Размерный анализ

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Перейдя в группу замыкающих, он может получиться из составляющих размеров (28–38) и (28+48) в том случае, если поле рассеяния w[38_48] не превысит поле допуска Т(39_49). Уравнение имеет вид:

[38=48]=(28+48) 0,4 –(28–38) 0,21

Поле рассеяния w[38_48]=Т(28_48)+Т(28_38)=0,4+0,21=0,61 мм.

Рис. 6.79. Операция 005	Рис. 6.80. Токарная операция 010

Запас по полю допуска положительный

Т(39_49)–w[38_48]=1,0–0,61=+0,39 мм

Положительный запас позволяет приступить к расчету определяемых звеньев

всхеме линейных размеров первой проекции. Но к этой работе приступают только после анализа диаметральных размеров второй проекции (см. рис. 6.83, с. 243), которая содержит замыкающее звено [608#708].

Впреобразованном эскизе рис. 6.83 проставлены размеры радиусов цилиндрических поверхностей и отклонения от соосностей, величины которых помещены

втабл. 6.4.1, с. 240. Звено (809+909) – общая ось между двумя коническими поверхностями (89) и (99) центровых фасок, оси которых слиты в одну составляющим звеном (809+909)=0 0,0 .

Установка заготовки в самоцентрирующих тисках не исключает появления погрешностей обработанных поверхностей относительно технологических баз, которыми на операции 005 (см. рис. 6.79) являются две шейки (67) и (77).

Вразмерной схеме рис. 6.83, с. 243 эти погрешности показаны известными величинами допусков соосности (607+808) и (707+908). Выполняемые радиусы фасок центровых отверстий показаны звеньями (88+808) и (98+908).

Кначалу главы

Коглавлению

241

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Между осями отверстий (вертикалями (808) и (908)) возникает разрыв (замыкающее звено):

[808#908]=(707+908)+(607+707)–(607+808)

При последующей обработке заготовок на токарных операциях с базированием заготовок на центровые отверстия их оси сливаются в одну, а замыкающий размер разрыва стремится к нулевому значению.

Рис. 6.81. Токарная операция 015 Рис. 6.82. Размерная схема первой проекции (линейные размеры)

Замыкающее звено [808#908] заменяется звеном (808~908), компенсирующим предшествующие погрешности трех составляющих звеньев схемы. Отличительной особенностью заменяющего-замыкающего звена (808~908) является символ «~». На размерной схеме рис. 6.83 этими символами заполнен промежуток между вертикалями (808) и (908). В данном примере заменяющее звено равно

(808~908)=0 0,0 .

За счет погрешностей установки в поводковом патроне с подвижным центром на токарных операциях появляются отклонения от соосностей, величины которых обеспечиваются всей технологической системой рассматриваемой операции. Эти величины должны периодически контролироваться в процессе обработки и не превышать заданных значений.

Кначалу главы

Коглавлению

242

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Погрешности (608+808) и (708+908)

условно связывают оси базовых и обрабатываемых поверхностей.

Из схемы видно, что чертежное требование (609+709)=0 0,025 мм в процессе не выполняется, но может быть определено расчетом из уравнения

[608#708]=

=–(708+908)+(808~908)+(606+908)= =–0 0,025 +0 0,0 +0 0,025 =0 0,05 мм

Расчетное значение превосходит требование чертежа. Предложенный вариант процесса не обеспечивает получение годного изделия и требует коррекции. Чтобы получить годную деталь, необходимо вдвое уменьшить звено [608#708] или непосредственно выполнять это требование в процессе обработки. Уменьшить величины составляющих звеньев (допусков соосно-

стей) можно за счет применения на то- Рис. 6.83. Схема второй проекции процесса карных операциях установки заготовок

на жестких переднем и заднем центрах.

6.4.2. Установка заготовок на жестких центрах По ГОСТу точность получения линейных размеров центровых фасок опреде-

ляется по IТ15. Для отверстия центрового А6.3 коническая поверхность фаски имеет линейный размер: L1=5,98 0,24 мм.

При установке заготовок на центрах колебание глубины конического отверстия в 0,48 мм не позволяет получать точные операционные линейные размеры от удобных для контроля торцовых поверхностей. В этих случаях используют установку на подвижном переднем центре с последующим упором заготовки в одну из ее торцовых поверхностей. Подвижный центр вносит погрешности между осями обрабатываемых и базовых поверхностей, поэтому этот вид установки заготовок чаще всего применяют на операциях предварительной обработки.

Кначалу главы

Коглавлению

243

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Установка на жесткие центры (при работе на настроенных станках) желательна при формообразовании центровых фасок с высокой точностью обработки. Такой вариант можно реализовать последовательно на операциях механической обработки.

Реализацию предложения необходимо начинать с отработки варианта наладки на фрезерно-центровальной

	операции 005.
	Один из путей повышения точно-
	сти размеров центровой фаски это
	применение специального (фасонно-
	го) инструмента, после обработки ко-
	торым форма и размеры инструмента
	переносятся на обрабатываемые по-
	верхности заготовки. На рис. 6.84
	предложен к анализу операционный
	эскиз фрезерно-центровальной опера-
	ции 005, когда в первом технологиче-
	ском переходе фрезеруются поверх-
Рис. 6.84. Одновременная обработка фаски	ности (18) и (48), а во втором – фор-
и торца (48) на операции 005	мообразование центровых отверстий
	заканчивается повторной обработкой

двух торцовых поверхностей фасонным инструментом. Повторное касание торцов (18) и (48) предусматривается не для уменьшения шероховатости обработанных поверхностей (необходимая шероховатость уже получена фрезерованием на первом технологическом переходе), а для переноса формы и размеров инструмента на центровую фаску с получением точного размера L1.

Точность размера L1 от обработанной торцовой поверхности до вертикали расчетного диаметра на конической поверхности фаски обеспечивается размером специального (фасонного) инструмента, а сам размер L1 контролируется измерением высоты выступающей части калиброванного шарика, опущенного в конус отверстия до касания в сечении расчетного диаметра фаски. Если на токарных операциях 010 и 015 установку заготовок осуществлять на цельные упорные центры, то отклонение от соосности базовой оси фасок и оси обрабатываемой поверхности составит 0,015 мм (см. приложение 29).

Кначалу главы

Коглавлению

244

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Рис. 6.85. Токарная операция 010

Рис. 6.86. Токарная операция 015

Рис. 6.87. Токарная операция 010 Рис. 6.88. Токарная операция 015

Операционные эскизы в новом варианте технологического процесса показаны на рис. 6.85 и 6.86. Конические поверхности левых центровых фасок на данных операциях отнимают у заготовок по три степени свободы (тройные опорные технологические базы). За точку отсчета технологических размеров принимается вертикаль расчетного диаметра, полученного на фрезерно-центровальной 005 операции рис. 6.84. Контроль промежуточных размеров (118–28) и (108–38) требует специального приспособления. Для упрощения этого перехода на операциях 010 и 015 технологические размеры проставляются от торцовых поверхностей (48) и (18) (см. рис. 6.87 и 6.88), а в их точность включаются погрешности от несовпадения технологической и измерительной баз в виде допусков на размер L1 по рис. 6.84, с. 244.

Промежуточные размеры (118–28) и (108–38) при необходимости могут быть рассчитаны из размерной схемы предельных значений размера L1, определяемые из геометрических построений на сторонах угла рабочей поверхности фаски и тригонометрических функций.

Кначалу главы

Коглавлению

245

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

На рис. 6.89 построена схема нового варианта технологического процесса первой проекции, а на рис. 6.90 – второй проекции (диаметральных размеров). Первый вариант технологического процесса был отвергнут из-за превышения величины контролируемого технического требования [608#708]=0 0,05 мм (против чертежного (609+709)=0 0,025 мм).

Результаты получены при анализе размерной схемы рис. 6.83 (см. с. 243).

Вновом варианте (см. рис. 6.90) отклонение от соосности [608#708] осталось

вгруппе замыкающих звеньев в неизменном контуре и рассчитано из уравнения

[608#708]=–(708+908)+(808+908)+(608+808)=–0 0,007 +0 0,0 +0 0,007 =0 0,014 мм

Расчетное значение не превосходит требований чертежа. Размерная схема готова к определению всех технологических размеров.

В схеме линейных размеров рис. 6.82 (см. с. 242) чертежный размер (39+49) переходит в группу замыкающих и формируется из двух составляющих звеньев с положительным запасом поля рассеяния по полю допуска. В новом варианте размерной схемы линейных размеров рис. 6.89 необходим повторный анализ выполняемости чертежных размеров в процессе обработки.

Рис. 6.89. Размерная схема первой	Рис. 6.90. Схема второй проекции процесса
проекции (линейных размеров)

Из схемы рис. 6.89 видно, что чертежный размер (39+49) не выполняется в процессе обработки и формируется составляющими звеньями по уравнению

[38=48]=(18+48)–(18–38)

Кначалу главы

Коглавлению

246

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Если на фрезерно-центровальной операции 005 выдерживать чертежный размер (18+48) с заданной точностью Т(18_48)=1,0 мм, а на 015 токарной выдерживать технологический размер с экономической точностью IТ12, то уравнение примет вид:

[38=48]=(18+48) 1,0 –(18–38) 0,35

Поле рассеяния превосходит поле допуска с отрицательным запасом: w[38_48]=Т(18_48)+Т(18_38)=1,0+0,35=1,35; Т(38_48)–w[38_48]=1,0–1,35=–0,35

мм

Необходима коррекция и в этом варианте размерной схемы процесса. Экономическая точность (18–48) на фрезерно-центровальной операции не гру-

бее IТ12. Точность выполняемого чертежного размера (18+48) с номинальным значением 174 мм по IТ12 составит Т(18_48)=0,4 мм. В таком варианте поле рассеяния замыкающего звена будет иметь положительный запас:

[38=48]=(18+48) 0,4 –(18–38) 0,35 ; w[38_48]=Т(18_48)+Т(18_38)=0,4+0,3=0,75 мм;

Т(38_48)–w[38_48]=1,0–0,75=+0,25 мм.

Схема линейных размеров готова для расчета определяемых размеров процесса. Для замыкающих размеров по рис. 6.89 и 6.90, с. 246 определяем замкнутые контуры и уравнения размерных цепей:

1.[38=48]=+174 0,4 –(18–38) 0,35 ;

2.[38=37]=–(37–48) 1,0 +174 0,4 –(18–38) 0,35 ;

3.[27=28]=–148 0,4 +(37–48) 1,0 +(27–37) 10,0,5 ;

4.[17=18]=–174 0,4 +(37–48) 1,0 +(17–37) 10,0,5 ;

5.[48=47]=+(37–47) 10,0,5 –(37–48) 1,0 .

Эти уравнения составлены по рис. 6.89. Ниже приведены уравнения из размерной схемы второй проекции (см. рис. 6.90).

6.[77=78]=–21 0,125 –0 0,007 +0 0,32 +(77–707) 00,,42 ;

7.[67=68]=–26 0,15 –0 0,007 +0 0,4 +(67–607) 00,,42 .

Все поверхности изделия (кроме цилиндрической (59) поверхности с диаметром 2(58+508)) обрабатываются один раз до шероховатости Rz=40 мкм. Исходная поверхность заготовки имеет Rz=200 мкм и Df=300 мкм (см. рис. 6.78, с. 240). При отсутствии дополнительных требований в эскизе исходной заготовки минимально необходимая величина припуска на обработку по каждому технологическому переходу составит

[38_37]min=[27_28]min=[17_18]min=[48_47]min=[77_78]min= =[67_68]min=Rz+Df=200+300=500 мкм

Кначалу главы

Коглавлению

247

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Максимальный припуск на обработку состоит из минимально необходимого припуска и расчетной величины поля рассеяния на данное замыкающее звено.

Поля рассеяния и максимальные припуски по уравнениям 2…7 равны:

2. w[38_37]=Т(37_48)+Т(18_48)+Т(18_38)=1,0+0,4+0,35=1,75 мм,

[38_37]max=[38_37]min+w[38_37]=0,5+1,75=2,25 мм;

3. w[27_28]=Т(28_48)+Т(37_48)+Т(27_37)=0,4+1,0+1,5=2,9 мм,

[27_28]max=[27_28]min+w[27_28]=0,5+2,9=3,4 мм;

4. w[17_18]=Т(18_48)+Т(37_48)+Т(17_37)=0,4+1,0+1,5= 2,9 мм,

[17_18]max=[17_18]min+w[17_18]=0,5+2,9=3,4 мм;

5. w[48_47]=Т(37_47)+Т(3738)=1,5+1,0=2,5 мм,

[48_47]max=[48_47]min+w[48_47]=0,5+2,5=3,0 мм;

6. w[77_78]=Т(78708)+Т(708_908)+Т(707_908)+Т(77_707)=

=0,125+0,014+0,64+0,6=1,379 мм, [77_8]max=[77_8]min+w[77_78]=0,5+1,379=1,879 мм;

7. w[67_68]=Т(68_608)+Т(608_808)+Т(607_808)+(67 607)=

=0,15+0,014+0,8+0,6=1,564 мм,

[67_68]max=[67_68]min+w[67_68]=0,5+1,564=2,064 мм.

Исходные наименьшие и наибольшие предельные значения припусков позволяют рассчитать режимы резания и нормы времени по операциям технологического процесса. Максимальные припуски, превосходящие допустимые величины на данной стадии обработки по жесткости и точности оборудования, производительности обработки на операции или переходе, служат показателями для принятия решений по использованию варианта процесса или его последующей корректировки. Если в данном варианте наибольшие предельные значения припусков в уравнениях 2…7 удовлетворяют перечисленным требованиям, размерные схемы рис. 6.89 и 6.90 (см. с. 246) готовы к расчетам для определения технологических размеров по всем операциям и переходам процесса.

Из уравнения 1 рассчитывается определяемый технологический размер (18–38). Значение (18+38) подставляется в уравнение 2 и рассчитывается размер (37–48). Подобной подстановкой решаются все оставшиеся уравнения. Результаты расчетов без округления размеров приведены в табл. 6.4.2, с. 249.

Кначалу главы

Коглавлению

248

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

								Таблица 6.4.2
			Результаты расчета размерных схем
								Запасы пре-
Г	Код			Размерная информация				дельных значе-
р									ний
	левой и
у
	правой по-		номи-		максим.
п				миним.		среднее	полу-
	верхн. зве-		нальное		знач. или			ниж-
п				знач. или		значе-	коле-			верхний
	на		значе-		нижн.			ний
а				верх. отк.		ние	бание
			ние		отк
=	38	48		121,625	122,375	122,000	0,375	0,125	0,125
+	18	38	51,975	0,000	–0,350	51,800	0,175
=	38	37		0,500	2,250	1,375	0,875	0,000	0,000
=	27	28		0,500	3,400	1,950	1,450	0,000	0,000
+	37	48	121,12	0,000	–1,000	120,625	0,500
			5
=	17	18		0,500	3,400	1,950	1,450	0,000	0,000
=	48	47		0,500	3,000	1,750	1,250	0,000	0,000
+	27	37	28,876	1,000	–0,500	29,126	0,750
+	17	37	54,876	1,000	–0,500	55,126	0,750
+	37	47	122,12	1,000	–0,500	122,375	0,750
			5
=	608	708	0,000	0,140	–0,140	0,000	0,140	0,011	0,011
=	77	78		0,500	1,879	1,190	0,690	0,000	0,000
=	67	68		0,500	2,064	1,282	0,728	0,000	0,000
+	77	707	22,027	0,400	–0,200	22,127	0,300
+	2(77	707)	44,054	0,800	–0,400	24,254	0,600
+	67	607	27,107	0,400	–0,200	27,207	0,300
+	2(67	607)	54,214	0,800	–0,400	54,414	0,600

Рассмотренный технологический процесс с размерными схемами рис. 6.89 и

6.90построен по операционным эскизам рис. 6.78, 6.87 и 6.88 (см. с. 240 и 245).

Вразмерной схеме первой проекции отсутствуют линейный размер L1 с операции 005 и реально выполняемые технологические размеры токарных операций с точкой отсчета от вертикали расчетного диаметра фаски. С учетом реально существующих наладок на операционных эскизах (см. рис. 6.84…6.86, с. 244 и 245) в построении размерной схеме первой проекции (по линейным размерам) произойдут некоторые изменения.

Кначалу главы

Коглавлению

249

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Ранее	известный	окончательный
(28+48) и определяемый (18–38) размеры
непосредственно		контролировались
на операциях 010 и 015.

Использование операционных эскизов
рис. 6.85 и 6.86 (см. с. 245) приведет к то-
му, что размер [28=48] окажется в группе
замыкающих, а определяемый (18–38) раз-
делится на	известный технологический
L1=(18+108) с фрезерно-центровальной
операции и определяемый размер (108–38).
Фрезерно-центровальная операция вы-
полняется за	две позиции. На первой
из них фрезеруются торцы (16) и (46) ис-
ходной заготовки с получением новых по-

верхностей (17) и (47).

На второй – фасонный инструмент

	Рис. 6.91.Схема первой проекции	формирует центровые отверстия и торцы
	(линейных размеров)
		(18) и (48).

Повторное касание поверхностей выполняется не для получения меньшей шероховатости, которая уже достигнута на первой позиции (Rz=40 мкм), а для переноса размера L1 с инструмента на заготовку. Схема линейных размеров построена на рис. 6.91.

Уравнения по схеме имеют вид:

1. [38=48]=+174 0,4 –3 0,05 –(108–38) 0,3 ; 2. [28=48]=+3 0,05 +(28–118) 0,35 ;

3.[38=37]=–(37–48) 1,0 +174 0,4 –3 0,05 –(108–38) 0,3 ;

4.[27=28]=–(28–118) 0,35 –3 0,05 +(37–48) 1,0 +(27–37) 10,0,5 ;

5.[17=18]=–174 0,4 +(37–48) 1,0 –(37–47) 1,0 +(17–47) 0,4 ;

6.[48=47]=+(37–47) 1,0 –(37–48) 1,0 ;

7.[16=17]=–(17–47) 0,4 +(37–47) 1,0 +(16–37) 10,0,5 ;

8. [47=46]=+(37–46) 10,0,5 –(37–47) 1,0 .

Если на обработанных поверхностях (18) и (48) заготовки после второй позиции фрезерно-центровальной операции 005 допускаются следы шероховатости от предшествующего перехода первой позиции, то минимальные припуски [17=18] и [48=47] равны нулю. Результаты расчета по схеме линейных размеров (см. рис. 6.91) без округления номинальных значений группы определяемых звеньев помещены в табл. 6.4.3, с. 251.

Кначалу главы

Коглавлению

250