Скворцов В.Ф. Основы размерного анализа технологических процессов изготовления деталей

Подождите немного. Документ загружается.

Погрешность установки заготовки найдется по формуле (3.3). В дан-

ном случае погрешность базирования заготовки в радиальном направлении

=0. Значит

= . Погрешность закрепления заготовки в радиальном

направлении найдем по табл. 1 Приложения 4. Она составит 370 мкм, т.е.

= =370 мкм.

Минимальный припуск на обточку ролика составит

(

)

(

)

120037081507522

222

111min

≅+++=ε+ρ++=

−−−

iiii

hRzz

(мкм).

Теперь по формуле (3.5) подсчитаем минимальный припуск на под-

резку торца ролика (см.рис.3.8).

Отметим, что указанный торец был сформирован при отрезке преды-

дущего ролика.

По Приложению 2 шероховатость поверхности и толщина дефектно-

го слоя (для чернового точения) составляют (в среднем) =115 мкм и

1−i

=75 мкм.

Пространственное отклонение торца найдем по формуле (3.2). Из

Приложения 3

=30 мкм, а

=80 мкм. Таким образом

(мкм). 1108030

рф

=+=ρ+ρ=ρ

−

i-i-

Минимальный припуск на подрезку торца ролика

30011075115

111min

−−− iiii

hRzz

(мкм).

3.3. Расчет технологических размеров

Исходными данными для расчета технологических размеров являют-

ся: чертеж детали, вид исходной заготовки, технологический процесс изго-

товления детали, значения допусков на технологические размеры и мини-

мальных припусков на обработку.

Расчет в общем случае производится из условий обеспечения:

− минимальных припусков на обработку;

− конструкторских размеров, непосредственно не выдерживаемых

при изготовлении детали.

Расчет технологических размеров может выполняться методом мак-

симума-минимума и вероятностным методом. Метод максимума-

минимума рекомендуется использовать для технологических размерных

цепей с числом составляющих звеньев (технологических размеров)

≤+ pn

3, вероятностный метод – при

≥

4 [5].

3.3.1. Задачи расчета технологических размеров

Рассмотрим решение задач, возникающих при расчете технологиче-

ских размеров.

Задача расчета технологических размеров из условия обеспече-

ния минимального припуска на обработку. На рис.3.9 показана про-

стейшая технологическая размерная цепь. Составляющими звеньями в

этой цепи являются размер заготовки до обработки и ее размер после

обработки (выполняемый размер), замыкающим звеном – припуск на

обработку . Причем выполняемый размер совпадает с конструктор-

ским размером или найден из ранее рассмотренной технологической

размерной цепи.

Таким образом, в рассматриваемой

технологической размерной цепи извест-

но номинальное значение и предельные

отклонения одного составляющего звена

( ), известен допуск второго состав-

ляющего звена ( ) и известно мини-

мальное значение замыкающего звена –

←

→

Рис.3.9. Простейшая технологиче-

ская размерная цепь с замыкающим

звеном – припуском

припуска . Требуется определить номинальное значение и предельные

отклонения составляющего звена . Такая задача не относится ни к пря-

мой, ни к обратной задаче теории размерных цепей и может быть названа

смешанной [5].

Решение этой задачи обычно выполняется методом максимума-

минимума с использованием способа средних значений, т.е. на основе

уравнения (1.16). Суть решения состоит в следующем.

1. Определяется среднее значение составляющего звена

(

)

A =

НОАВОА

АААА

1101

+=Δ+=

Это звено представляется в виде

ТА

2. Находится среднее значение припуска

max1min1

Учитывая, что

21min1max1

ТАТА

получим

ТАТА

min1

+= ZZ

3. Подсчитывается среднее значение звена

, которое находит-

ся из уравнения

АА −=Z

откуда

АА Z+=

Звено записывается в виде

ТА

Рассмотрим решение еще одной

разновидности рассмотренной задачи.

На рис.3.10 изображена техноло-

гическая размерная цепь, замыкающим

звеном которой является припуск , а

составляющими звеньями – технологи-

ческие размеры … . Размеры и

совпадают с конструкторскими раз-

мерами и , размер найден из ранее рассмотренной технологиче-

ской размерной цепи. Известно минимальное значение припуска и пре-

дельные отклонения размера . Нужно определить его номинальное зна-

чение, используя метод максимума-минимума.

Задача решается следующим образом.

Находится допуск размера

222

НОАВОАTA

−

Определяется среднее значение припуска

ТА

min4

∑

где - сумма допусков составляющих звеньев (технологических

∑

ТА

размеров) размерной цепи.

Из уравнения

АААА −−+=Z

находится среднее значение размера

АААА Z−−+=

Номинальное значение размера составит

→

КA

=) A(

33 3

КA= )

→

←

Рис.3.10. Технологическая размер-

ная цепь с замыкающим звеном –

припуском

НОАВОА

АA

−=

. (3.6)

Задача расчета технологических размеров из условия обеспече-

ния конструкторских размеров, непосредственно не выдерживаемых

при изготовлении детали. На рис.3.11 дана технологическая размерная

цепь, замыкающим звеном которой является конструкторский размер . В

этой цепи известны номинальные

значения и предельные отклонения

составляющих звеньев (технологи-

ческих размеров) , и -

размер совпадает с конструк-

торским размером, размеры и

найдены из ранее рассмотрен-

ных технологических размерных

цепей. Известен допуск размера .

Требуется найти номинальное зна-

чение и предельные отклонения этого технологического размера. Такая за-

дача, которая также относится к смешанной, имеет следующее решение.

Проверяется возможность обеспечения спроектированным техноло-

гическим процессом требуемой точности конструкторского размера. Это

делается в самом начале расчета технологических размеров.

При расчете методом максимума-минимума условие обеспечения

точности конструкторского размера записывается в виде

∑

≥

TAТК . (3.7)

При расчете вероятностным методом (в предположении о нормаль-

ном распределении технологических размеров и ) это условие

σ= 6TA

принимает вид

→

←

Рис.3.11. Технологическая размерная цепь

с замыкающим звеном – конструкторским

размером

()

∑

≥

TAТК . (3.8)

Если неравенства (3.7) или (3.8) выполняются, то затем из уравнения

(см.рис.3.11)

ААААК −−+=

находится среднее значение технологического размера

cс

КАААА −−+=

Этот размер записывается в виде

ТА

Если указанные неравенства не выполняются, то необходимо либо

несколько ужесточить допуски на технологические размеры (это потребует

более частых подналадок технологических систем), либо внести упомяну-

тые в начале этого раздела изменения в технологический процесс изготов-

ления детали.

При необходимости пересчета номинальных значений технологиче-

ских размеров (с их средних значений) следует воспользоваться соотноше-

нием (3.6).

3.3.2. Расчет технологических размеров при проектировании

технологического процесса изготовления детали типа тела вращения

Более подробно методику расчета технологических размеров рас-

смотрим на конкретном примере. В качестве такого примера возьмем тех-

нологический процесс изготовления втулки, эскиз которой приведен на

рис.3.12. Втулка получается из круглого проката обычной точности. Тех-

нологический процесс ее изготовления с условным обозначением техноло-

гических размеров представлен в табл.3.1.

Продольные технологические размеры обозначены буквой , диа-А

метральные – буквой с соответствующими индексами. Напомним, что

первая цифра индекса технологического размера соответствует номеру

операции, при выполнении которой получается этот размер, а вторая - но-

меру перехода или порядковому номеру размера.

0,03

1,25

-0,39

1,25

+0,4

34 0,31

20,445

±×°

фаски

1,25

3 фаски

±×°

0,4 45

∅

-0,39

∅

-0,33

∅

-0,3

20 0,26

∅

+0,027

∅

-0,033

40 ( )

Рис.3.12. Эскиз втулки

(сталь ШХ15, 60…64)

HRC

Технологический процесс (см. табл.3.1) содержит термическую опе-

рацию, изменением размеров заготовки при осуществлении которой будем

пренебрегать.

Сначала, как правило, рассчитываются диаметральные, а затем –

продольные технологические размеры. Такой порядок расчета продикто-

ван тем, что обработка поверхностей вращения может сопровождаться из-

менением продольных размеров заготовки.

Таблица 3.1

Операция (номер

и наименование)

Переход, пози-

ция (номер)

Приспособление

Эскиз

Содержание

переходов

1 2 3 4 5

∅

Центровать то-

рец

∅

1.2

Сверлить от-

верстие

Трехкулачковый самоцентрирующий патрон

∅

1.3

Зенкеровать

отверстие

1. Токарно-револьверная

Трехкулачковый самоцентрирую-

ий пат

он

∅

1.4

∅

1.5

1.2

1.1

Подрезать то-

рец, обточить

поверхности

∅Д

1.4

и ∅Д

1.5

выдержав раз-

меры А

1.1

и А

1.2

Продолжение табл. 3.1

∅

1.6

1.3

A45

1.6

×°

A45

1.5

×°

A45

1.4

×°

Обточить по-

верхность

∅Д

1.6

, выдер-

жав размер А

1.3

снять фаски

1.5

×45° и

1.6

×45°

1. Токарно-револьверная

Трехкулачковый самоцентрирующий патрон

∅

1.7

1.9

1.7

1.8

Проточить ка-

навку ∅Д

1.7

выдержав раз-

меры А

1.7

и А

1.8

отрезать заго-

товку, выдер-

жав размер А

1.9

2. Токарно-револьверная

Трехкулачковый самоцентри-

ру

ий пат

он

2.1

A45

2.2

×°

A45

2.3

×°

Подрезать то-

рец, выдержав

размер А

2.1

снять фаски

2.2

×45° и

2.3

×45°

3. Вертикально-

сверлильная

Специальное (призма)

31.

∅

3.1

Сверлить от-

верстие ∅Д

3.1

выдержав раз-

мер А

3.1

1 2 3 4 5

Продолжение табл. 3.1

4. Термическая

Закалить, от-

пустить,

HRC

60…63

5. Внутри-

шлифовальная

Цанговый патрон

∅

4.1

Шлифовать от-

верстие

6. Кругло-шлифовальная

Коническая центровая оправка

∅

0,03

Шлифовать по-

верхность ∅Д

и торец,

выдержав раз-

мер А

1 2 3 4 5

3.3.2.1. Расчет диаметральных технологических размеров

В рассматриваемом примере этот расчет, как и в большинстве случа-

ев, производится из условия обеспечения минимальных припусков на об-

работку. Расчет выполняется методом максимума-минимума с использова-

нием способа средних значений.

Для расчета составляются размерные схемы технологических мар-

шрутов обработки поверхностей вращения втулки, показанные на рис.3.13.

На схемах буквой с буквенно-цифровым индексом обозначены диамет-

ральные конструкторские размеры (буква в индексе означает, что кон-