РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ И МЕЖПЕРЕХОДНЫХ РАЗМЕРОВ

Рис.7.Схема перехода от служебного назначения изделия к техническим условиям на сборочные единицы и детали

Пример 2. Формулировка служебного назначения специального станка.

Специальный горизонтальный фрезерный полуавтомат предназначен для фрезерования поверхностей К стоек (рис. 8).

После обработки на станке деталь должна иметь:

21

Рис. Схема базирования стойки при фрезеровании поверхности К

1)размер А - 0,12 мм;

2)перпендикулярность поверхности К установочной базе (допустимое отклонение от перпендикулярности ±0,05/300);

3)плоскостность поверхности К в пределах 0,03 мм;

4)шероховатость 2,5 .

Параметры качества и точности детали получают на станке при колебании припуска на обработку от 0,5 до 1,2 мм, колебании твердости в пределах НВ 180-220 и температуры – в пределах 15-45ºС.

Напряжение сети 380 В. Обработка деталей будет осуществляться на режиме: V = 50 м/мин; S = 0,05 мм/об.

Производительность обработки должна быть не менее 30 шт/ч. Шум не более 70 децибел; срок службы станка – 6 лет.

Пример 3. Разработка технических условий на изделие (станок).

В результате обработки деталей на станке необходимо обеспечить перпендикулярность поверхности К установочной базе (рис. 9):

номинал заданного параметра точности β = 90º;

допуск .β = 0,1/300;

координата середины поля допуска º β = 0. Получаемый в процессе обработки размер

где: βдет – номинальное значение заданного параметра; βy – номинальная величина погрешности установки; βст – номинальное значение технического

22

условия на станок; βд – номинальная величина отклонения обрабатываемой поверхности (погрешность динамической настройки).

Рис. 9. Схема технологической размерной цепи фрезерной операции

Погрешность установки, связанную с базированием и закреплением назначают исходя из принятой схемы установки [9-10]:

βy = ±0,005/300 мм.

Погрешность динамической настройки для данного режима обработки и диапазона колебания припуска и твердости [9-10]:

βд = + 0,02/300 мм.

В связи с тем, что допуски на βi даны в виде tgβi, при расчете допусков на повороты поверхностей их вначале необходимо привести к одной длине катета (общему знаменателю). Затем, отбросив знаменатель, можно использовать методику расчета для линейных размеров [11].

После расчета допусков следует добавить отброшенный знаменатель:

βдет =βу +βст +βд и δдет = δβу +δβст +δβд или

0,1 = 0,01+δβст +0,02, отсюда δβст = 0,07 /300

Координата середины поля допуска замыкающего звена

0 = 0 + βст +0,01, отсюда βст = −0,01/300

23

Таким образом,

δβст =900+−0,0250,045 /300

Схема расположения предельных отклонений технического условия на изделие (станок) приведена на рис. 10.

Для обеспечения заданной долговечности часть допуска размера статической настройки выделяют на компенсацию износа, а часть – на компенсацию погрешностей обработки. Из величины δβст = 0,07/300

выделяют на изготовление – 0,04 мм и эксплуатацию – 0,03 мм.

Размер на изготовление станка βст =900+−0,010,03 /300

Итак, исполнительная поверхность инструмента должна быть перпендикулярна установочной плоскости станка.

Допустимое отклонение +−00,,0103 на длине 300 мм.

Пример 4. Выбор метода достижения точности замыкающего звена.

Переход от служебного назначения изделия к техническим условиям на отдельные детали.

Задача. Рассчитать и установить допуски на относительные повороты поверхностей деталей технологической системы горизонтально-фрезерного станка с целью достижения требуемой перпендикулярности исполнительной поверхности инструмента к установочной поверхности станка.

Исходные данные:

β = 90º; δβΔ = 0,04/300; º = -0,01/300.

Схема размерной цепи, с помощью которой решается поставленная задача, представлена на рис. 10.

При построении размерной цепи необходимо руководствоваться рекомендациями [11, 12, 13]. В частности, при изображении размерной цепи, определяющей относительные повороты поверхностей, необходимо выполнять условие: стрелки должны идти от вспомогательных баз к основным и сходиться на базовой детали.

24

Рис.10. Схема расположения предельных отклонений

Для определения увеличивающих и уменьшающих звеньев принимаем в качестве исходного направления поворот против часовой стрелки вспомогательной базы относительно основной. Если при этом размер 90º у замыкающего звена увеличивается, то звено является увеличивающим.

Правильность простановки номинальных размеров устанавливается из решения уравнения размерной цепи (рис. 11):

11.Схема технологической размерной цепи фрезерной операции

25

Следовательно, номиналы проставлены, верно.

Рассмотрим возможность применения метода полной взаимозаменяемости [1, 11].

Средний допуск составляющих звеньев

Сопоставление этого допуска с параметрами средне экономической точности, получаемыми при обработке плоскостей различными методами [10], показывает, что изготовление деталей с отклонениями, не выходящими за пределы рассчитанного среднего допуска, экономически целесообразно. Поэтому необходимо отказаться от метода полной взаимозаменяемости.

Рассмотрим возможность применения метода неполной взаимозаменяемости. Принимаем следующие исходные данные:

Закон рассеяния размеров близок к закону Гаусса [1]:

λñð/ = 19

Допустимый процент брака

Р = 1%; t = 2,57.

Средний допуск составляющих звеньев для этих исходных данных:

Этот средний допуск можно считать экономически приемлемым. Скорректируем его с учетом сложности изготовления составляющих

звеньев: δβ1 = 2,0; δβ2 = 0,02/300; δβ3 = 0,02/300; δβ4 = 0,03/300; δβ5 = 0,015/300.

Назначенные параметры точности составляющих звеньев приведены в табл.1.

Допуск на замыкающее звено определяется из уравнения

26

Таблица 1

Параметры точности составляющих звеньев

27

Отсюда техническое условие на изготовление приспособления

δβ1 = 0,015/300

Устанавливаем координаты середин полей допусков:

ºβ = -0,01/300 (заведомо гарантируемый наклон оси шпинделя); ºβ = 0 (так удобно); ºβ2 = ºβ3 = ? (принимаем за неизвестное);

ºβ4 = -0,015/300;

ºβ5 = 0.

После подстановки числовых значений координат середины полей допусков получим:

Отсюда 2 ºβ2 = -0,005; ºβ2 = ºβ3 = -0,0025/300.

Параметры точности изделия и технические условия на детали

представлены в табл. 2.

Таблица 2

Параметры точности изделия и технические условия на детали

28

Пример 5. Метод регулирования.

В случае, если методы полной и неполной взаимозаменяемости неприемлемы для достижения точности и замыкающего звена, может быть использован метод регулирования.

Задача. Обеспечить суммарный зазор в подшипниковом соединении в пределах 0 ++00,,0802 методом регулировки, используя неподвижный компенсатор

(рис. 12).

Рис.12.Схема размерной цепи подшипникового узла

Замыкающее звено (зазор): А =0 ++00,,0802

1. Правильность простановки номинальных размеров проверяем по формуле

i=1

0 = 65 – (12,5 + 40 +12,5).

2. Устанавливаем экономичные допуски на составляющие звенья

(табл. 3).

3. В качестве компенсатора принимаем ролики (в связи с наибольшей

технологической простотой их изготовления).

В данном случае целесообразно применить прием: удалить из размерной цепи компенсаторы, а зазор между цапфой и наружным кольцом

В = А4– А2 = 65 – 40 = 25.

Получим размерную цепь (рис. 13).

Любую размерную цепь можно свести к полученной трехзвенной цепи, просуммировав все увеличивающие и уменьшающие звенья.

Рис.13. Схема размерной цепи А

Штрихами обозначены расширение, экономически приемлемые

допуски и координаты середины их полей относительно номиналов. Получим:

'В = 0,07 – (– 0,05) = 0,2;

'Н = 0 – 0 = 0.

Таким образом: В = 25+0,12 5. Рассчитаем максимально возможную величину компенсации:

δк = m∑−1δi −δ = (0,01+0,05 +0,01+0,07) −0,06 = 0,08

i=1

6.Число ступеней компенсаторов

30