5. Размерный анализ технологического процесса

Цель размерного анализа состоит в оценке качества технологических процессов. При таком анализе проверяется будет ли обеспечена точность и качество поверхности детали, заданное на ее чертеже. Для размерного анализа составляется комплексная схема обработки детали (рис. 5.1), на которой наносится контуры детали и заготовки, проставляются все размеры: конструкторские, технологические и заготовки. На комплексной схеме выявляются размерные цепи, в которые входят конструкторские размеры и технологические, при выполнении которых должны выдерживаться конструкторские размеры.

Составляющими звеньями в технологических размерных цепях обычно является технологические размеры, которые указаны в технологической документации (размеры исходной заготовки; все размеры получаемые при механической обработке). Технологические размеры могут совпадать с размерами, указанными на чертеже, т.е. с конструкторскими размерами. В таком случае говорят, что конструкторские размеры выдерживаются непосредственно, и рассчитывать ничего не надо.

При несовпадении технологического размера с конструкторским необходимо выявить размерную цепь, в которую входит рассматриваемый конструкторский размер и технологические размеры, необходимые для его выполнения. В этом случае замыкающими звеньями в технологических размерных цепях являются конструкторские размеры, но могут быть и припуски на обработку. Так как для конструкторского размера заданы номинальный размер и отклонения, то такие замыкающие размеры называются исходными, т.е. исходя из них требуется рассчитать номинальные размеры и отклонения технологических размеров. Мы последовательно рассматриваем размерные цепи с одним неизвестным технологическим размером и рассчитываем номинальный размер и отклонения этого звена. Если неизвестных размеров несколько, то рассчитываем допуски на неизвестные размеры (обычно методом равной точности), а затем мы задаем номинальные размеры и отклонения на все неизвестные технологические размеры кроме одного, относительно которого и будет делаться решение.

Исходными данными для размерного анализа являются:

1. Чертеж детали;

2. Чертеж исходной заготовки;

3. Технологический процесс обработки заготовки.

5.1. Проверка решаемости размерных цепей и расчет технологических размеров

1. Конструкторский размер К₁ выдерживается непосредственно, так как

А_1.2 = К₁. Следовательно, необходимо, чтобы А_1,2 = К₁ = 22h14(_-0.52) мм.

2

Рис. 5.1. Проверка решаемости размерных

цепей для K₆ (∑TA_i ≤ TA_∆)

. Для выдерживания (получения при обработке) размера К₆ = 6j_s14(±0,15) мм (от левого торца втулки до основания отверстия Ø4H14), размерная цепь (рис. 5.1), в которую входит этот конструкторский размер, поскольку непосредственно он не выдерживается.

При составлении табл. 4.1 предварительно были определены технологические размеры:

А_3.2 = 16j_s14(±0,215) мм; А_1.2 = 22h14(_-0,52) мм;

Проверяем решаемость прямой задачи размерной цепи по неравенству (5.1). В нашем случае:

∑Т_Аi = ТА_3.2 + ТА_1.2 = 0,43 + 0,52 = 0,95 мм.

ТК₆ = 0,30 мм.

Так как условие неравенства (5.1) не выполняется (0,95 > 0,3), то задача не может быть решена при назначенной точности выполнения размеров. Производим коррекцию: размер А_3.2= мм будем выдерживать по 10 квалитету (IT11 = 70 мкм). Точность размера А_1.2 оставляем без изменений. После этого повторно проверяем:

∑Т_Аi = ТА_3.2 + ТА_1.2 = 0,07 + 0,52 = 0,59 мм.

Так как условие неравенства (5.1) не выполняется (0,59 > 0,3), то задача не может быть решена при назначенной точности выполнения размеров. Производим коррекцию: размер А_1.2= мм будем выдерживать по 12 квалитету (IT10 = 210 мкм). Точность размера А_3.2 оставляем без изменений. После этого повторно проверяем:

∑Т_Аi = ТА_3.2 + ТА_1.2 = 0,07 + 0,210 = 0,28 мм.

Условие неравенства (5.1) выполняется (∑Т_Аi = 0,28 < Т_К6 = 0,3), т.е. задача может быть решена при скорректированной точности выполнения размеров А_3.2 и А_1.2

Рис. 5.2. Размерная цепь для расчета исполнительного размера A_3.2:

K₆ = A_3.2 – A_1.2

Предварительно назначаем отклонения на технологический размер А_3.2: А_1.2 А_3.2 = 16j_s10(±0,035) мм и А_1.2 = 22h12(_-0,21) мм. Эти отклонения и будем учитывать при последующих решениях размерных цепей.

Для окончательного определения номинального размера и отклонений на звено А_3.1 заново рисуем размерную цепь (рис. 5.2), где проставляем уже уточненные (скорректированные) величины номинальных размеров и отклонений. Определяем характер всех составляющих звеньев. Для этого выбираем один из ближайших к замыкающему звену К₆ размеров А_3.2 и увеличиваем его в сторону замыкающего звена. А_3.2 – это уменьшающее звено. Звено А_1.2 – увеличиваю-щее

Составляем уравнение размерной цепи:

K₆ = A_3.2 – A_1.2

Подставляем числовые значения звеньев:

6 = A_3.2 – 22

Рассчитываем номинальный размер звена A_3.1:

A_3.2 = 22 – 6 = 16,0 мм.

Принимаем номинальное значение звена A_3.1: A_3.2 = 16 мм.

Составляем уравнение размерной цепи для верхнего отклонения замыкающего звена:

∆^в_К6 = ∆^в_A3,2 – ∆^н_A1,2;

+0,15 = ∆^в_A3,2 – (– 0,21);

∆^в_A3,2= + 0,15 – 0,21 = - 0,06 мм.

Принимаем ∆^в_A3,2= -0.06 мм.

Составляем уравнение размерной цепи для нижнего отклонения замыкающего звена:

∆^н_К6 = ∆^н_A3,2 – ∆^в_A1,2;

– 0,15 = ∆^н_A3,2 – 0;

∆^н_A3,2= -0,15 = -0,155 мм.

Принимаем ∆^н_A3,2= -0,15 мм.

Следовательно, технологический размер A_3.2 необходимо выдерживать при сверлении радиального отверстия Ø4H14 на 3-й операции: A_3.2 = 16 мм.

Рассчитываем допуск размера A_3.2: Т_A3.2 = ∆^в_A3.2 - ∆^н_A3.2 = - 0,06 – (-0,15) = = 0,09мм. Этот допуск немного больше предварительно определенного (IT11 = 70 мкм) за счет немного более точного изготовлении остальных составляющих размеров (∑Т_Аi = 0,28 < Т_К2 = 0,3), поэтому проверку расчетов можно не делать.

Проверка по сумме допусков всех составляющих звеньев показывает правильность вычислений:

∑Т_Аi = ТА_3.2 + ТА_1.2 = 0,09 + 0,21 = 0,3 мм.

∑Т_Аi = 0,3 = Т_К2 = 0,3

Окончательно назначаем исполнительный размер: А_3.2 = мм (нестандартный допуск, поэтому ни номер квалитета, ни букву основного отклонения не пишем)

3

Рис. 5.3. Проверка решаемости размерных

цепей для K₉ (∑TA_i ≤ TA_∆)

. Для выдерживания (получения при обработке) размера К₉ = 7h14(_-0.36) мм (от левого торца гайки до паза), размерная цепь (рис. 5.3), в которую входит этот конструкторский размер, поскольку непосредственно он не выдерживается.

При составлении табл. 4.1 предварительно были определены технологические размеры:

А_4.4 = 15h14(_-0.43) мм; А_1.2 = 22h14(_-0,52) мм;

Проверяем решаемость прямой задачи размерной цепи по неравенству (5.1). В нашем случае:

∑Т_Аi = ТА_4.4 + ТА_1.2 = 0,43 + 0,52 = 0,95 мм.

ТК₉ = 0,36 мм.

Так как условие неравенства (5.1) не выполняется (0,95 > 0,3), то задача не может быть решена при назначенной точности выполнения размеров. Производим коррекцию: размер А_4.4 = мм будем выдерживать по 11 квалитету (IT11 = 110 мкм). Точность размера А_1.2 оставляем без изменений. После этого повторно проверяем:

∑Т_Аi = ТА_4.4 + ТА_1.2 = 0,11 + 0,52 = 0,63 мм.

Так как условие неравенства (5.1) не выполняется (0,59 > 0,36), то задача не может быть решена при назначенной точности выполнения размеров. Производим коррекцию: размер А_1.2= мм будем выдерживать по 12 квалитету (IT10 = 210 мкм). Точность размера А_4.4 оставляем без изменений. После этого повторно проверяем:

∑Т_Аi = ТА_4.4 + ТА_1.2 = 0,11 + 0,21 = 0,33 мм.

У

Рис. 5.4. Размерная цепь для расчета исполнительного размера A_3.1: K₆ = A_4.4 – A_1.2

словие неравенства (5.1) выполняется (∑Т_Аi = 0,33 < Т_К6 = 0,36), т.е. задача может быть решена при скорректированной точности выполнения размеров A_.4.4 и А_1.2

Предварительно назначаем отклонения на технологический размер А_4.4:

А_4.4 = 15h10(_-0.07) мм и А_1.2 = 22h12(_-0,21) мм. Эти отклонения и будем учитывать при последующих решениях размерных цепей.

Для окончательного определения номинального размера и отклонений на звено А_4.4 заново рисуем размерную цепь (рис. 5.4), где проставляем уже уточненные (скорректированные) величины номинальных размеров и отклонений. Определяем характер всех составляющих звеньев. Для этого выбираем один из ближайших к замыкающему звену К₆ размеров А_4.4 и увеличиваем его в сторону замыкающего звена. А_4.4 – это уменьшающее звено. Звено А_1.2 – увеличивающее

Составляем уравнение размерной цепи:

K₆ = A_4.4 – A_1.2

Подставляем числовые значения звеньев:

6 = A_4.4 – 22

Рассчитываем номинальный размер звена A_3.1:

A_4.4 = 22 – 7 = 15,0 мм.

Принимаем номинальное значение звена A_4.4: A_4.4 = 15 мм.

Составляем уравнение размерной цепи для верхнего отклонения замыкающего звена:

∆^в_К6 = ∆^в_A4.4 – ∆^н_A1,2;

+0,18 = ∆^в_A4.4 – (– 0,210);

∆^в_A4.4= + 0,18 – 0,210 = - 0,03 мм.

Принимаем ∆^в_A4.4= -0,03 мм.

Составляем уравнение размерной цепи для нижнего отклонения замыкающего звена:

∆^н_К6 = ∆^н_A4.4 – ∆^в_A1,2;

– 0,18 = ∆^н_A4.4 – 0;

∆^н_A4.4 = -0,18 = -0,18 мм.

Принимаем ∆^н_A4.4= -0,18 мм.

Следовательно, технологический размер A_4.4 необходимо выдерживать при сверлении радиального отверстия Ø7H14 на 3-й операции: A_4.4 = 15мм.

Рассчитываем допуск размера A_4.4: Т_A4.4 = ∆^в_A4.4 - ∆^н_A4.4 = -0,03 – (-0,18) = = 0,15 мм. Этот допуск немного больше предварительно определенного (IT11 = 110 мкм) за счет немного более точного изготовлении остальных составляющих размеров (∑Т_Аi = 0,33 < Т_К2 = 0,52), поэтому проверку расчетов можно не делать.

Проверка по сумме допусков всех составляющих звеньев показывает правильность вычислений:

∑Т_Аi = ТA_4.4 + ТА_1.2 = 0,15 + 0,21 = 0,36 мм.

∑Т_Аi = 0,36 = Т_К2 = 0,36

Окончательно назначаем исполнительный размер: А_4.4  = мм (нестандартный допуск, поэтому ни номер квалитета, ни букву основного отклонения не пишем)