- •Введение
- •Основные положения, понятия и определения
- •Жизненный цикл изделий машиностроения и его технологическая составляющая
- •Основные термины
- •Понятие о машине и ее служебном назначении
- •Качество и экономичность машины
- •Понятие о точности
- •Точность детали
- •Точность машины
- •Отклонения характеристик качества изделий от требуемых величин
- •Положение теории вероятностей и математической статистики, используемые в технологии машиностроения
- •Тема 3. Связи в машине и производственном процессе её изготовления
- •Связи в машине и производственном процессе её изготовления
- •Определение понятия "связь"
- •Свойства связей
- •Тема 4. Базирование и базы в машиностроении (2 часа лекции)
- •Базирование и размерные цепи
- •Основы базирования
- •Классификация баз
- •Рекомендации к решению задач по базированию
- •Тема 5. Теория размерных цепей (2 часа лекции)
- •Теория размерных цепей
- •Термины и определения
- •Основные понятия
- •Звенья размерных цепей
- •Виды размерных цепей
- •Размеры и отклонения
- •Расчетные коэффициенты
- •Методы достижения точности замыкающего звена
- •Задачи и способы расчета размерных цепей
- •Конструкторские и технологические размерные цепи
- •Тема 6. Порядок построения размерных цепей. (2 часа лекции)
- •Порядок построения размерных цепей
- •Последовательность построения размерной цепи
- •Нахождение замыкающего звена, его допуска, и координаты середины поля допуска
- •Выявление составляющих звеньев размерной цепи
- •Методы достижения точности замыкающего звена
- •Метод полной взаимозаменяемости
- •Метод неполной взаимозаменяемости
- •Метод групповой взаимозаменяемости
- •Метод пригонки.
- •Метод регулирования
- •Методика и примеры расчета размерных цепей
- •Основные расчетные формулы
- •Последовательность расчетов
- •Примеры расчетов допусков (прямая задача)
- •Тема 8. Формирование свойств материала детали. (2 часа лекции)
- •Формирование свойств материала и размерных связей в процессе изготовления детали
- •Формирование свойств материала детали
- •Свойства материала заготовок
- •Воздействия механической обработки на свойства материала заготовок
- •Влияние смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).
- •Обработка методами поверхностно-пластического деформирования (ППД).
- •Воздействия на свойства материала заготовок термической и химико-термической обработок
- •Обеспечение требуемых свойств материала детали в процессе изготовления
- •Тема 9. Обеспечение точности детали (2 часа лекции)
- •Достижение требуемой точности формы, размеров и относительного положения поверхностей детали в процессе изготовления
- •Три этапа в выполнении операции
- •Сокращение погрешности установки Определенность и неопределенность базирования заготовки.
- •Тема 10. Точность технологической системы (2 часа лекции)
- •Настройка и поднастройка технологической системы
- •Сокращение погрешности динамической настройки технологической системы
- •Информационное обеспечение производственного процесса
- •Свойства технологической информации и информационные связи
- •Технологическая задача и информационное обеспечение ее решения
- •Структура информационных связей в производственном процессе
- •Задачи технологов в разработке информационных процессов
- •Тема 12. Временные связи в производственном процессе (2 часа лекция)
- •Компоненты временных связей
- •Виды и формы организации производственного процесса
- •Основы технического нормирования
- •Пути сокращения затрат времени на выполнение операции
- •Пути сокращения подготовительно-заключительного времени
- •Сокращения штучного времени
- •Вспомогательное время
- •Структуры временных связей в операциях технологического процесса
- •Тема 13. Разработка технологических процессов сборки (4 часа лекции)
- •Основы разработки технологического процесса изготовления машины
- •Последовательность разработки технологического процесса изготовления машины
- •Разработка технологического процесса сборки машины
- •Исходные данные для проектирования
- •Выбор вида и формы организации производственного процесса сборки машины
- •Изучение и анализ чертежей изделия
- •Размерный анализ изделия и выбор метода достижения точности замыкающего звена
- •Анализ технологичности конструкции изделия
- •Разработка последовательности сборки машины
- •Разработка технологических схем сборки
- •Составление перечня работ и их нормирование.
- •Уточнение типа и организационной формы производства.
- •Проектирование операций условий среднего производства
- •Построение циклограммы сборки
- •Разработка компоновки и планировки сборочного цеха (участка)
- •Тема 14. Разработка технологического процесса изготовления детали (8 часов лекции)
- •Разработка технологических процессов изготовления деталей
- •Выбор вида и формы организации производственного процесса изготовления деталей
- •Выбор полуфабриката и технологического процесса изготовления заготовок
- •Изучение служебного назначения детали. Анализ технических требований и норм точности
- •Переход от служебного назначения изделия к техническим условиям на отдельные детали
- •Выбор технологических баз
- •Выбор способов обработки и числа необходимых переходов.
- •Расчет припусков и межпереходных размеров
- •Выбор режимов обработки заготовки
- •Формирование операций из переходов, выбор оборудования и нормирование
- •Оформление документации
- •Тема 15. Современный этап развития технологии машиностроения. (2 часа лекции)
- •Заключение
При этих значениях Т A/ i отклонения замыкающего звена
m 1
Т A/ i TA/i 0,3 0,4 0,1 0,8 мм.
i 1
Наибольшая возможная компенсация
к TA/ TA 0,8 0,2 0,6 мм.
Для того чтобы компенсатор имел необходимую для пригонки толщину, в координату середины поля допуска звена А3 следует ввести поправку
m 1 |
/0 |
|
0 |
|
|
к 0,5 к |
A |
|
= 0,5 – 0,6 + (0,15+0,2 – 0,25) – 0,1 =0,3 мм. |
||
i 1 |
i |
|
Ai |
|
A |
|
|
|
|
|
Поскольку компенсирующим является уменьшающее составляющее звено, то поправка к
должна быть введена в координату середины его поля допуска со своим знаком. Поэтому следует установить
/0 A3 0,25 0,3 0,55 мм.
Основным преимуществом метода пригонки является возможность изготовления деталей с экономичными для данных производственных условий допусками. При этом точность замыкающего звена оказывается независимой от точности деталей. Она определяется точностью выполнения пригоночных работ и используемых средств контроля. Методом пригонки может быть обеспечена высокая точность замыкающего звена.
Однако пригоночные работы в основном выполняют вручную и требуют высококвалифицированного труда. Сложность пригоночных работ заключается в том, что в их ходе необходимо в комплексе обеспечить точность формы, относительного поворота дополнительно обрабатываемых поверхностей деталей и расстояния между ними. Упущение одного из показателей точности обычно приводит к потере качества изделия, часто невосполнимой.
Существенным недостатком метода пригонки являются значительные колебания затрат времени при ее выполнении из-за разных припусков. Это затрудняет нормирование пригоночных работ и выполнение сборки с установленным тактом. По этой причине пригонку не рекомендуется применять при изготовлении изделий поточными методами. Экономичной областью использования метода пригонки считается мелкосерийное и единичное производство. Хотя не редки случаи, когда метод пригонки из-за своих высоких точностных возможностей оказывается единственно пригодным для обеспечения требуемой точности изделий, производимых в значительных количествах.
Метод регулирования
Сущность метода заключается в том, что требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается изменением размера компенсирующего звена без удаления материала с компенсатора.
Принципиально в своей сущности метод регулирования аналогичен методу пригонки. Различие между ними заключается в способе изменения размера компенсирующего звена. При методе регулирования это изменение может осуществляться двумя путями: изменением положения
одной из деталей изделия на величину излишнего отклонения замыкающего звена; введением в
изделие специальной детали, имеющей требуемый линейный или угловой размер.
В первом случае компенсатор называют подвижным, во втором – неподвижным. Примером подвижного компенсатора, может быть втулка в редукторе (рис. 4.37), перемещая которую в осевом направлении, можно регулировать зазор А между ее торцом и торцом шестерни, сидящей на валу. При достижении требуемой точности зазора положение втулки фиксируют стопорным винтом.
Рис. 4.37. Достижение точности зазора А с применением подвижного компенсатора
Роль подвижных компенсаторов в машинах могут исполнять специальные устройства, нередко действующие автоматически к их числу относятся всевозможные коррегирующие механизмы, устройства адаптивного управления и пр.
В качестве неподвижных компенсаторов используют проставочные кольца, прокладки и другие детали несложной конструкции. Если для достижения требуемой точности замыкающего звена А (см. рис. 4.32) применить метод регулирования, роль неподвижного компенсатора могло бы выполнить проставочное кольцо (звено А3). Группы компенсаторов разных размеров в определенном диапазоне должны быть изготовлены заранее. Обеспечение требуемой точности зазора А в этом случае свелось бы к измерению расстояния между торцами шестерни и бобышки корпуса в предварительно собранном редукторе, выбору компенсатора надлежащего размера и установке его в редуктор при окончательной сборке.
Допуски при методе регулирования назначают так же, как при методе пригонки: устанавливают экономически приемлемые для данных производственных условий поля допусков
T / , T / , ...,T / |
|
|
|
|
|
1 2 |
m 1 |
|
|
|
|
и координаты |
/0 |
, /0 |
, ..., /0 |
их середин. |
|
|
|
1 |
|
2 |
m 1 |
При |
применении |
подвижного |
компенсатора определяют к , которое учитывают при |
разработке конструкции подвижного компенсатора и определении его разрешающей способности.
При применении неподвижного компенсатора приходится считаться с тем, что неподвижный компенсатор не в состоянии скомпенсировать собственное отклонение. Поэтому в
проводимых расчетах допуск, ограничивающий отклонения компенсирующего звена, учитывать нельзя:
|
|
|
|
m 2 |
|
|
|
m 2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
T // |
i |
Ti |
/ |
; //0 |
|
|
i /0 |
i |
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где m 2 означает, |
что |
при суммировании |
значения |
T / |
и / |
компенсатора не учтены. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
0 |
к |
Следовательно, |
к |
T // T . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Далее необходимо определить число ступеней компенсаторов и их размеры.
Число ступеней компенсаторов
N T // /(T Tк. )
где Tк/ поле допуска, ограничивающее отклонения размера компенсатора.
Для пояснения подхода к определению размеров компенсаторов каждой ступени воспользуемся задачей, рассмотренной на рис. 4.32.
На рис. 4.38 представлена проставочного кольца
A3 компенсирующее звено, TA
размерная цепь А, в которой |
А зазор между торцами |
||
и |
бобышки |
корпуса |
редуктора, |
соответственно поле допуска и координата середины поля
допуска замыкающего звена, заданные условиями задачи.
Рис. 4.38. Определение размеров неподвижных компенсаторов
Произвольный |
выбор |
координат |
середин |
/0 A |
полей |
допусков |
|
|
|
|
i |
|
|
m 2 составляющих звеньев может привести к расположению допуска TА// относительно допуска
TА , не удобному для определения размеров компенсаторов, например к положению, показанному на рисунке штриховыми линиями. Значительно проще определять размеры компенсаторов, имея совмещенные верхние или нижние границы допусков TА// и TА .
Для совмещения одноименных границ полей допусков необходимо либо (при установленных значениях /0 Ai ) ввести в координату середины поля допуска одного из
составляющих звеньев, но не компенсирующего звена, поправку /к , либо не устанавливать заранее
значения /0 A |
, а рассчитать их, исходя, например, из условия //Н А |
Н А . |
i |
|
|
Следуя первым путем и желая совместить нижние границы полей допусков, в координату середины поля допуска одного из составляющих звеньев необходимо ввести поправку
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m 2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/к 0,5 к |
i /0i 0 A |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Избрав |
второй |
путь и |
|
соблюдая условие |
//Н А |
Н А будем |
иметь |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
// |
|
|
0,5T // |
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
А |
A |
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Отсюда |
величина |
// |
|
0,5T // |
|
H |
|
оказывается |
известной, поскольку |
значение |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
А |
|
|
|
A |
|
|
A |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
H |
|
задано условиями задачи, |
а значение TA// |
|
было определено ранее. |
Далее обычным путем, |
|||||||||||||||
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
составив уравнение координат полей допусков на основании зависимости |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
m 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
0 |
i |
0 |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
k 1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
следует установить координаты середин полей допусков m 2 составляющих звеньев.
Координату середины поля допуска компенсирующего звена устанавливают независимо от координат других составляющих звеньев. Для упрощения расчета размеров компенсаторов рекомендуется задавать координату середины поля допуска компенсирующего звена, равную половине его поля допуска со знаком минус, т.е. направлять допуск в "тело" компенсатора.
Упорядочив или рассчитав значения координат середин полей допусков и придав TA//
удобное положение, можно установить теперь размеры компенсаторов.
Размер компенсаторов первой ступени равен номинальному размеру компенсатора. Размер компенсаторов каждой следующей ступени будет отличаться от размера компенсатора предшествующей ступени на величину С ступени компенсации:
С Т А Тк/
Допуск, ограничивающий отклонения компенсирующего звена, остается одним и тем же для компенсаторов всех ступеней.
На схеме, показанной на рис. 3.46, видно, как осуществляется компенсация отклонении,
находящихся в четырех зонах TA// компенсаторами четырех ступеней.
Пример (см. рис. 3.43). Зададим поля допусков, считающиеся экономичными в данных условиях: TA/1 = 0,2 мм, TA/2 = 0,4 мм, TA/3 = 0,05 мм.
Поскольку в размерной цепи А компенсирующим является звено А3, то компенсации подлежат отклонения звеньев А1 и А2. В соответствии с этим
|
m 1 |
|
|
|
TA// |
|
A |
TA/ |
0,2 0,4 0,6 мм |
|
i 1 |
i |
i |
|
|
|
|
|
к TA// TA 0,6 0,2 0,4 мм
Число ступеней компенсаторов
N T // /(T Tк. ) 0,6 /(0,2 0,05) 4
Рассчитаем координаты середин полей допусков, соблюдая условие //Н А Н А ,
Н А //Н А 0,5Т А//
Откуда //Н |
H |
0,5Т А// |
0 0,5 0,6 0,3 мм. |
|
|
|
||||||
|
|
А |
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким |
образом, |
// |
/ |
/ |
0,3мм. Установим |
/ |
= |
0,1 мм |
|||
|
|
|
|
|
Н А |
0A |
0A |
|
0A |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
1 |
|
и /0A |
= 0,2 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Независимо от /0A |
и |
/0A |
координата середины поля допуска компенсирующего |
||||||||
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
звена
/0 А3 0,5TA/3 0,5 0,05 0,025 мм
При |
ступени |
компенсации |
С Т А |
Т |
|
|
|
|
|
/ |
0,2 0,05 0,15 мм |
А |
|
3 |
|
поле TA// производственного допуска окажется разделенным на четыре зоны. Отклонения,
возникающие в пределах той или иной зоны, должны компенсироваться путем установки проставочного кольца соответствующей ступени.
Размер компенсаторов первой ступени равен номинальному размеру А3 Размеры компенсаторов каждой следующей ступени будут отличаться от предшествующей на величину С.
С учетом допуска на изготовление размеры компенсаторов будут следующие: ступень I А3 -0,05 мм; ступень II (А3 + 0,15) -0,05 мм; ступень III (А3 + 0,30) -0,05 мм; ступень IV (А3 + 0,45) -0,05 мм;