Sysoev_TeorosnovyTMSlekc

4.6.Перерасчёт размеров и допусков при смене баз

Зачастую размеры в КД не соответствуют условиям техпроцесса и неудобны для измерения. В этих случаях, когда приходится изменять конструкторские базы на измерительные, необходимо пересчитывать размеры и допуски на основе геометрического анализа связей между конструкторскими размерами и принятыми базами.

Пример 1. Изменение конструкторской базы на измерительно-технологиче-

скую.

Условия КД (рис. 4.10): для эксплуатации важны размеры l1; l2; L. При этом размер L имеет небольшой допуск.

Технологические особенности при изготовлении коленчатого вала: размер L измерить трудно, удобнее измерить размеры x/ или x//. Тогда надо задать допуск на x/ ( x//), обеспечивающего соблюдение размера L.

где δL-допуск на замыкающее звено размерной цепи, который должен быть выдержан. Тогда

δ x′ = δ L − δ l1 + δ l 2 . 2

Из этого видно, что допуски на размеры l1 и l2 должны быть меньшими, чем на размер L, а допуск на x/ меньше допуска на δL.

Пример 2. Изменить измерительную и технологическую базу (рис. 4.11).

Условия КД: заданы l1 и l2, т.к. растачиваемые отверстия определяют положение корпуса, установленного сверху.

Задача: найти допуски на новые размеры L1,L2 и H. 1. Из размерной цепи 1, где l1 – замыкающее звено:

δ l1 = δ L1 + δ H = 85 мм.

Например, примем δH=50 мкм;δL1=35 мкм.

2. Из размерной цепи 2, где l2-замыкающее звено:

δl2 = δ L2 + δH/ = 200мкм.

Отсюда δL2=200-50=150 мкм.

Следовательно, при перерасчёте размеров допуски на новые размеры существенно уменьшились.

Пример 3. Изменить измерительную базу (рис. 4.12).

Условия КД: размеры проставлены по цепному способу.

Задача: изменить цепной способ простановки размеров на координатный от единой измерительной базы. Дополнительное условие: каждый размер конструктора является замыкающим звеном и допуски на размеры должны быть выдержаны.

Решение.

1. Из размерной цепи можно принять

δl2=δL1+δL2=50 мкм.

2. Из размерной цепи видно, что

δl4=δL3+δL4=100 мкм, имеем δL3=δL4=100/2=50 мкм.

При найденных допусках L1,L2,L3,L4 допуски на l2 и l4 будут выдер-

жаны.

Если бы допуски на l1....l4 были одинаковы, то их надо было бы уменьшить примерно в 2 раза.

Рис. 4.12. Схема перерасчета размеров при изменении измерительной базы

Вопросы для самопроверки

1.Назовите поверхности заготовки при механической обработке.

2.Дайте определения: база, комплект баз, опорная точка, схема базирования. Приведите примеры обозначения опор, зажимов, рабочих поверхностей.

3.Дайте полную классификацию баз и назовите комплект баз на примерах базирования деталей в табл. 4.4.

4.Почему возникает погрешность изготовления детали, если не соблюдается принцип совмещения баз?

5.В какой последовательности следует выполнять операции?

6.Как уменьшить погрешность изготовления в случае несовмещения

баз?

7.Назовите основные правила при выборе базы для установки заготов-

ки.

8.Как рассчитать погрешность в случае изменения исходной базы?

9.Как рассчитать погрешность при изменении конструкторской базы на измерительную, измерительной базы на технологическую и при смене измерительной базы?

5. ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

5.1.Основные понятия о точности

Точность обработки (механической, электрофизической и др.) – это степень соответствия размеров и формы заготовки, а также относительного поло-

жения ее поверхностей чертежу. На точность обработки деталей влияет ряд факторов, являющихся следствием движения режующей кромки инструмента по обрабатываемой поверхности:

погрешность настройки, возникающая от неправильного взаимного расположения инструмента и заготовки в начале перехода и неточности настройки технологической системы;

погрешность работы станка, возникающая вследствие неточности кинематической схемы станка, свойств инструмента и заготовки.

Основными причинами погрешности обработки являются: неточности кинематической схемы станка; геометрическая неточность станка в ненагруженном состоянии; неточность режущего инструмента и его износ; деформация упругой системы СПИД;

температурные деформации узлов станка, обрабатываемой заготовки и режущего инструмента; остаточные напряжения заготовки;

неточность измерения в процессе обработки; неточность настройки на размер.

Таким образом, точность механической обработки зависит от большого числа факторов (первичных погрешностей). Характер и степень влияния этих факторов определяется методом обеспечения точности и видом обработки.

При механической обработке на предварительно настроенном станке суммарная погрешность в общем случае складываются из следующих основных первичных погрешностей:

где ωy3i - погрешность, возникающая при установке заготовки;

ωy - погрешность, возникающая в результате упругого отжатия звеньев технологической системы вследствие нестабильности сил резания;

ωH - погрешность настройки станка;

ωИ- погрешность, вызываемая размерным износом режущего инструмента; ωτ - погрешность, вызываемая тепловыми деформациями системы; ∑ωФ - суммарная погрешность формы обработанной поверхности.

Учитывая, что распределение погрешностей ωy, ωy3i и ωH близко к нормальному, распределения погрешностей ωИ и ωτ подчиняются закону равной вероятности, при риске 0,27% формула суммарной погрешности обработки принимает вид:

Рассмотрим подробнее факторы, входящие в формулу (5.2).

5.2. Погрешность установки

ω//y3i=0,1......0,15 мм для старых тисков и крупных заготовок.

Рис. 5.2. Схема образования погрешности установки от деформации приспособления от сил зажима.

б) при закреплении заготовки в самоцентрирующем патроне возникает смещение оси заготовки на величину l, т.е. при повороте шпинделя будет биение

///y3i=2l, которое приведёт к неконцентричности обработанной цилиндрической поверхности относительно базирующей поверхности.

влияние системы простановки операционных размеров:

1 вариант. База А1,т.е. за базу взята ось валика. Искомая величина О1О2 определяется из треугольника из О1О2К2 (рис.1.5.3)

2 вариант. База А2 ( нижняя образующая цилиндрической поверхности). Искомая величина М1М2.

3 вариант. База А3 (верхняя образующая цилиндрической поверхности). Искомая величина N1N2

Сравнение уравнений (5.3…5.5) показывает, что система указания операционного размера оказывает большое влияние на величину погрешности установки заготовки в приспособление, т.к.

ωy33i > ω 1y 3i > ω y23i ,

ас увеличением α до π значения ωy3i уменьшаются, а при уменьшении α-воз- растают.

Рис. 5.3. Схемы к определению погрешности установки цилиндрической заготовки на призме при различных схемах простановки операционного размера

влияние схемы установки заготовки.

В общем случае (рис. 5.4) погрешность установки заготовки в приспособлении на призму - это проекция разности предельных расстояний исходной базы относительно установочных элементов приспособления на направление заданного размера.

Решим задачу: фрезеровать площадку на валике с Д-δД. Исходная база - ось детали:

Рис. 5.4. Влияние схемы установки цилиндрической заготовки на призме на величину погрешности установки.

В) Схемы в) (β=90°): ωy3i=0.

Если исходная база - нижняя образующая, то:

а если – верхняя образующая, то

Если β=0, то из (5.6) получим (5.4), а из (5.7)→ (5.5), следовательно, приведенные расчётные случаи могут быть использованы для анализа влияния систем простановки операционных размеров и для других случаев.

влияние неточности размеров и формы базирующей поверхности.

а) Задача: прошлифовать наружную поверхность втулки (рис. 5.5) с установкой заготовки по отверстию на оправке с зазором.

Максимальная величина зазора:

Smax = Smin + δопр + δD,

где Smin - минимальный зазор, гарантирующий возможность одевания втулки на оправку; δопр - допуск на диаметр оправки; δD - допуск размер базирующей поверхности.