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

2. Цементировать поверхности (79) и (99) на глубину 0,3…0,6 мм. Твердость 58…62 HRCэ.

Ни один из рассмотренных вариантов примера 2 не может обеспечить суммарное поле рассеяния с замыкающими звеньями [78=108] и [118=98] в интервале ис-

ходного допуска Т(79_109)=Т(119_99)=0,3 мм.

Вариант 3 – лучший из рассмотренных вариантов. Результаты расчета (см. табл. 6.5.4, с. 215) показывают, что

w[78_108]=0,72; w[118_98]=0,81 мм

Эти величины значительно превосходят исходный допуск слоев насыщения. Непосредственно выполнять на операциях исходную глубину слоя цементации практически невозможно, следовательно, в любом варианте эти слои остаются в группе замыкающих звеньев. Любое уравнение будет содержать составляющие звенья с операций термической обработки. Работа твердым карбюризатором определяет колебание слоев насыщения с допуском Т=0,4 мм (см. приложение 7). Этот способ термообработки не может быть использован в поставленной задаче. Газовый карбюризатор насыщает металл с точностью Т=0,1 мм, но наибольшая глубина слоя не превышает 0,5 мм. Точность работы с жидким карбюризатором Т=0,15 мм. Наибольшая глубина 2,0 мм. Эти два способа термической обработки и будут в дальнейшем учитываться в выборе варианта технологического процесса.

Если в размерной схеме рис. 6.113 (см. с. 266) допуски на промежуточные размеры (77–88) и (118–98) назначить Т=0,15 мм или Т=0,1 мм, то поля рассеяния w[78_108] и [118_98] составят:

w[78_108]=Т(77_108)+Т(77_98)+Т(78_98)= =0,15+0,16+0,16=0,47 или w[78_108]=0,1+0,16+0,16=0,42 мм; w[118_98]=Т(118_97)+Т(77_97)+Т(77 98)=

=0,15+0,25+0,16=0,56 или w[118_98]=0,1+0,25+0,16=0,51 мм;

К анализу принимается наибольшая величина поля рассеяния, которая превышает поле допуска с отрицательным запасом, равным

Зап по доп=Т(119_99)–w[118_98]=0,3–0,56(0,51)=–0,26(–0,21) мм

Дальнейшее ужесточение точности операций шлифования и фрезерования не может быть оправдано никакими рассуждениями.

Для уменьшения количества составляющих звеньев в уравнениях [78=108] и [118=98] необходимо замыкающие звенья-припуски [77=78] и [98=97] превратить в выполняемые размеры, т. е. на финишных операциях снимать строго определенный слой припуска с экономической точностью метода.

Обеспечить параметры составляющего звена-припуска на операциях можно методом пробных проходов либо применением приборов активного контроля.

Кначалу главы

Коглавлению

271

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

Rz=40 мкм – шероховатость поверхности с предшествующей операции 005; Df=40 мкм – дефектный слой на этой поверхности после операции 005; Р(пр) – пространственные отклонения с предшествующей операции 005.

Величины шероховатостей и глубины дефектного слоя для припусков (97+98)

Rz+Df+Р(пр)=0,04+0,04+0,08=0,16

Эта величина принимается за номинальное значение размера (97+98). Точность операции предварительного шлифования методом пробных проходов Т(97_98)=0,15 мм (см. приложение 13).

При шлифовании поверхности (77) до (78) на операции 035 необходимо снять допуск параллельности, который является частью допуска Т(97_98). 30 % этого допуска составят величину пространственных отклонений Р(пр)=50 мкм для расчета минимального припуска (77+78).

Кначалу главы

Коглавлению

272

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

Минимально необходимый припуск равен: Rz+Df+Р(пр)=0,4+0,4+0,5=0,13 мм

Точность операции шлифования при базировании заготовки от прошлифованной поверхности составит Т=0,08 мм (см. приложение 13).

Значения размеров (97+98) и (77+78) проставлены под эскизами операций на рис. 6.120 и 6.121. Размерная схема варианта 1 построена на рис. 6.122, с. 272.

Точность размеров (77–108) и (118–98) термической операции 025 проставлена из расчета работы с жидким карбюризатором.

В размерной схеме ни один из исходных размеров не выполняется в процессе получения изделия. Подобная ситуация уже рассматривалась в схеме рис. 6.110

(с. 264).

Вариант будет принят к дальнейшему рассмотрению только в том случае, если поля допусков всех исходных размеров будут равны или больше полей рассеяния соответствующих замыкающих звеньев.

Поля рассеяния замыкающих звеньев:

1. w[78_108]=Т(77_108)+Т(77_78)=0,15+0,08=0,23 мм.

Исходный допуск Т(79_109)=0,3 мм превосходит величину поля рассеяния; 2. w[118_98]=Т(98_97)+Т(118_97)=0,15+0,15=0,3 мм.

Исходный допуск Т(119_99)=0,3 мм равен полю рассеяния замыкающего звена;

3.w[78_98]=Т(98_97)+Т(77_97)+Т(77_78)=0,15+0,25+0,08=0,48 мм.

Исходный допуск Т(79_99)=0,62 мм больше поля рассеяния замыкающего звена;

4.w[88_98]=Т(98_87)+Т(77_97)+Т(77_88)=0,15+0,25+0,18=0,58 мм.

Исходный допуск Т(89_99)=0,52 мм меньше величины поля рассеяния. Запас по полю допуска отрицательный

Зап по доп=Т(89_99)–w(88_98)=0,52–0,58=–0,06 мм

Допуск выполняемого размера на операции 030 Т=0,15 мм. Допуск выполняемого размера на операции 035 Т=0,08 мм.

Допуск первого на 0,07 мм превосходит допуск второго и, если шлифовальные операции поменять местами, может возникнуть вариант 2, который способен удовлетворить все требования, предусмотренные в данном примере.

6.5.1.3.2. Упражнение Построить размерную схему вариант 2.

Рассчитать все промежуточные определяемые размеры.

Эскизы шлифовальных операций см. на рис. 6.123 и 6.124 (см. с. 480). Размерная схема построена на рис. 6.125 (см. с. 480).

Результаты расчета в табл. 6.5.6 (см. с. 483). Ответы на с. 482 и 483.

Кначалу главы

Коглавлению

273

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

6.5.2. Обработка корпусных деталей с отверстиями

6.5.2.1. Пример 1. Вариант 1 На рис. 6.126 приведен эскиз крышки, а в табл. 6.5.7 помещена его исходная

размерная информация.

Исходная заготовка – отливка (см. рис. 6.127).

Размеры заготовки и их точность сведены в табл. 6.5.8, с. 275 согласно приложению 31 (см. с. 526…527).

Операционные эскизы помещены на рис. 6.128…6.133, с. 276.

Кначалу главы

Коглавлению

274

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

275

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

Рис. 6.129. Операция 010

Рис. 6.130. Операция 015

Рис. 6.133. Операция 030

На рис. 6.126, с. 274 отсутствует третья проекция детали, но ее можно построить, используя первую и вторую проекции. В данном примере будут подвергнуты анализу только две размерные схемы:

размерная схема 1, которая может быть построена по оси Y с учетом исходных размеров первой и второй проекций;

размерная схема 2, которая может быть построена по оси X с учетом исходных размеров второй проекции.

Операционные эскизы рис. 6.127…6.133, с. 274…276 позволяют построить размерную схему проектного варианта технологического процесса механической обработки крышки.

Кначалу главы

Коглавлению

276

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

6.5.2.1.1. Размерная схема 1 Размерная схема 1 построена на рис. 6.134.

Каждая из диаметральных поверхностей имеет свою ось. На операции 030 (см. рис. 6.133 и 6.134, с. 276 и 277) первый технологический переход (растачивание) изменяет замыкающие координатные размеры [207–307] и [307–57] осей (307) и (207) исходной заготовки. Появляются новые координатные размеры (208+308) и (308+58) расположения осей (208) и (308), которые не меняют своих значений в процессе второго технологического перехода (зенкерования).

На операции 030 (см. рис. 6.134) произошел разрыв осей отверстий исходной заготовки. Координатные расположения новых осей построены на вертикалях без условного смещения. Смещение осей в идеале должно колебаться симметрично относительно исходных осей заготовки с номиналом, равным нулю. Величины разрывов осей формируются погрешностями составляющих звеньев в замкнутых контурах, содержащих в качестве замыкающего звена величину разрыва.

Исходные номинальные величины (они же средние значения) разрывов для данного варианта примера равны

В этом варианте примера техническими требованиями на изделие (см. рис. 6.126, с. 274) не оговаривается допуск соосности обработанного отверстия с осью (309) и наружного диаметра с осью (409).

Поэтому в технологическом процессе ни на одной из операций не планировалось непосредственного выполнения и окончательного контроля допуска соосно-

сти Т(408_308).

Кначалу главы

Коглавлению

277

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

Эта величина переходит в группу замыкающих звеньев [408=308] с полем рассеяния w[408_308], которое может быть рассчитано из уравнения

1. [408=308]=–(308+58) 0,15+(17–58) 115, –(17–57) 4,0 +(408–57) 1,5 , w[408_308]=0,3+1,15+4,0+3,0=8,45 мм.

Максимально возможная величина отклонения от соосности в этом случае 8,45 мм, а полное радиальное биение – 2[408=308]=16,9 мм.

Для определения промежуточных операционных размеров необходимо выписать оставшиеся уравнения и определить очередность их расчета.

Уравнения имеют вид:

2. [28=27]=–(27–208) 0,37 +(28+208) 0,15 ; 3. [38=37]=–(37–308) 0,37 +(38+308) 0,15

;

4.[17=18]=–(18+58) 0,46 +(17–58) 115, ; 5. [58=57]=+(17–57) 4,0 –(17–58) 115, ;

6.[308=307]=+(308+58) 0,15–(17–58) 115, +(17–57) 4,0 –(408–57) 1,5+(408+307) 0,5 ;

7.[208=207]=+(208+308) 0,175+(308+58) 0,15–(17–58) 115, +

+(17–57) 4,0 –(408–57) 1,5–(207–408) 1,5.

Из уравнений 6 и 7 определяются координатные размеры (408–57) и (207–408) осей (408) и (207) отверстий в исходной заготовке. Если бы техническим требованием на изделие оговаривался допуск соосности Т(408_308), то размер (408–57) необходимо определять, используя уравнение 1.

8. [37=36]=–(36–307) 1,5 +(408+307) 0,5 –(408–57) 1,5 +(17–57) 4,0 –

–(17–58) 1,15 +(308+58) 0,15–(37–308) 0,37 ; 9. [27=26]=–(26–207) 1,5 –(207–408) 1,5–(408–57) 1,5+(17–57) 4,0 –

–(17–58) 115, +(308+58) 0,15+(208+308) 0,175+(27–208) 0,37 .

В уравнениях 6…9 по пять и более составляющих звеньев. В зависимости от типа производства эти уравнения могут быть решены методом максимумаминимума или вероятностным методом при соответствующем выборе коэффициентов риска и относительного рассеяния.

6.5.2.1.2. Упражнение Рассчитать промежуточные операционные (определяемые) размеры по схеме

рис. 6.134, с. 277, применяя вероятностный метод расчета для многозвенных цепей. При вероятностном методе расчета размеров применительно к массовому типу

производства используются:

коэффициент риска 3;

коэффициент относительного рассеяния 0,111= 1/9.

Кначалу главы

Коглавлению

278

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

Из уравнений 6 и 7 определяются координатные размеры (97–408) и (97–207) осей (408) и (207) отверстий в исходной заготовке. Если бы техническим требованием на изделие оговаривался допуск соосности Т(408_308), то размер (97–408) необходимо определять, используя уравнение 1.

8. [36=37]=+(308–37) 0,37 +(98+308) 0,15–(98–107) 0,87 +(97–107) 3,0 –

–(97–408) 1,5–(408+307) 0,5 –(307–36) 1,5 ; 9. [27=26]=–(26–207) 1,5 +(97–207) 1,5–(97–107) 3,0 +(98–107) 0,87 –

–(98+208) 0,15+(27–207) 0,37 .

В уравнениях 7…9 по пять и более составляющих звеньев. В зависимости от типа производства эти уравнения могут быть решены методом максимумаминимума или вероятностным методом при соответствующем выборе коэффициентов риска и относительного рассеяния.

Кначалу главы

Коглавлению

280