Головна

Точність і шорсткість при обробці поверхонь на виконуваному і попередньому етапах обробки

  1.  F52.2. Недостатність генітальної реакції
  2.  I. ПРИЙОМИ ИЗМЕРЕНИЙ І СТАТИСТИЧНІ СПОСОБИ ОБРОБКИ ЇХ РЕЗУЛЬТАТІВ В психологічних дослідженнях
  3.  I. Проведення статистичної обробки результатів дослідження
  4.  III. Діагностичні дослідження і лікувально-профілактичні обробки свиней в період карантину.
  5.  III.XI. Будова поверхонь незгоди
  6.  А) «Неточність» реальних випадків
  7.  Алгоритмізація задач обробки масивів
 Квалитет точності обробки  шорсткість Ra, мкм  
 На що виконується етапі  На попередньому етапі  На що виконується етапі  На попередньому етапі  
 ? 9  0,08  ? 0,32  
 ? 10  0,16  ? 0,63  
 ? 11  0,32  ? 1,25  
 ? 11 ... 12  0,63  ? 2,5  
 ? 13  1,25  ? 5  
 11  ? 14  2,5 (3,2)  ? 10  
5  ? 20  
 13  Відхилення в заготівлі  
 ? 80 ... 100  

Мал. 3.2.11. Загальний припуск (zо) На обробку » а - Для площинних
 елементів; б - Для елементів обертання

Таким чином, загальний припуск - це шар матеріалу, необхідний для виконання всієї сукупності ступенів обробки елементарної поверхні від стану в вихідної заготівлі до стану готової деталі.

Припуски на окремі ступені обробки в літературі називаються по-різному: проміжні, межпереходние, між операційні, операційні.

Проміжний припуск - шар матеріалу, що видаляється з заготовки при виконанні одного ступеня обробки (операції або переходу, або робочого ходу).

Операційний (міжопераційний) припуск - шар матеріалу, що видаляється з заготовки при виконанні однієї операції.

Межпереходний припуск - шар матеріалу, що видаляється з заготовки при виконанні одного переходу.

При проектуванні маршрутного технологічного процесу ми будемо використовувати термін операційний припуск, Хоча він і не є найточнішим з перерахованих вище. Беручи термін «операційний припуск», будемо мати на увазі його умовність для тих випадків, коли на одній операції виконують кілька ступенів обробки елемента, що розглядається. Якщо кожен ступінь обробки виконують на окремій операції (багатосерійне, масове виробництво, а в деяких випадках і в среднесерийном виробництві), то поняття «операційний припуск» і «припуск на i-у сходинку обробки» повністю ідентичні.

Так як розміри, одержувані на кожному ступені обробки, мають допуски, в межах яких вони можуть коливатися, то ці коливання обумовлюють коливання величин припуску. У технічній літературі і в заводській практиці розрізняють наступні значення припуску: номінальний, максимальний, мінімальний.

Виберемо систему відліку припуску, яка повинна задовольняти ряду вимог: об'єктивно відображати фізичну сутність процесу багатоступеневої обробки елемента заготовки, відповідати стандартизованої системи допусків і посадок і теорії розмірних ланцюгів. Зазначеним вимогам відповідає система, в якій за початок відліку прийнято номінальне значення розміру. Побудовані на основі такої системи відліку схеми зв'язків між операційними розмірами, припусками на обробку і допусками наведені на рис. 3.2.12.

Мал. 3.2.12. Схема зв'язків операційних припусків на обробку
 з операційними розмірами і допусками

Надалі будемо оперувати величинами мінімального (найбільш часто) і максимального припусків. Знати величину номінального припуску необхідно лише в тих випадках, коли на основі неї необхідно вибрати будь-які дані з довідкової літератури (наприклад, визначити величину глибини різання і по ній величину подачі при визначенні режимів одноразової обробки).

Аналізуючи зазначену схему, можна зробити висновок, що саме мінімальний припуск є шаром матеріалу, необхідним і достатнім для здійснення заданої обробки елемента, і не залежить від допусків на розміри попередньої і виконуваної ступенів обробки.

Ось чому з точки зору теорії і практики технології машинобудування науково і практично обґрунтованою розрахунковою величиною є мінімальне значення припуску zi min.

Розглянемо структуру мінімального розрахункового операційного припуску.

Завданням кожного ступеня обробки є уточнення всіх параметрів оброблюваного елемента. Для цього необхідно при виконанні даної щаблі обробки видалити похибки попередніх ступенів обробки. Такими похибками є мікронерівності (RZi-1) І дефектний шар (hi-1), Що залишилися від попередньої ступені обробки, а також похибки форми і положення оброблюваного елемента і похибка установки заготовки щодо бази системи «Обробка», які зумовлюють нерівномірність припуску. Для з'ясування сказаного розглянемо рис. 3.2.13.

а

б

Мал. 3.2.13. Схеми для визначення елементів мінімального припуску:
а - Обробка елементів обертання; б - Обробка площин

На рис. 3.2.13,а зображена схема обробки вала на токарному верстаті. ось Oi на схемі зображує вісь вала після виконання даної щаблі обробки, вона ж є базою системи «Обробка», тобто віссю обертання шпинделя верстата. ось Oi-1 заготовки, як правило, не збігається з віссю обертання через похибки установки заготовки в патроні. Наслідком цього буде несоосность e.

При обробці зовнішніх циліндричних поверхонь величина припуску на обробку між двома сусідніми (попереднім i-1 і розглядаються i) Станами однієї і тієї ж поверхні визначиться

zi = Ri-1 - Ri . (3.2.18)

Відповідно до теорії розмірних ланцюгів

zi min = R(I-1) min - Ri max . (3.2.19)

З рис. 3.2.13,а випливає, що

R(i-1) min - Ri max = (RZ + h)i-1 + ei . (3.2.20)

Підставляючи (3.2.20) в (4.2.19) отримаємо

zi min = (RZ + h)i-1 + ei . (3.2.21)

На рис. 3.2.13,б показаний типовий випадок обробки і контролю лінійного розміру Ri-1 при підрізуванні торця. Похибка форми, викликану Неперпендикулярність торця до осі вала, при контролі скобою виявити неможливо. Тому при розрахунку розміру Ri-1 слід прийняти найгірший випадок, яким є наявність конуса на торці і виконання розміру Ri-1 за мінімальним значенням. При визначенні мінімального припуску на обробку торця в цьому випадку в його склад включається складова eф, Яка визначає похибка форми

zi min = (RZ + h)i-1 + eф . (3.2.22)

У загальному випадку величину мінімального розрахункового припуску визначають за формулою

zi min = (RZ + h)i-1 + emax . (3.2.23)

При цьому необхідна для розрахунку величина нерівномірності припуску (emax) Є сумою двох векторів

emax= + у , (3.2.24)

де  - Нерівномірність припуску, викликана похибкою форми (зігнутість, викривлення, конусність і т. П.), Яка визначається в кожному конкретному випадку за даними, представленим в довідковій літературі;

у - Нерівномірність припуску, викликана похибкою установки, базування і закріплення заготовки, що виникає на попередньої і розглянутої щаблях обробки і визначення шляхом побудови і розрахунку відповідних розмірних ланцюгів.

При обробці циліндричних поверхонь деталей вектори и у можуть займати будь-яке кутове положення в площині перпендикулярній осі. В цьому випадку можна використовувати простий спосіб їх складання за правилом квадратного кореня

emax=  . (3.2.25)

При обробці площин напрямок векторів відомо і тоді

emax= D + xу . (3.2.26)

З огляду на сказане, величину мінімального припуску визначають за формулами

- Для елементів обертання

zi min = (RZ + h)i-1 + emax= (RZ + h)i-1 +  ; (3.2.27)

- Для площин

zi min = (RZ + h)i-1 + D + xу . (3.2.28)

Знаючи величину мінімального розрахункового припуску можна розрахувати проміжні лінійні і діаметральні розміри.

Формула (3.2.27) показує ясно, що величину мінімального розрахункового припуску для кожного ступеня обробки елементів обертання можна визначити, тільки знаючи величину emax, Яка розраховується шляхом побудови і рішення відповідних розмірних ланцюгів биття.

Проміжні лінійні розміри розраховуються з рівнянь лінійних розмірних ланцюгів, коли припуск приймається в якості останнього у ланки розмірної ланцюга.

Розмірні ланцюги биття, а також лінійних розмірів, можна виявити тільки після розробки структури технічної системи «Заготівля» (ТСЗ).

Отже, другим етапом проектування ТСЗ є розробка її структури, на яку впливає організаційно-планова структура системи «Технологічний процес». Як технологічний процес розділений на окремі операції, так і структура технічної системи «Заготівля» розбивається на частини - операційні комплекси (ОК).

Операційним комплексом називається частина технічної системи «Заготівля», що виконується на обраної моделі обладнання, що забезпечує обрані методи обробки, і містить елементи, що перетворюються (оброблювані) на даному операційному комплексі із зазначенням їх параметрів і взаємозв'язку.

В ході розробки структури ТСЗ створюється ряд послідовних операційних комплексів, що забезпечують переклад всіх елементів з вихідного в кінцевий стан, що відповідає вимогам конструкторського креслення. При цьому вирішують такі завдання.

1. Визначають геометрію вихідної заготовки і вказують стану елементів (відхилення, шорсткість, технічні вимоги), з урахуванням способу виробництва цієї заготовки, прийнятого на першому етапі проектування.

2. З урахуванням геометрії деталі, розмірних зв'язків і вимог взаємного розташування елементів, безліч останніх поділяють на підмножини, виготовлення яких пов'язане з перевстановлення заготовки. Визначають сторону заготовки, з якої слід починати механічну обробку.

3. З урахуванням даних креслення деталі проводять виділення і розподіл між собою етапів механічної, термічної, гальванічного та інших видів обробки. При цьому визначають стану елементів заготовки, в яких вони надходять на етапи немеханічної обробки. Таким чином, механічна обробка поділяється на частини, що виконуються до і після етапів, які змінюють фізико-механічні властивості окремих елементів або заготовки в цілому.

4. Визначають склад елементів кожного операційного комплексу з урахуванням прийнятих методів обробки елементів, положення елементів в структурі системи «Заготівля» (боку розташування елементів), а також прийнятого поділу обробки (на чорнову, напівчистове, чистову, оздоблювальну і т. П.), проведеного на етапі проектування принципової схеми ТП. При цьому слід враховувати тип і організацію виробництва. Для виконання кожного операційного комплексу вибирається обладнання. Також визначається стан кожного елемента заготовки при виході з операційного комплексу з урахуванням технологічних можливостей вибраного обладнання. При формуванні операційних комплексів остаточної обробки заготовки необхідно по можливості об'єднувати в один операційний комплекс остаточно оброблювані елементи, пов'язані між собою вимогами взаємного розташування, тобто прагнути проводити остаточну обробку таких елементів з однієї установки (якщо дозволяють остаточні методи обробки і розташування елементів).

5. Призначають послідовність виконання операційних комплексів, використовуючи наступне правило: «Кожен наступний етап обробки (напівчистової після чорнового, чистової після напівчистового і т. Д.) Необхідно починати з тієї ж сторони заготовки, якої закінчувався попередній етап».

6. За результатами аналізу конфігурації заготовки, станів елементів і технічних вимог на їх виготовлення з типових схем, прийнятих для обраних типів обладнання, для кожного операційного комплексу призначають схему установки і закріплення заготовки, тобто набір елементів, що контактують з базовими елементами пристосувань і забезпечують установку заготовки в системі «Обробка». При цьому необхідно прагнути до дотримання правила сталості баз, тобто використовувати одні і ті ж елементи для контакту з базовими елементами пристосувань, не допускаючи без особливої ??необхідності їх зміни.

7. Визначають типи і класи точності застосовуваних пристроїв, що реалізують прийняті схеми установки і закріплення заготовки. При необхідності проводять коригування точності базових елементів обертання, так як точність базових поверхонь впливає на величину похибки установки заготовки і на можливість забезпечення заданих вимог взаємного розташування поверхонь обертання.

8. Призначають структуру геометричних зв'язків всередині кожного операційного комплексу.

Розглянемо докладніше методики рішення двох останніх завдань.

Рішення задачі визначення типів і класів точності пристосувань з необхідністю коригування точності базових елементів обертання пояснимо з точки зору забезпечення точностной надійності ТП.

Під надійністю технологічних процесів механічної обробки заготовок будемо розуміти їх властивість забезпечувати точність і якість деталей, задані кресленням, на різних етапах їх виготовлення, за умови збереження на цих етапах параметрів точності і якості в встановлених межах, з урахуванням обробки заготовок в певній послідовності, на обраному обладнанні, в необхідної технологічної оснастки, необхідним інструментом і при заданих режимах обробки.

Надійність технологічного процесу можна виразити показником запасу точності (y = ITXi / wXi). Він характеризує відношення допустимої величини зміни (ITXi) Точностних параметрів (Xi) До його похибки (wXi), Очікуваної при реалізації ТП. Іншими словами, надійність ТП, згідно [1], можна пов'язати з надійністю забезпечення необхідної точності обробки заготовок без шлюбу. За умови 1,0 1,2 точностной надійність ТП буде гарантована, і чим цей показник більше, тим вище очікувана точностной надійність ТП (вона буде залежати тільки від правильності настройки обладнання та технологічної оснастки і їх технічного стану при реалізації ТП в реальних виробничих умовах).

Згідно з відомостями [1], однією зі складових похибки обробки заготовки є похибка її установки в пристосуванні. Чим вище точність базової поверхні і клас точності використовуваного пристосування, тим менше ця похибка.

Оцінити похибка установки заготовки можна на основі довідкових даних [11] або використовуючи розрахунковий метод [7]. В останньому випадку розрахунок ведеться на основі емпіричних формул визначення Неспіввісність оброблених поверхонь щодо базових при установці заготовки в різних типах пристроїв, що мають різну точність (трьохкулачковим патронах, плунжерних оправках, цангових патронах і оправках, патронах та оправках з Гідропласт, мембранних патронах). Узагальнений вид цих формул можна представити таким чином.

 (3.2.29)

де е - Несоосность обробленої поверхні відносно поверхні, використаної в якості бази;

аi - Коефіцієнт, що залежить від типу пристосування і класу його точності;

ITб - Допуск на діаметр базує поверхні, мм;

kj - Константа, що залежить від типу пристосування (для трьохкулачковим патрона kj = 0,02, для інших типів пристроїв - 0,01);

l - Величина вильоту, тобто відстань від торця установчо-затискних елементів пристосування (наприклад, кулачків) до найбільш віддаленої ділянки обробленої поверхні, мм.

Проаналізуємо цю емпіричну залежність.

А) Зв'язок з обробленими поверхнями вказує на те, що визначаються залишкові несоосности (биття) цих поверхонь. При цьому згідно з відомостями [7, 11], залишкові несоосности (биття) мають незначну величину і теоретично можливий ідеальний випадок, коли залишкова несоосность (биття) обробленої поверхні, що виходить при обробці в результаті наближення осі поверхні обертання до осі шпинделя верстата, стане рівною нулю при збігу цих осей.

Б) Є безпосередній зв'язок з типом пристосування і класом його точності через коефіцієнт аi, А також з точністю базує поверхні через її допуск ITб.

В) Якщо величина е (2е) Визначає несоосность (биття) обробленої поверхні щодо базової, то справедливо і зворотне твердження про те, що величина е (2е) Визначає несоосность (биття) базової поверхні щодо обробленої поверхні, а при збігу осі обробленої поверхні з віссю шпинделя вона визначає несоосноть (биття) базової поверхні щодо осі шпинделя верстата, тобто похибка установки заготовки.

Г) Якщо виліт заготовки понад 100 мм, то розрахункова величина е виходить вельми значна, так як вираз в дужках стає рівним двом і більше. При цьому виникає парадокс, так як величина е, Яка визначає залишкові несоосности (биття) оброблених поверхонь, повинна бути, згідно з відомостями [7, 11], незначною (в межах 0,03 ... 0,06 від вихідної).

Усунути цю невідповідність можна наступним чином. Будемо використовувати емпіричну формулу для визначення величини несоосности (биття) базової поверхні щодо осі шпинделя верстата (бази обробки), викликаної похибкою установки заготовки в пристосуванні, і в якості l приймемо довжину ділянки базової поверхні, що не використовується для базування, тобто вільного від контакту з установочно-затискними елементами пристосування. Звідси стає зрозумілою вироблена багаторічною практикою доцільність якнайповнішого використання базової поверхні по всій довжині для контакту з установочно-затискними елементами пристосування. Значить, при налагодженні верстата необхідно прагнути до мінімально можливій величині l (Рис. 3.2.14,а), Або l може дорівнювати нулю (рис. 3.2.14,б). При цьому величини Неспіввісність (биття) базових поверхонь, розраховані таким чином, узгоджуються з довідковими даними.

Величини Неспіввісність оброблених поверхонь щодо осі шпинделя верстата будемо визначати, використовуючи коефіцієнт уточнення 0,03 ... 0,06, що він дав в [3], а величини Неспіввісність оброблюваних поверхонь (вихідні биття) щодо осі шпинделя верстата будемо визначати, складаючи і вирішуючи розмірні ланцюги биття.

Як вже було сказано, на величину е впливає допуск базує поверхні ITб. Звідси випливає, що після вибору базових поверхонь технологічно доцільно посилити їх допуски ближче до (або до) среднеекономіческой точності обладнання, на якому вони формуються, в тому випадку, якщо первісна точність цих поверхонь грубіше.

Мал. 3.2.14. Використання базової поверхні по довжині:
а - Неповне; б - повне

Це необхідно, тому що зменшуються вихідні биття оброблюваних поверхонь і нерівномірності припусків на їх обробку, а в ряді випадків точність базових поверхонь обертання безпосередньо позначається на виконанні вимог взаємного розташування поверхонь (ТВР), заданих конструктором. Однак підвищення точності цих поверхонь не повинно збільшувати вартість операцій, на яких вони формуються. Виходячи з цих міркувань, можна дати наступні рекомендації:

- Поверхня, одержувана на чорновий операції і використовувана в подальшому в якості базової, повинна виконуватися по 12-му квалітету точності;

- Поверхня, одержувана на операції, в якій поєднуються чорнова і напівчистова обробки або проводиться тільки напівчистова обробка, і використовувана в подальшому в якості базової, повинна виконуватися по 11-му квалітету точності;

- Поверхня, одержувана на чистової операції і використовувана в подальшому в якості базової, повинна виконуватися по 9-му квалітету точності;

- Поверхня, одержувана на шліфувальної операції і використовувана в подальшому в якості базової, повинна виконуватися по 7-му квалітету точності.

Використовуючи методику складання і розрахунку розмірних ланцюгів биття і узагальнену емпіричну формулу (3.2.29) для визначення величини биття (2е) Базової поверхні щодо осі шпинделя верстата, при деяких спрощення і припущеннях (залишкові биття оброблених поверхонь становлять 10 ... 15% від величини конструкторських ТВР; нехтуємо параметром l, Так як його вплив на биття базової поверхні щодо осі шпинделя верстата незначно), для різних схем забезпечення ТВР між обробленими поверхнями при їх остаточної обробки (див. Розділ 4, табл. 4.1.3) можна розрахувати орієнтовний коефіцієнт а (Див. Розділ 4, табл. 4.1.4), який дозволить визначити тип пристосування і клас його точності для чистових операцій ТП з умови забезпечення заданих ТВР.

У табл. 4.1.5 розділу 4 представлені інтервали зміни коефіцієнта а і рекомендовані типи пристосувань необхідного класу точності (Н - нормальної, П - підвищеної, В - високої).

Для операцій попередньої обробки заготовки клас точності пристосувань доцільно визначати виходячи з точності базових поверхонь. При цьому можна скористатися наступними рекомендаціями: якщо база чорнова або попередньо оброблена по 14-му або 13-му квалітету, то клас точності пристосування «Н»; якщо база чистове або попередньо оброблена з точністю менше 13-го квалітету, то клас точності пристосування «П» або «В».

Завдання призначення структури геометричних зв'язків всередині кожного операційного комплексу вирішується окремо для елементів обертання і площин (осей).

При призначенні геометричних зв'язків для елементів обертання вказується:

- Діаметр і відхилення, якщо елемент виконується на операційному комплексі остаточно;

- Квалітет точності розміру, якщо елемент виконується на операційному комплексі попередньо;

- Структура вимог взаємного розташування на виході з операційного комплексу (за потребою).

Найбільш складним є призначення геометричних зв'язків між площинами (осями), тобто схеми проставляння операційних лінійних розмірів. При дотриманні основних правил базування (правила поєднання баз і правила сталості баз) схема проставляння є найбільш раціональною.

Як відомо, в тих випадках, коли технологічна база елемента не збігається (або не має зв'язку всередині операційного комплексу) з елементом, що контактують з установочними елементом пристосування (базою системи «Обробка») виникає похибка базування.

В умовах роботи на налагодженому устаткуванні при наявності похибки базування, виконувані розміри можуть виявитися за межами поля допуску, так як вловити момент, коли слід провести підналадку обладнання, щоб коливання розмірів, отриманих на попередніх операціях, які не привели до виходу виконуваного розміру за межі поля допуску , практично неможливо. Тому слід в якості технологічної бази хоча б одного площинного елемента, оброблюваного на операційному комплексі, приймати елемент контактує (або має зв'язок) з базою системи «Обробка», що забезпечує відсутність похибки базування.

Поєднання конструкторської та технологічної баз забезпечує безпосереднє виконання конструкторського розміру. При цьому розмірна ланцюг, останньою ланкою якої є конструкторський розмір, є двухзвенной ланцюгом виду Kv = Te. Це дозволяє без будь-яких додаткових розрахунків прийняти допуск технологічного розміру, рівним допуску конструкторського розміру.

Правило сталості баз дає можливість проводити координацію двох сусідніх станів площинних елементів від однієї бази. При цьому розмірна ланцюг, останньою ланкою якої є припуск, є триланкової ланцюгом виду zi = Te1 - Te2. Це забезпечує мінімальне коливання припуску, яка дорівнює загальній кількості допусків тільки двох складових розмірів ланцюга.

Однак, особливість структури деталей і способи обробки на сучасному обладнанні не дозволяють повністю використовувати правила поєднання і сталості баз, що викликає збільшення числа складових ланок технологічних розмірних ланцюгів. У цих умовах система проставляння технологічних лінійних розмірів повинна забезпечити мінімально можливе число складових ланок технологічних розмірних ланцюгів при прийнятій системі базування заготовки.

При використанні методу повної взаємозамінності і для забезпечення роботи на серійному устаткуванні (без застосування спеціальних методів обробки) найбільше число складових ланок технологічних розмірних ланцюгів, що замикає розміром яких служить конструкторський розмір, не повинно перевищувати трьох, а для ланцюгів, останньою ланкою яких служить припуск, - чотирьох.

Використовуючи зазначені в [4] правила, проставляють структуру операційних розмірів кожного операційного комплексу.

Результати розробки структури ТСЗ оформляються у вигляді операційних ескізів кожного операційного комплексу, на яких вказують:

- Поверхні, що контактують з базами системи «Обробка» і поверхні, по яким проводиться закріплення заготовки в системі «Обробка»;

- Розміри з відхиленнями, шорсткості поверхонь і технічні вимоги для елементів обертання, в тому числі резьб, фасок, канавок і т. П. Елементів, які на операційному комплексі виконуються остаточно;

- Квалітети точності і шорсткості поверхонь для елементів обертання, які на операційному комплексі виконуються попередньо;

- Шорсткості площинних елементів;

- Структуру (тільки розмірні лінії) лінійних розмірів.

Розмірний аналіз технологічного процесу виготовлення деталі. Метою размерного аналізу є проведення всіх розрахунків по визначенню операційних розмірів і аналіз можливості виконання конструкторських розмірів і технічних вимог взаємного розташування елементів із заданою точністю на обраному обладнанні автоматично при установці заготовки без вивірки або із застосуванням вивірки.

При проведенні розмірного аналізу для деталей типу корпусів, кронштейнів, важелів, плит та інших деталей, які не належать до типу тіл обертання, слід виконати побудову розмірних схем технологічного процесу за лінійними розмірами в трьох взаємно перпендикулярних площинах (в кожній площині будується своя розмірна схема).

При проведенні розмірного аналізу для деталей типу тіл обертання слід виконати побудова розмірної схеми биття (для визначення нерівномірності припуску і перевірки можливості виконання технічних вимог взаємного розташування елементів обертання) і розмірної схеми лінійних розмірів.

Вихідною інформацією для побудови розмірних схем технологічного процесу за лінійними розмірами є операційні ескізи всіх формотворчих операцій (операційних комплексів). При побудові схеми лінійних розмірів викреслюють ескіз деталі.

Для деталей типу корпусів, кронштейнів, важелів, плит на ескізі готової деталі (в кожній координатної площині) зображують припуски на обробку кожного площинного елемента і положення осей отворів в ході виконання технологічного процесу. Під ескізом і (або) поруч з ним будують граф конструкторських лінійних розмірів, припусків і Неспіввісність, позначаючи кожен конструкторський розмір Кi, припуск zi, несоосность ei (i - Порядковий номер розміру, припуску, несоосности).

Для деталей типу тіл обертання на ескізі готової деталі зображують припуски на обробку кожної площині. Під ескізом будують граф конструкторських лінійних розмірів і припусків, позначаючи конструкторський лінійний розмір Кiі припуск zi.

Потім будують графи операційних лінійних розмірів кожного операційного комплексу (кожної операції) в порядку їх виконання - починаючи з заготівельних операцій і закінчуючи останньою операцією механічної обробки. Кожен технологічний лінійний розмір позначають Ti (i - порядковий номер).

При побудові розмірних схем лінійних розмірів слід пам'ятати, що сумарна кількість конструкторських розмірів, припусків і Неспіввісність має дорівнювати кількості технологічних розмірів.

Після побудови розмірних схем складають систему рівнянь технологічних розмірних ланцюгів, приймаючи в якості замикаючих ланок конструкторські розміри, припуски і несоосности. При складанні рівнянь, якщо рух по графу операційних лінійних розмірів відбувається в позитивному напрямку числової осі, то технологічний розмір входить в рівняння зі знаком плюс, в іншому випадку - зі знаком мінус. Починати рух по графу слід з лівої межі останнього у ланки, а закінчувати - на його правій межі.

Рішення рівнянь проводять методом повної взаємозамінності. Залежно від останнього у ланки рівняння можуть бути двох видів:

- Останньою ланкою служить конструкторський розмір;

- Останньою ланкою служить припуск;

- Останньою ланкою служить несоосность.

Рішення рівняння, останньою ланкою якого є конструкторський розмір, найбільш доцільно проводити способом середніх значень за наступним алгоритмом.

1. Обчислюють середнє значення всіх відомих розмірів розмірного ланцюга, тобто проводять перерахунок номіналів відомих розмірів, щоб відхилення стали симетричними щодо нового номіналу (Aiср ± IT / 2);

2. Обчислюють середнє значення невідомого становить розміру за формулами

; (3.2.30)

, (3.2.31)

де - Середнє значення невідомого технологічного розміру, що є що збільшує ланкою розмірного ланцюга;

- Середнє значення невідомого технологічного розміру, що є зменшує ланкою розмірної ланцюга;

- Середнє значення замикаючої ланки;

- Сума середніх значень відомих технологічних розмірів, є що збільшують ланками розмірного ланцюга;

m - Число збільшують ланок;

- Сума середніх значень відомих технологічних розмірів, які є зменшують ланками розмірного ланцюга;

n - Число зменшують ланок.

3. Використовуючи основне положення методу повної взаємозамінності ITD = SITi, Обчислюють допуск невідомого становить розміру за формулою

, (3.2.32)

де - Допуск невідомого технологічного розміру;

ITD - Допуск замикаючої ланки;

- Арифметична сума допусків складових ланок розмірного ланцюга без урахування допуску невідомого технологічного розміру.

4. Проводять аналіз обчисленого допуску невідомого технологічного розміру.

Якщо шуканий допуск більше нуля, то слід перевірити умова: шуканий допуск можливо досягти при обраному способі обробки на обраному обладнанні автоматично. Якщо такої можливості немає, то слід провести посилення допусків відомих технологічних розмірів до точності, що відповідає методу обробки і повторити розрахунок за пунктами 1 ... 3.

Якщо і після посилення шуканий допуск неможливо досягти на обраному обладнанні, то слід:

- Переглянути технологічний процес, аж до виділення обробки елемента, що розглядається в окремий операційний комплекс;

- Змінити структуру операційних розмірів;

- Вибрати більш точне обладнання, яке працює за прийнятим методом обробки;

- Змінити метод обробки;

- Змінити системи базування на операційних комплексах технологічного процесу.

Після виконання хоча б одного з обраних дій знову складається розмірна схема, і проводяться технологічні розрахунки.

Аналогічні дії зі встановлення жорсткішого технологічних розмірів проводяться, якщо шуканий допуск негативний, так як допуск - величина позитивна і він не може бути менше або дорівнює нулю.

5. Якщо умова можливості досягнення шуканого допуску на обраному обладнанні здійснимо, то визначають номінал і відхилення шуканого розміру за формулами

- Розмір координат положення осі:

А = Аср;ES = IT /2; EI = -IT /2; (3.2.33)

- Охоплюється розмір:

А = Аср + IT / 2; es = 0; ei = - | IT |; (3.2.34)

- Охоплює розмір:

А = Аср - IT / 2; ES = + IT; EI = 0. (3.2.35)

6. Проводять округлення шуканого розміру (бажано до десятих часток міліметра) при можливості зменшення розрахункового поля допуску і розташуванні поля скоригованого допуску в межах поля розрахункового допуску.

Рішення рівнянь, останньою ланкою яких служить припуск, проводиться за наступним алгоритмом.

1. Визначають величину мінімального припуску zmin за формулою (3.2.23).

2. Визначають мінімальне (для збільшують) або максимальне (для зменшують) значення шуканого розміру за формулами

Amin = zmin + Aрозум i max - Aув i min; (3.2.36)

Amax = Aув i min - Aрозум i max - zmin. (3.2.37)

3. Вибирають допуск на шуканий розмір A з урахуванням методу обробки і точності обладнання.

4. Визначають номінал і відхилення шуканого розміру, проводять необхідні округлення в бік збільшення мінімального припуску і розраховують фактичні значення мінімального і максимального припуску.

Рішення рівнянь, останньою ланкою яких служить несоосность проводиться за наступним алгоритмом.

1. Приймають номінальну величину несоосности eн = 0.

2. Визначають номінал шуканого розміру Aн.

3. Вибирають допуск на шуканий розмір A з урахуванням методу обробки і точності обладнання.

4. Розраховують фактичні значення верхнього та нижнього відхилень несоосности, з яких приймають найбільше по модулю значення. Це значення несоосности використовують для подальших розрахунків проміжних діаметрів елементів обертання.

Для деталей типу тіл обертання крім розмірних схем лінійних розмірів будують розмірну схему биття, що виникають в ході всього технологічного процесу.

При побудові схеми биття викреслюють ескіз деталі, який при необхідності стискають уздовж і розтягують поперек її основний осі обертання так, щоб проведені вправо горизонтальні лінії, що відповідають кожному станом поверхні обертання, не збігалися між собою. На ескізі готової деталі зображують припуски на обробку кожної поверхні обертання. Потім для всіх операцій умовними векторами зображують биття елементів обертання в вихідної заготівлі (для операцій виготовлення заготовки методом лиття або штампування), а також базових, оброблюваних і оброблених елементів обертання щодо деякої ідеальної поверхні обертання. При цьому ідеальна поверхня в вихідної заготівлі може бути подумки представлена ??як циліндрична поверхня, утворена обертанням деякого відрізка прямої лінії навколо деякої ідеальної осі заготовки, а на операціях механічної обробки заготовки ідеальна поверхня може бути подумки представлена ??як циліндрична поверхня, утворена обертанням деякого відрізка прямої лінії навколо осі шпинделя верстата або осі базового елементу системи «Обробка». Якщо уявити, що радіус ідеальної поверхні обертання прагне до нуля, то в якийсь момент він досягне такого значення, що їм можна знехтувати. Тому, умовно, ми можемо розглядати не ідеальну циліндричну поверхню, а її вісь, і вести подальші міркування, використовуючи поняття «вісь», маючи на увазі ідеальну циліндричну поверхню. Тоді для спрощення побудови схеми биття можна прийняти, що вектори биття, що виникають на кожній операції ТП, будуть спрямовані від ідеальної осі заготовки до кожного елементу, що виконується у вихідній заготовці, і від баз системи «Обробка» (від осі обертання шпинделя верстата або від осі базового елементу системи «Обробка») до кожного базового, що обробляється і обробленому елементу. При заготівлі з прокату биття, викликані відхиленнями форми, враховують на першій операції механічної обробки і спеціально не вказують. Вектори позначають Б , Де i - номер елемента і його стан; j - номер операції, для якої визначається биття.

Після побудови розмірної схеми проводиться розрахунок величин биття елементів вихідної заготовки, биття базових, оброблюваних і оброблених елементів щодо бази обробки і між собою, нерівномірності припусків і перевіряється можливість виконання технічних вимог взаємного розташування елементів при обраних системах базування і на обраних пристосування за наступним алгоритмом.

1. Визначають биття елементів вихідної заготовки щодо її ідеальною осі, викликані похибкою форми і просторовими відхиленнями за формулами

- Для литої заготовки

Б = 2 ?  ; (3.2.38)

- Для штампованої заготовки

Б = 2 ?  , (3.2.39)

де ?кор - Викривлення поверхні в лиття або в штампуванні;

?см - Зміщення осі поверхні від його номінального положення;

?пер - Перекіс осі отвору в лиття.

величини ?кор, ?см, ?пер визначаються за довідковими даними, представленим в [11].

2. Визначають биття базових елементів щодо бази системи «Обробка» (осі шпинделя) на всіх операціях, викликані похибкою установки, як подвоєну похибка установки (2е), Використовуючи довідкові дані [11] або такі емпіричні формули, наведені в [7], які представлені в розділі 4 п.4.1.4 на с. 231.

3. Визначають биття оброблюваних елементів щодо баз системи «Обробка». Перш за все, складають розмірні ланцюги биття, приймаючи в якості замикаючих ланок шукані биття. Складання і рішення таких ланцюгів має деякі особливості. Оскільки ланки розмірних ланцюгів є параметри, номінальні значення яких дорівнюють нулю, то відпадає необхідність визначати номінал і граничні значення останнього у ланки - складається тільки рівняння допусків

де q - Число складових ланок.

Інша особливість розрахунку є наслідком векторних властивостей ланок ланцюга. Так як напрямок векторів передбачити важко, то використовується спосіб квадратичного підсумовування

 (3.2.40)

4. Визначають биття оброблених елементів щодо бази системи «Обробка» за формулою

Б = Доу ? Б , (3.2.41)

де Б - Допустиме биття обробленої поверхні i щодо бази обробки;

Б - Допустиме биття оброблюваної поверхні i-1 (поверхня i в попередньому стані) щодо бази обробки;

Ку - Коефіцієнт уточнення, обираний за [11].

5. Визначають биття між оброблюваних і оброблених елементом (подвоєна нерівномірність припуску - 2еmах) за формулою

БZi = Б - Б , (3.2.42)

тобто враховується положення: залишкове биття не збільшує, а зменшує величину нерівномірності припуску [1, 7].

6. Проводять розрахунок проміжних розмірів і припусків на елементи обертання в табличній формі (див. Табл.3.2.3).

Проміжні діаметральні розміри розраховуються за формулами

- Для вала

Di-1 = Di + 2 zi min + |ei|i-1 ; (3.2.43)

- Для отвору

Di-1 = Di - 2 zi min - |ES|i-1 , (3.2.44)

де Di - Діаметр даної щаблі обробки;

Di-1 - Діаметр попередньої ступені обробки;

zi min - Мінімальне значення припуску, що визначається за формулою (3.2.23);

|ei|i-1 - Модуль нижнього відхилення розміру, одержуваного на попереднього ступеня обробки;

|ES|i-1 - Модуль верхнього відхилення розміру, одержуваного на попереднього ступеня обробки.

Таблиця 3.2.3




 опорний конспект |  Вступ |  Предмет вивчення і задачі технології машинобудування |  Основні положення і поняття технології машинобудування |  Системний підхід - методологічна основа технології машинобудування |  Розділ 2. Основні положення методології технологічного проектування |  Дослідження процесу формування станів оброблюваних елементів |  Дослідження технологічних можливостей управління станами оброблюваних елементів |  Сутність процесу проектування та напрямки його вдосконалення |  Продуктивність і економічність технологічних процесів |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати