровальной операции в качестве черновых технологических баз выбираем общую ось шеек 6 и 8, и торец 3 – как будущими основными конструкторскими базами.
На черновом точении за технологические базы принимаем полученную на предыдущей операции ось 13 (используем центры) и обработанные на предыдущей операции торцы 1 и 4.
При чистовом точении используем в качестве технологических баз ось 13, а опорная точка лежит на поверхности центровых отверстий – используем принцип постоянства баз и исключаем погрешность неперпендикулярности, как составляющую погрешности выполнения осевого размера.
Таблица 1.3
Технологические базы
| № операции | № опорных точек | Наименование базы | Характер проявления | Реализация | № обрабатываемых поверхностей | Операционные размеры | Единство баз | Постоянство баз | |||
| Явная | скрытая | Естественная | Искусственная | Станочные приспособления | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 010 | |||||||||||
| 020-А | Жесткий и плавающий центры, поводковый патрон |
||||||||||
| 020-Б | |||||||||||
| 030-А | |||||||||||
| 030-Б | |||||||||||
| 040 | |||||||||||
| 050 | |||||||||||
| 070 | |||||||||||
| 090-А | |||||||||||
| 090-Б | |||||||||||
| 100-А | |||||||||||
| 100-Б | |||||||||||
| 110 | |||||||||||
На зубообрабатывающих операциях используем ось 13 и опорную точку на центровом отверстии, соблюдая принцип постоянства баз (относительно шеек подшипников), ибо, являясь исполнительной поверхностью, зубчатый венец должен быть точно выполнен относительно шеек подшипников.
Для фрезерования шпоночного паза в качестве технологических баз используем ось 13 и торец 2.
В сводной таблице приводим классификацию технологических баз, указываем их целевую принадлежность, выполнение правила единства и постоянства баз.
1.4. Обоснование простановки операционных размеров
Способ простановки размеров зависит в первую очередь от метода достижения точности. Так как размерный анализ имеет большую трудоемкость выполнения, то применять его целесообразно при использовании метода достижения точности размеров с помощью настроенного оборудования.
Особую важность представляет способ простановки продольных размеров (осевых для тел вращения).
На черновой токарной операции мы можем применить схемы простановки размеров «а» и «б» рис.4.1.
На чистовой токарной и шлифовальных операциях применяем схему «г» рис.4.1.
1.5. Назначение операционных технических требований
Операционные технические требования назначаем по методике . Технические требования на изготовление заготовки (допуски на размеры, смещение штампа) назначаем по ГОСТ 7505-89. Допуски на размеры определяем по приложению 1 , шероховатость – по приложению 4 , величины пространственных отклонений (отклонения от соосности и перпендикулярности) – по приложению 2 .
Для заготовки отклонения от соосности определим по методике .
Определим средний диаметр вала
где d i – диаметр i-ой ступени вала;
l i – длина i-ой ступени вала;
l – общая длина вала.
d ср =38,5мм. По приложению 5 определим р к – удельная величина изогнутости. Величины изогнутости оси вала для различных участков определим по следующей формуле:
, (1.2)
где L i – расстояние наиболее удаленной точки i-ой поверхности до измерительной базы;
L – длина детали, мм;
Δ max =0,5·р к ·L – максимальный прогиб оси вала в результате коробления;
– радиус кривизны детали, мм; (1.3)
Аналогично рассчитываем отклонения от соосности при термообработке. Данные для их определения также приведены в приложении 5.
После расчетов получаем
2. Размерный анализ технологического процесса в осевом направлении
2.1. Размерные цепи и их уравнения
Составим уравнения размерных цепей в виде уравнений номиналов.
2.2.
Проверку условий точности выполняем, чтоб убедиться в обеспечении требуемой точности размеров. Условие точности ТА черт ≥ω[А],
где ТА черт – допуск по чертежу размера;
ω[А] – погрешность этого же параметра возникающая в ходе выполнения технологического процесса.
Погрешность замыкающего звена найдем по уравнению 
(2.1)
Из расчетов видно, что погрешность размер К больше допуска. А это значит, что мы должны корректировать план изготовления.
Для обеспечения точности размера [К]:
на 100-ой операции обработаем с одного установа поверхности 2 и 3, тем самым уберем из размерной цепи размера [К] звенья С 10 , Ж 10 и Р 10 , «заменив» их на звено Ч 100 (ωЧ=0,10).
После внесения в план изготовления данных коррективов, получаем следующие уравнения размерных цепей, погрешность которых равна:
В итоге получаем 100% качество
2.3. Расчет припусков продольных размеров
Расчет припусков продольных размеров будем вести в следующем порядке.
Напишем уравнения размерных цепей, замыкающим размером которых будут припуски. Посчитаем минимальный припуск на обработку по формуле
где - суммарная погрешность пространственных отклонений поверхности на предыдущем переходе;
Высоты неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на поверхности при предыдущей обработке.
Рассчитаем величины колебаний операционных припусков по уравнениям погрешностей замыкающих звеньев-припусков
(2.1)
(2.2)
Расчет ведут по формуле (2.2) если количество составляющих звеньев припуска больше четырех.
Находим значения максимальных и средних припусков по соответствующим формулам
, (2.3)
(2.4)
результаты занесем в таблицу 2.1
2.4. Расчет операционных размеров
Определим величины номинальных и предельных значений операционных размеров в осевом направлении по методу средних значений
Исходя из уравнений, составленных в пунктах 2.2 и 2.3, найдем средние значения операционных размеров
запишем значения в удобной для производства форме
3. Размерный анализ технологического процесса в диаметральном направлении
3.1. Радиальные размерные цепи и их уравнения
Составим уравнения размерных цепей с замыкающими звеньями-припусками, т.к. почти все размеры в радиальном направлении получаются явно (см. п.3.2)
3.2. Проверка условий точности изготовления детали
Получаем 100% качество.
3.3. Расчет припусков радиальных размеров
Расчет припусков радиальных размеров будем вести аналогично расчету припусков продольных размеров, но расчет минимальных припусков будем вести по следующей формуле
(3.1)
Результаты заносим в таблицу 3.1
3.4. Расчет операционных диаметральных размеров
Определим величины номинальных и предельных значений операционных размеров в радиальном направлении по методу координат средин полей допусков.
Исходя из уравнений, составленных в пунктах 3.1 и 3.2, найдем средние значения операционных размеров
Определим координату средин полей допусков искомых звеньев по формуле
Сложив полученные величины с половиной допуска, запишем значения в удобной для производства форме
4. Сравнительный анализ результатов расчетов операционных размеров
4.1. Расчет диаметральных размеров расчетно-аналитическим методом
Рассчитаем припуски для поверхности 8 по методике В.М. Кована .
Полученные результаты заносим в таблицу 4.1
4.2. Сравнение результатов расчета
Посчитаем общие припуски по формулам
(4.2)
Посчитаем номинальный припуск для вала
(4.3)
Результаты расчетов номинальных припусков сводим в таблицу 4.2
Таблица 4.2
Сравнение общих припусков
Найдем данные по изменению припусков
Мы получили разницу припусков в 86%, вследствие неучета при расчете методом Кована следующих моментов: особенностей простановки размеров на операции, погрешности выполняемых размеров, влияющих на величину погрешности припуска и др.
Литература
1. Размерный анализ технологических процессов изготовления деталей машин: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Теория Технологии»/ Михайлов А.В. – Тольятти,: ТолПИ, 2001. 34с.
2. Размерный анализ технологических процессов/ В.В. Матвеев, М. М. Тверской, Ф. И. Бойков и др. – М.: Машиностроение, 1982. – 264 с.
3. Специальные металлорежущие станки общемашиностроительного применения: Справочник/ В.Б. Дьячков, Н.Ф. Кабатов, М.У. Носинов. – М.: Машиностроение. 1983. – 288 с., ил.
4. Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч./ В. Д. Мягков, М. А. Палей, А. Б. Романов, В.А. Брагинский. – 6-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983. Ч. 2. 448 с., ил.
5. Михайлов А.В. План изготовления детали: Методические указания к выполнению курсовых и дипломных проектов. – Тольятти: ТолПИ, 1994. – 22с.
6. Михайлов А.В. Базирование и технологические базы: Методические указания к выполнению курсовых и дипломных проектов. – Тольятти: ТолПИ, 1994. – 30с.
7. Справочник технолога-машиностроителя. Т.1/под. ред А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.:Машиностроение, 1985. – 656с.
Рис. 8.11.
Рис. 8.10.
Пример 8.7
Размерный анализ процесса механической обработки проводят в следующем порядке. Для детали (рис. 8.11) вычерчивают совмещенный эскиз исходной заготовки и готовой детали (рис. 8.12), на котором отражают также промежуточные состояния заготовки. Все поверхности заготовки и детали нумеруют по порядку, слева направо, и через них проводят вертикальные линии. Между этими линиями указывают размеры исходной заготовки В, готовой детали А , припуски Z n (индекс п обозначает номер поверхностей, к которым они относятся), а также технологические размеры S, получаемые в результате выполнения каждого технологического перехода. Размеры S указывают в виде направленных стрелок, при этом точка ставится на линии, соответствующей поверхности, которая используется в качестве технологической или настроечной базы.
Рис. 8.12.
Рис. 8.13.
На рис. 8.12 представлен размерный анализ ТП изготовления ступенчатого валика из штампованной заготовки за три операции. На первой операции («фрезерно-центровальная») выполняются размеры S ] и 5 2 , на второй операции («токарная 1») - размер S:i . На третьей операции («токарная 2») выдерживаются размеры S A и S 5 (двукратная обработка торцовой поверхности может быть обусловлена повышенными требованиями, например, к шероховатости поверхности). Выявление размерных цепей начинают с последней операции, т.е. двигаясь по размерной схеме снизу вверх. Для упрощения процесса выявления размерных цепей рекомендуется построить граф размерных связей (рис. 8.13). Вначале строят граф технологических размеров, где кружочками с цифрами внутри обозначаются обрабатываемые поверхности (в виде двойного кружочка обозначается поверхность заготовки, от которой начинается обработка).
Данный граф дополняют графом размеров заготовки (размеры заготовки изображают при этом двойными линиями) и получают совмещенный граф, на котором в виде дуг изображают размеры готовой детали и в виде ломаных линий - припуски на обработку (стрелка на таких линиях указывает, к какой поверхности относится припуск). Важно строить совмещенный граф так, чтобы его ребра (линии) не пересекатись. Любой замкнутый контур совмещенного графа образует размерную цепь. Замыкающим звеном (которое обычно заключают в квадратные скобки) у такой цепи является либо размер детали, либо припуск на обработку (рис. 8.14). Размерные цепи рекомендуется строить таким образом, чтобы припуски и размеры А детати не входили в них в качестве составляющих звеньев. Любая технологическая размерная цепь имеет одно замыкающее звено и два или более составляющих звеньев.
Свои особенности имеет размерный анализ технологических процессов механической обработки заготовок для корпусных детатей. При построении размерной схемы таких процессов следует учитывать, что размеры, опре-
Рис. 8.14.
а-в - для определения технологических размеров S v S 3 и 5, соответственно; г-е - для определения размеров заготовки B v В 3 и В 2 соответственно
деляющие положение основных отверстий корпусной детали, обрабатываемых на нескольких операциях, имеют одинаковые номинальные значения, но выполняются с различной точностью. В этой связи на размерной схеме линия, определяющая положение оси основного отверстия, выполняется прерывистой. На рис. 8.15 изображена размерная схема обработки заготовки корпусной детали, выполняемой за три операции. На первой операции («фрезерная») выполняется размер S 0 , на второй операции («расточная 1») размер S v на третьей операции - размер S 2 . В результате решения размерных цепей выясняется, может ли принятый вариант технологического процесса изготовления детали обеспечить ее точность в соответствии с чертежом.
При этом важно, чтобы точность выполнения технологических размеров S не превышала среднюю экономическую точность принятых методов обработки. В противном случае следует пересмотреть рассматриваемый вариант технологического процесса изготовления детали.
Рис. 8.15. Размерная схема (а) и технологические размерные цепи (б) процесса механической обработки заготовки корпусной детали (R = D/2)
