18 Тема 3

Тема 3. Моделирование в размерном анализе технологических процессов

Одним из резервов дальнейшего уменьшения припусков на обработку заготовок, обоснованного определения промежуточных и окончательных технологических размеров, увеличения операционных допусков является использование методов размерного анализа при проектировании технологи­ческих процессов (ТП).

Под размерным анализом понимается совокупность расчетно-аналити­ческих процедур, осуществляемых при разработке и анализе ТП, предус­матривающая:

выявление и расчет номинальных и предельных значений технологи­ческих размеров;

вычисление номинальных и предельных значений всех промежуточных размеров по всем переходам и операциям процесса обработки;

прогнозирование возможных максимальных значений припусков на об­работку поверхностей по операциям и переходам;

выявление технологичной (с позиций механической обработки) рас­становки размеров заготовок;

расчет номинальных и предельных значений размеров заготовок.

Таким образом, размерный анализ способствует получению размеров и предельных отклонений, необходимых для заполнения операционных эскизов и технологических карт ТП, чертежей заготовок и наладок, рас­чета режимов резания и в конечном случае минимизации издержек произ­водства.

По способу выполнения различают анализ вновь проектируемого ТП, когда в качестве исходного документа задан только чертеж детали или когда имеется не только чертеж детали, но и чертеж заготовки, а так­же анализ действующего ТП, когда технологический процесс не обеспе­чивает необходимых показателей по качеству, расходу материала или каким-то иным показателям. В этом случае выявляются связи размерных параметров на различных операциях, затем решением размерных цепей на­ходят значения фактических припусков, удаляемых на операциях, и воз­можные пути совершенствования процесса.

Размерный анализ позволяет:

определить обоснованные операционные размеры на всех операциях ТП;

установить при проектировании потребные размеры заготовок с ми­нимально необходимыми припусками;

обеспечить проектирование ТП, в котором будет минимально необхо­димое число технологических операций (или переходов).

В [21] изложена методика выполнения размерного анализа ТП по­строением схем формирования продольных и диаметральных размеров, а также отклонений положения обрабатываемых поверхностей.

Трудоемкость качественного выполнения размерного анализа по всем параметрам значительна, поэтому ограничимся рассмотрением только про­дольных линейных размеров для случая вновь проектируемого ТП.

К моменту проведения размерного анализа должен быть разработан вариант ТП, который прошел стадию логической оценки и признан пригод­ным, с позиций основных положений технологии машиностроения, для дальнейшей проработки и уточнения. Принятый план обработки следует оформить операционными эскизами, которые допускается выполнять упро­щенно. Соблюдение масштаба не обязательно, но деталь необходимо изо­бражать только в рабочем положении для каждой операции (позиции или перехода). Если деталь обрабатывают на многопозиционном станке, то для каждой позиции следует выверчивать свой эскиз. На эскизе простав­ляются только те размеры (технологические), которые непосредственно обеспечиваются и контролируются на данной операции или позиции. По­верхности, обрабатываемые на данной операции (позиции), следует вы­полнять утолщенными линиями и указывать технологические базы.

При выполнении размерного анализа нужно соблюдать следующий порядок действий:

преобразование чертежа детали (и эскиза заготовки) для выпол­нения размерного анализа;

простановка и нумерация конструкторских размеров и размеров заготовки;

построение размерной схемы ТП с выявлением, простановкой и ну­мерацией технологических размеров, а также проверка рациональных способов простановки размеров;

выявление размерных связей и технологических размерных цепей;

расчет размерных цепей (вручную или на ЭВМ);

расчет промежуточных (операционных и попереходных) технологи­ческих размеров и их предельных отклонений, размеров заготовок, а также прогнозирование возможных максимальных значений припусков на обработку для всех операций и переходов.

После построения плана операций и размерной схемы необходимо убедиться в том, что принятый вариант обработки обеспечит получение деталей в соответствии с требованиями чертежа. Проверка может быть выполнена по мнемоническим признакам, изложенным в [21], или с исполь­зованием графовой модели процесс обработки. Граф связей технологиче­ских размеров и припусков на обработку с конструкторскими размерами не только облегчает выявление размерных цепей, но и позволяет уста­новить последовательность их расчета, обнаружить ошибки в простановке конструкторских размеров на чертеже детали, технологических размеров в принятом плане обработке и выборе технологических баз.

Если при проверке размерной схемы ТП оказывается, что замыкающие звенья - конструкторские размеры - не обеспечиваются по принятому варианту процесса, то нужно выполнить его корректировку следующими способами:

сменой технологических баз и простановки размеров на операциях, что может привести к уменьшению числа составляющих звеньев размерной цепи;

повышение точности отдельных операций за счет замены оборудова­ния, приспособлений или инструмента;

введением промежуточного перехода, который позволит повысить точность каких-либо составляющих звеньев.

После исправления плана операций вновь проверяют размерную схему ТП, и если она удовлетворяет, приступают к расчету размерных цепей.

Таким образом, использование размерного анализа способствует созданию ТП, отвечающего следующим основным требованиям: обеспечение изготовления детали по данному процессу в соответствии с чертежом; возможность проектирования процесса, который потребует минимума корректировок при его внедрении в производство, процесса с минимальным числом переходов и минимальным расходом материала на одну деталь.