Размерный анализ

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Подставив найденное значение рассчитанного звена (18+47) в уравнение 4, можно рассчитать еще один определяемый размер [17–47]. Его номинал равен:

4. [17=18]=–40,14 0,1+(17–47) 0,16 ;

[17_18]ном=[17_18]min+w[17_18]/2– w[17_18]=

=0,04+(0,1+0,16)/2–[– 0 ( 0,1) 0 ( 0,16) ]=0,2 мм;

2 2

0,2=–40,14+(17–47), (17+47)=40,34 мм.

Принимаем номинал без округления (17+47)=40,34 0,16 мм.

Аналогично решаются два оставшихся уравнения. Номинальные значения замыкающего и определяемого звеньев в уравнении 1:

1. [18=28]=(17–28) 0,4 –40,34 0,16 +40,14 0,1;

[18_8]ном=0,8+0,66/2–(+0,2+0,08–0,05)=0,9 мм; 0,9=(17–28)–40,34+40,14; (17+28)=1,1 мм

Глубина цементационного слоя со стороны торцовой поверхности (17) (17+28)=1,1 0,4 мм.

Окончательное значение глубины цементации на операции 035 определится после расчета оставшегося определяемого размера (38–47).

Номинальные значения замыкающего и определяемого звеньев в уравнении 2:

2. [38=48]=40 0,16 –40,14 0,1+(38+47) 0,4 ; [38_48]ном=0,8+0,66/2–(–0,08+0,05+0,2)=0,96 мм;

0,96=40,0–40,14+(38–47), (38+47)=1,2 мм.

Принимаем глубину цементационного слоя со стороны торцовой поверхности

(47) равной (38+47)=1,2 0,4 =1,2…1,6 мм.

Размер глубины цементации больше размера (17+28). Эта величина (38+47) принимается за окончательный размер, и может быть проставляется в эскиз операции 035. Результаты расчета в табл. 6.1.20, с. 212).

Пример 2 В рассмотренном примере исходная глубина цементации ограничена только

со стороны наименьшего предельного значения (см. рис. 6.43, с. 208).

Если величину цементации ограничить еще и наибольшим предельным размером, то необходимо провести дополнительный анализ размерной схемы рис. 6.48. (см. с. 210). В этом примере размеры глубин и их поля допусков составлят:

(19+29)=(39+48)=0,8…1,2= 0,8 0,4 мм; Т(19_29)=Т(39_49)=0,4 мм

Кначалу главы

Коглавлению

211

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Вариант 1 Из схемы рис. 6.48 (см. с. 210) поля рассеяния замыкающих чертежных размеров:

w[18_28]=Т(17_28)+Т(17_47)+Т(18_48)=0,4+0,16+0,1=0,66 мм; w[38_48]=Т(18_48)+Т(18_47)+Т(38_47)=0,16+0,1+0,4=0,66 мм

Они равны и превосходят поля допусков. Намеченный ранее маршрут не обеспечит получение годных изделий и подлежит коррекции.

Один из путей уменьшения колебания замыкающего звена предусматривает ужесточение допусков составляющих размеров в пределах экономической точности выполняемых операций.

Наибольшую погрешность из поля рассеяния составляет точность термической операции, которая при работе с твердым карбюризатором равна Т=0,4 мм. Точность насыщения при работе с жидким карбюризатором – Т=0,1. Точность часто встречающейся в производстве газовой цементации – Т=0,15 мм (см. приложение 7). Производственный опыт диктует точность до Т=0,2 мм. Если воспользоваться этим видом термической обработки, то поле рассеяния уменьшится на 0,2 мм, и составит

w[18_28]=w[38_48]=0,66–0,2=0,46 мм

Запас все еще отрицательный: Т–w=0,4–0,46=–0,06 мм.

На контрольную операцию 030 заготовка поступает после токарных работ с экономической точностью IТ11.

Экономическая точность предварительного шлифования IТ9…IТ10.

Кначалу главы

Коглавлению

212

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

На операции 045 проставлена экономическая точность размера (17–48), которая равна Т=0,1 мм. Эта величина допуска соответствует 10 квалитету и остается без изменения.

Точность операции 050 проставлена с допуском чертежного размера по IТ11 и может быть уменьшена до IТ10. В новом варианте величины полей рассеяния могут составить:

w[18_28]=Т(17_28)+Т(17_47)+Т(18_47)=0,2+0,16+0,1=0,46 мм; w[38_48]=Т(18_48)+Т(18_47)+Т(38_47)=0,1+0,1+0,2=0,4 мм

Отрицательный запас по допуску в уравнении с замыкающим звеном [18=28] пока не позволяет воспользоваться этой коррекцией. Сократить величину поля рассеяния можно и за счет уменьшения числа составляющих звеньев в уравнении (сейчас их три). Не подлежат изменению лишь размеры глубин насыщения термической операции.

В размерной схеме рис. 6.48 (см. с. 210) оставшийся путь из двух размеров (17–47) и (18–47) можно заменить только размером (17–18), если припуск будет составляющим звеном (т.е. выполняться на шлифовальной операции 045).

Окончательный чертежный размер выполняется с точностью IТ10.

Кначалу главы

Коглавлению

213

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Размерная схема предложенного процесса обработки построена на рис. 6.51. В ней два чертежных размера являются замыкающими звеньями с уравнениями:

1. [18=28]=(17–28)–(17+18);

2. [38=48]= =(18+48)+(17+18)–(17–47)+(38–47)

Необходимо рассчитать поля рассеяния в этих уравнениях и сравнить их с полями допусков чертежных размеров. В первом уравнении припуск – составляющее звено, представлен известным размером (17+18). Его исходное наименьшее предельное значение Zmin определяется по известному уравнению, а допуск – исходя из экономической точности операции шлифования (см. рис. 6.49,

с. 213).

Номинальное значение размера не превосходит 3 мм и его допуск по IТ10 соответствует Т=0,04 мм.

Известные точности газовой цементации и операций шлифования позволяют записать уравнения в новом виде:

1.[18=28]=(17–28) 0,2 –(17+18) 0,04 ;

2.[38=48]=(18+48) 0,1+(17+18) 0,04 –(17+47) 0,16 +(38–47) 0,2

Вэтих уравнениях поля рассеяния замыкающих звеньев:

w[18_28]=0,2+0,04=0,24; w[38_48]=0,1+0,04+0,16+0,20=0,5 мм.

Отрицательный запас по допуску для замыкающего звена [18=28] ликвидирован, но неожиданно резко увеличилось поле рассеяния w[38_48]=0,5 мм, исключив возможность использования этого варианта технологического процесса.

Отрицательный запас по допуску во втором уравнении составил

Т(39_49)–w[38_48]=0,4–0,5=–0,1 мм

Вариант 3 Уменьшить число составляющих звеньев в уравнении на звено [38=48] можно,

превратив припуск [48=47] в известный выполняемый размер (48+47) на 050 шлифовальной операции.

Эскиз подобной операции на рис. 6.52 (см. с. 215), а размерная схема предлагаемого варианта технологического процесса построена на рис. 6.53 (см. с. 216).

Кначалу главы

Коглавлению

214

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

При анализе размерной схемы рис. 6.53 видно, что все три чертежных размера перешли в группу замыкающих, а их уравнения можно записать в виде:

1. [18=28]=+(17–28) 0,2 –(17+18) 0,04 ; [38=48]=–(48+47) 0,04 +(38–47) 0,02 ;

3. [18=48]=–(48+47) 0,04 +(17–47) 0,16 –(17+18) 0,04

Чертежные поля допусков и поля рассеяния в уравнениях составляют:

Т(19_29)=0,40 мм, w[18_28]=0,2+0,04=0,24;

Т(39_49)=0,40 мм, w[38_48]=0,04+0,2=0,24;

Т(19_49)=0,16 мм, w[18_48]=0,04+0,16+0,04=0,24

Запасы полей рассеяния w[18_28] и w[38_48] положительные, а в третьем уравнении запас отрицательный

Т(19_49)–w[18_48]=0,16–0,24=–0,08 мм

Ужесточение допуска Т(17_47)=0,16 мм контролируемого размера на 0,08 мм не имеет смысла, это увеличит трудоемкость токарных операций. Третий вариант технологического процесса не может быть принят к внедрению.

Кначалу главы

Коглавлению

215

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Кначалу главы

Коглавлению

216

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Если величины покрытий входят в значения чертежных размеров, размеры заготовок на операциях механической обработки должны выполняться с учетом последующих операций покрытия.

На рис. 6.59 эскиз колеса минутника, которое по техническим требованиям на готовое изделие должно быть последовательно покрыто слоем меди и никеля. Чертежные размеры изделия сведены в табл. 6.1.22 (см. с. 218).

Кначалу главы

Коглавлению

217

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Все технологические переходы механической обработки заготовки выполняются на одной операции с использованием автомата продольного точения. Операционный эскиз автоматной операции 005 показан на рис. 6.60.

Особенность автоматов продольного точения заключается в том, что пруток в них, кроме вращательного движения, имеет вместе со шпиндельной бабкой продольное поступательное перемещение через неподвижную цангу люнета, которая является дополнительной опорой для прутка.

Подача прутка через цангу идет постепенно, а обработка ведется в непосредственной близости от люнета с поперечных суппортов инструментами, расположенными в одной плоскости. Поэтому при обработке деталей разной длины место крепления инструментов не меняется, а длина не оказывает существенного влияния на жесткость технологической системы и ее точность. Это позволяет формировать контур вдоль оси заготовки с любой стороны изделия.

Таблица 6.1.22

Чертежные размеры по эскизу рис. 6.59

Кначалу главы

Коглавлению

218

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

Класс точности исходной заготовки (прутка) по диаметру до 6 мм должен соответствовать классу точности обрабатываемой заготовки. Колесо минутника является деталью массового производства в часовой промышленности. Высокая точность изделия требует тщательной отработки его на технологичность от этапа конструирования до эксплуатации у потребителя. На этапе размерного анализа особое внимание уделяется на порядок простановки размеров, их

Размерная информация о перемещении пяти поперечных суппортов и продольном движении шпиндельной бабки считывается с кулачков, установленных на распределительном валу. Допуски на изготовление отдельных участков профиля кулачков соизмеримы с точностью обрабатываемой детали. Для уменьшения влияния погрешностей изготовления кулачков на точность обработки большинство суппортов автоматов продольного точения имеет передаточное отношение рычагов меньше 1.

Вариант 1 Используется авторский чертеж изде-

лия рис. 6.59 (см. с. 217) и операционный эскиз автоматной операции 005 (см. рис.

6.60).

В маршруте технологического процесса на изготовление колеса минутника предусмотрены две операции химического покрытия:

010 – меднение.

Толщина покрытия 3…5 мкм; 015 – никелирование. Толщина покрытия 5…7 мкм.

Эти операции в анализе технологического процесса заданы директивно и не подвергаются в дальнейшем никаким изменениям.

Рис. 6.61. Размерная схема

Кначалу главы

Коглавлению

219

6 . Р ЕШЕН ИЕ Т ЕХ НО Л ОГ ИЧЕ С К ИХ З АД АЧ Р АЗМЕР Н О ГО АН АЛ ИЗ А

На рис. 6.61 (см. с. 219) построена размерная схема процесса, из которой видно, что ни один из четырех чертежных размеров непосредственно не выполняется

втехнологическом процессе. Их величины могут быть получены из операционных размеров автоматной операции и толщин химических покрытий с учетом количества составляющих звеньев, входящих в контур каждого замыкающего звена

вобщей размерной схеме процесса. Величины покрытий имеют конкретные технологические размеры и относятся к группе известных составляющих звеньев.

Втехнологических размерах на автоматной операции известна экономическая точность (предельные отклонения).

Номинальные размеры или их предельные значения должны быть определены расчетом. Поэтому все размеры на 005 автоматной операции относятся к группе определяемых составляющих звеньев. К расчетам размерных цепей можно приступать лишь, если поля рассеяния замыкающих звеньев не превысят поля допусков чертежных размеров.

Принимаем размеры:

толщин меднения M=0,003 0,002 мм; толщин никелирования N=0,005 0,002 мм.

Из размерной схемы рис. 6.61 уравнения записываются в виде:

1. [18=28]=(18+17) 0,002 +(17+16) 0,002 +(16–56) 0,015 –(36–56) 0,015 –

–(26–36) 0,02 +(26+27) 0,002 +(27+28) 0,002 ; 2. [18=48]=(18+17) 0,002 +(17+16) 0,002 +(16–56) 0,015 –(46–56) 0,015 +

+(46+47) 0,002 +(47+48) 0,002 ;

3.[18=58]=(18+17) 0,002 +(17+16) 0,002 +(16–56) 0,015 +(56+57) 0,002 +(57+58) 0,002 ;

4.[28=38]=–(27+28) 0,002 –(26+27) 0,002 +(26–36) 0,02 –(37+36) 0,002 –(38+37) 0,002

Во всех уравнениях больше четырех составляющих звеньев. Погрешности замыкающего звена при этом являются случайными величинами и для массового производства подчиняются законам нормального распределения. Это значит, что поля рассеяния можно рассчитать вероятностным методом. Коэффициент риска для массового производства равен 3, а коэффициент относительного рассеяния – 0,111.

Поля рассеяния замыкающих размеров по уравнениям составляют:

w[18=28]=3 0,111(0,0022 0,0022 0,0152 0,0152 0,022 0,0022 0,0022 ) =0,0294; w[18=48]=3 0,111(0,0022 0,0022 0,0152 0,0152 0,0022 0,0023 ) =0,0216;

w[18=58]=3 0,111(0,0022 0,0022 0,0152 0,0022 0,0022 ) =0,0152; w[28=38]=3 0,111(0,0022 0,0022 0,022 0,0022 0,0022 ) =0,0204 мм.

Кначалу главы

Коглавлению

220