книги / Технология машиностроения.-1
.pdf
Рис. 4.6. Операция 060: Токарная
5.Выточить две канавки на двух поверхностях: 2 и 4.
6.Точить фаски 2×45° на двух поверхностях.
7.Притупить острые кромки – кругом.
Технологическая база (левый торец детали) является одновре-
менно измерительной для размеров: 90–0,6, 10–0,36. Новая вспомогательная измерительная база (поверхность 1) создана подрезкой тор-
ца, но в дальнейшем не использована.
Операция 070: Сверлильная (по кондуктору). Операционный эскиз на рис. 4.7.
Рис. 4.7. Операция 070: Сверлильная
41
Операция 080: Слесарная Операция 090: Промывка Операция 100: Контрольная Операция 110: Упаковочная
Контрольные вопросы по главе
1.Последовательность разработки технологического процесса.
2.Составные части маршрута обработки.
3.С чего начинается обработка любой детали?
4.Состав операционного эскиза.
5.Состав технологических карт.
6.Виды проката и их различия.
7.Привести пример технологического перехода с совмещением технологической и измерительной баз.
8.Привести пример технологического перехода без совмещения технологической и измерительной баз.
9.Схема базирования заготовки на токарной операции.
10.Схема базирования заготовки на сверлильной операции.
42
5. РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ И МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТА
Для нормальной работы машины или другого изделия необходимо, чтобы составляющие их детали и поверхности занимали одна относительно другой определенное, соответствующее служебному назначению, положение.
При расчете точности относительного положения деталей и их поверхностей учитываются взаимосвязь многих деталей в изделии. Эту взаимосвязь устанавливают с помощью размерных цепей (собираемость).
Размерной цепью называется совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующих замкнутый размерный контур.
В данном определении имеется в виду прежде всего точность взаимного относительного расположения!
Размерная цепь, определяющая точность относительного расположения осей и поверхностей одной детали называется конст-
рукторской размерной цепью (рис. 5.1). Размерная цепь, опреде-
ляющая точность относительного расположения осей и поверхностей нескольких деталей в сборочной единице или механизме называется сборочной (или подетальной) размерной цепью (рис. 5.2).
Рис. 5.1. Конструкторская размерная цепь
43
Рис. 5.2. Сборочная (подетальная) размерная цепь
Кроме того, существуют технологические размерные цепи, при помощи которых выдерживается связь межоперационных размеров обрабатываемой детали по мере выполнения технологического процесса. При проектировании технологических процессов возникают задачи расчета операционных допусков и размеров, а также припусков на обработку заготовок.
В случае невозможности совмещения технологических, конструкторских и измерительных баз и необходимости смены баз технолог вынужден устанавливать технологические операционные размеры и производить перерасчет допусков (обычно сопровождающийся ужесточением). Эти задачи решаются на основе расчета соответст-
вующих технологических размерных цепей (рис. 5.3).
Размеры, образующие размерную цепь, называются звеньями размерной цепи. Замкнутость размерного контура – необходимое условие для составления и анализа размерной цепи (рис. 5.4).
Каждая размерная цепь содержит исходное (замыкающее) звено. Все остальные звенья – составляющие.
Исходное звено – это размер, определяющий точность размеров всех других звеньев.
44
Рис. 5.3. Технологическая размерная цепь
Рис. 5.4. Две замкнутые размерные цепи
45
Исходное звено при изготовлении деталей становится замыкающим звеном, так как оно формируется на последней операции (переходе), замыкая размерную цепь.
На чертеже детали размер замыкающего (исходного) звена обычно не указывается, так как он получается в результате выполнения размеров, указанных на чертеже.
В технологических размерных цепях замыкающим звеном является припуск на обработку либо конструкторский размер детали, но не технологический размер, т.е. размер, получаемый в результате выполнения технологического процесса (операции, перехода).
Составляющие звенья разделяют на увеличивающие и уменьшающие. Увеличивающим называется звено, с увеличением которого замыкающее звено увеличивается (обозначается знаком «+» или «→»). Уменьшающим называется звено, с увеличением которого замыкающее звено уменьшается (обозначается знаком «–» или «←»).
5.1. Задачи, решаемые расчетом размерных цепей
Расчет размерных цепей является необходимым этапом конструирования, производства и эксплуатации широкого класса изделий (машин, механизмов, приборов, агрегатов и т.п.). С помощью теории размерных цепей могут быть решены следующие конструкторские, технологические и метрологические задачи.
1.Установление геометрических и кинематических связей между размерами деталей в сборочной единице, узле; расчет номинальных значений, отклонений и допусков размеров звеньев.
2.Расчет норм точности и разработка технических условий на машины и их составные части (сборочные единицы).
3.Анализ правильности простановки размеров и отклонений на рабочих чертежах деталей (в данном случае речь идет, во-первых,
особираемости изделия (машины, сборочной единицы, узла и т.п.), во-вторых, о возможности регулирования зазоров в изделии (машине, сборочной единице, узле и т.п.) для реализации функциональных действий).
46
4.Расчет межоперационных размеров, припусков и допусков, пересчет конструктивных размеров на технологические (при несовпадении конструкторских и технологических баз).
5.Обоснование последовательности технологических операций при изготовлении и сборке изделий.
6.Обоснование и расчет необходимой точности приспособ-
лений.
7.Выбор средств и методов измерений, расчет достижения точности измерений.
Полный расчет размерных цепей выполняется в процессе разработки рабочего проекта машины, а предварительные расчеты следует производить еще при конструктивной отработке технического проекта.
Термином «кинематическая связь» определяется связь движущихся элементов между собой.
Кинематическая связь исполнительных звеньев между собой – это внутренние кинематические связи. Если исполнительное движение является простым, например вращательным или поступательным, то кинематическая связь осуществляется одной вращательной или поступательной парой между исполнительным звеном, участвующим в движении (шпиндель), и исполнительным звеном, не участвующим в рассматриваемом исполнительном движении (бабкой станка).
5.2. Расчет размерных цепей
Целью расчета размерной цепи является определение допусков и предельных отклонений всех составляющих звеньев исходя из служебного назначения и технологии обработки/сборки.
Целью расчета размерных цепей является решение одной из двух следующих задач.
1. Прямая задача (проектная): по заданным параметрам замыкающего звена (допуск и предельные отклонения) определяются параметры составляющих звеньев (допуски и предельные отклонения).
47
2. Обратная задача (проверочная): по известным параметрам составляющих звеньев определяют параметры замыкающего звена.
Результатом расчета размерной цепи является обеспечение заданной точности ее замыкающего звена и обеспечение равенства двух частей уравнения размерной цепи. Точность замыкающего звена можно обеспечить методами:
1)полной взаимозаменяемости;
2)неполной взаимозаменяемости;
3)подбора (селективная сборка);
4)пригонки (изготовление по месту);
5)регулирования (применение компенсаторов подвижных и неподвижных).
Точность замыкающего звена методом полной взаимозаменяемости обеспечивается, если требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается во всех случаях ее реализации путем включения составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений. Метод – наиболее прогрессивный, простой и экономичный для технологического процесса сборки машин. Применяется в массовом и крупносерийном производстве.
Обеспечение точности замыкающего звена методом неполной взаимозаменяемости заключается в том, что, используя некоторые положения теории вероятностей, допуски на звенья размерной цепи расширяют, несмотря на некоторый (относительно небольшой) процент размерный цепей, у которых допуск замыкающего звена выйдет за пределы назначенной величины. Метод дает значительный экономический эффект при механической обработке, так как благодаря расширению допусков на отдельные звенья обработка упрощается и ускоряется.
Метод подбора (групповой взаимозаменяемости) заключается
втом, что детали, размеры которых входят в состав размерной цепи, сортируют по размерам на несколько групп в пределах полей экономически приемлемых допусков. Метод дает возможность получить размерную цепь повышенной точности, так как точность достигается путем подбора деталей, т.е. селективной сборкой.
48
Метод пригонки (по месту) заключается в том, что требуемая точность замыкающего звена достигается изменением значения компенсирующего звена путем удаления с компенсатора определенного слоя материала. Метод требует затрат ручного труда (повышенные требования к квалификации рабочих), неэкономичен. Применяется в мелкосерийном и единичном производстве при большом количестве звеньев размерных цепей.
Обеспечение точности замыкающего звена методом регулирования состоит в том, что назначенная точность замыкающего звена достигается изменением значения компенсирующего звена без удаления материала с компенсатора. Это производится за счет перемещения детали или введения дополнительной детали. В первом случае перемещаемая деталь является подвижным компенсатором; во втором – дополнительная деталь является неподвижным компенсатором (прокладки, кольца, втулки, шайбы и т.п.). Метод позволяет получить высокую точность размерной цепи и поддерживать её.
Существует два способа расчета размерных цепей: вероятностный и максимум-минимум. Подробнее рассмотрим способ макси- мума-минимума.
5.3. Способ расчета «максимум-минимум»
Этим способом рассчитывают размерные цепи при обеспечении точности замыкающего звена методом полной взаимозаменяемости. Этот способ учитывает только предельные отклонения звеньев и наиболее неблагоприятные сочетания полей допусков, размеров.
Расчет способом «max-min» приводит к значительному увеличению допуска замыкающих звеньев размерной цепи. Это является недостатком, но только в том случае, если размерная цепь длинная и включает в себя более четырёх звеньев. Кроме того, этот недостаток относится только к обеспечению точности размерных цепей методом полной взаимозаменяемости. Для коротких размерных цепей (не более двух исполнительных звеньев) этот недостаток устраняется сам собой, и такие размерные цепи целесообразно рассчитывать
49
только способом «max-min», так как при этом обеспечивается гарантия получения замыкающего звена заданной точности (по техническим условиям). Расчет размерных цепей для сборок (сборных единиц, изделий, машин), куда входит большое количество размеров деталей, входящих в сборку (т.е. длинных цепей), методом «maxmin» наиболее целесообразен, если достижение требуемой точности замыкающих звеньев размерных цепей обеспечивается методом «пригонки» или «регулирования». В дальнейшем при расчете размерных цепей будем использовать только способ максимумаминимума.
Расчет размерной цепи начинается с выявления (построения) замкнутой размерной цепи (методика приведена в разд. 4) и вывода ее уравнения.
Приведем формулы для расчета размерной цепи способом
«max-min»:
A = ∑n |
|
A = ∑n j |
A |
j |
|
− ∑ng A , |
(1) |
||||||||||
|
Σ |
i=1 i |
j=1 |
|
|
|
|
|
g =1 |
g |
|
|
|||||
TA |
|
= ∑n |
|
TA = |
∑n j |
TA |
j |
+ |
∑ng |
TA |
, |
(2) |
|||||
Σ |
|
i=1 |
|
i |
j=1 |
|
|
|
|
|
g =1 |
g |
|
||||
|
|
∆SA |
|
= |
∑n j |
∆S j |
−∑ng |
|
|
∆Ig , |
|
(3) |
|||||
|
|
Σ |
|
|
j=1 |
|
|
|
|
g =1 |
|
|
|
|
|||
|
|
∆I A |
|
= |
∑n j |
∆I j −∑ng |
|
∆Sg , |
|
(4) |
|||||||
|
|
Σ |
|
|
|
j=1 |
|
|
|
|
g =1 |
|
|
|
|
|
|
где Аi – номинальный размер i-го составляющего звена; А∑ – номинальный размер замыкающего звена размерной цепи; ТАi – допуск размера i-го звена; ТА∑ – допуск замыкающего звена; n – число составляющих звеньев размерной цепи; i – Любое составляющее звено размерной цепи; j – увеличивающее звено; g – уменьшающее звено; nj – число составляющих увеличивающих звеньев размерной цепи; ng – число составляющих уменьшающих звеньев размерной цепи; ∆S – верхнее предельное отклонение размера; ∆ I – нижнее предельное отклонение размера; ∆SA∑ – верхнее предельное отклонение замыкающего звена; ∆IА∑ – нижнее предельное отклонение замыкающего звена; ∆Sj – верхнее предельное отклонение увеличивающего
50