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

6.5.2.1.4. Упражнение Рассчитать промежуточные операционные (определяемые) размеры, используя

схему рис. 6.135 вероятностным методом и методом максимума-минимума.

При вероятностном методе расчета размеров применительно к массовому типу производства используются:

коэффициент риска 3; коэффициент относительного рассеяния 0,111=1/9.

Расчет определяемых размеров вероятностным методом приведен на с. 486…488, результаты расчета сведены в табл. 6.5.11, с. 282 и 283.

Результаты расчета методом максимума-минимума без округления номинальных значений определяемых размеров сведены в табл. 6.5.12, с. 288.

6.5.2.1.5. Упражнение Анализ результатов расчета двух размерных схем показал самое «узкое» место

в предложенном варианте 1 технологического процесса механической обработки крышки. Припуски [27=26] и [37=36] формируются из большого числа составляющих звеньев, достигая среднего значения в размерной схеме 1 (см. табл. 6.5.9, с. 280) до [27_26]ср=4,705 мм. С учетом колебания погрешностей максимальное значение этого припуска [27_26]max=7,789 мм. Такое же положение с припуска-

ми [27=26] и [36=37] в размерной схеме 2 (см. табл. 6.5.11, с. 282).

Необходимо предложить и проанализировать новые варианты процесса, в которых уравнения с замыкающими звеньями [27=26], [37=36] и [36=37] имели бы возможное наименьшее количество составляющих звеньев с наименьшими полями рассеяния погрешностей.

Ответы и решения на с. 488…493.

6.5.2.2. Пример 2

Допуск соосности наружного 2(49+409) и внутреннего 2(39+309) диаметров крышки (см. рис. 6.126, с. 274) не должен быть более 1 мм. Для этого необходимо после фрезерования плоскости основания (см. операция 005, рис. 6.128, с. 276) на операции 010 выполнять этот допуск при расточке и зенкеровании отверстий. При базировании заготовки используется комплект технологических баз:

обработанная плоскость – установочная база, лишающая заготовку трех степеней свободы (двух вращений вокруг двух координатных осей и одной степени свободы перемещения вдоль одной из осей);

наружный диаметр бобышки – двойная опорная база. Лишает заготовку

двух степеней свободы (двух перемещений вдоль двух координатных осей). «Черная» поверхность (26) отверстия 2(26–207) – опорная база. Она лишает за-

готовку одной степени свободы вращения вокруг одной из осей.

В этом примере последовательность обработки поверхностей крышки будет определена из размерных схем 1 и 2.

Кначалу главы

Коглавлению

281

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

промежуточных технологических размеров необходимо записать и последовательно решить уравнения размерных цепей.

Все это можно представить следующим образом:

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

Минимально необходимые припуски [28_27]min=[38_37]min=0,08 мм. Результаты расчета см. в табл. 6.5.9, с. 280.

Таблица 6.5.11 Результаты вероятностного расчета размерной схемы 2

Кначалу главы

Коглавлению

282

Кначалу главы

Коглавлению

283

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 первоначальной обработке поверхностей исходной заготовки величины минимально необходимых припусков:

[27_26]min=[37_36]min=[17_18]min=[58_57]min=1,6 мм

5. [58=57]=+(408–57) 1,5–(408+308) 0,5 –(308+58) 0,15= =+(408–57) 1,5–0 0,5 –64 0,15, [58_57]ном=1,6+4,3/2–(+0–0–0)=3,75; 3,75=+(408–57)–0–64; (408+57)=67,75. Принимаем (408+57)=67,8 0,15 мм.

[58_57]min=1,6+0,05=1,65; [58_57]max=1,65+4,3=5,95.

4. [17=18]=–(18+58) 0,46 +(308+58) 0,15+(408+308) 0,5 –(408+57) 1,5 +(17–57) 4,0 =

=–200 0,46 +64 0,15+0 0,5 –67,8 1,5+(17–57) 4,0 , w[17_18]=3 0,111(0,462 0,32 10, 2 3,02 4,02 ) =5,128;

[17_18]ном=1,6+2,564–(+0,23+0+0–0–2)=5,934 мм;

5,934=–200+64+0–67,8+(17–57); (17+57)=209,734. Принимаем (17+57)=209,8 4,0 мм.

[17_18]min=1,6+0,066=1,666 мм; [17_18]max=1,666+5,128=6,794 мм.

6. [308#307]=+(408+307) 0,5 –(408+308) 0,5 =0 0,5 –0 0,5 =0 1,0 .

Составляющие звенья уравнения 6 известны. Задача проверочная [#].

7. [208=207]=–(207–408) 1,5–(408+308) 0,5 +(208+308) 0,175= =–(207–408) 1,5–0 0,5 +86 0,175,

w[208 207]=3,0+1,0+0,35=4,35; w[208_207]=–0–0+0=0,

во[208_207]= w[208_207]+w[208_207]/2=0+2,175=+2,175 мм;

но[208_207]= w[208_207]–w[208_207]/2=0–2,175=–2,175 мм; [208_207]ном=[208_207]ср– w[208_207]=0–0=0;

0=–(207–408)–0+86; (207+408)=86. [208=207]=0 2,175 , (207+408)=86 1,5 мм.

Определен координатный размер оси отверстия 2(26–207) в исходной заготовке.

8. [37=36]=–(36–307) 1,5 +(408+307) 0,5 –(408+308) 0,5 +(37+308) 0,37 = =–(36–307) 1,5 +0 0,5 –0 0,5 +25,55 0,37 ,

[37_36]ном=1,6+3,87/2–(–0,75+0–0+0,185)=4,1; 4,1=–(36–307)+0–0+25,55; (36+307)=21,45.

Принимаем: (36+307)=21,40 1,5 ; 2(36+307)=42,8 3,0 мм.

[37_36]min=1,6+0,05=1,65, [3736]max=1,65+3,87=5,52.

Кначалу главы

Коглавлению

284

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

9. [27=26]=–(26–207) 1,5 –86 1,5–0 0,5 +86 0,175+25,55 0,37 ,

w[27_26]=3 0,111 (1,52 3,02 1,02 0,352 0,372 ) =3,536;

[27_26]ном=1,6+1,768–(–0,75–0–0+0+0,185)=3,933; 3,933=–(26–207)–86–0+86+25,55; (26+207)=21,617.

Принимаем: (26+207)=21,6 1,5 ; 2(26+207)=43,2 3,0 мм.

[27_26]min=1,6+0,017=1,617; [37_36]max=1,617+3,536=5,153 мм.

Результаты вероятностного расчета в табл. 6.5.16.

6.5.2.2.2. Размерная схема 2 Для построения размерной схемы 2 необходим еще один эскиз технологической

операции 025, которая может быть выполнена либо за два технологических перехода, либо за один сложный, либо два перехода могут быть выполнены за две операции.

На рис. 6.149 показан эскиз операции 025, которая состоит из двух технологических переходов.

Таблица 6.5.16 Результаты вероятностного расчета размерной схемы 1

Кначалу главы

Коглавлению

285

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

Упрощенная размерная схема 2 построена на рис. 6.150, с. 287.

В реальной операции 025 базирование заготовки на сочетание поверхностей (208) и (308) повлечет за собой выполнение двух размеров (98+208) и (98+308) с двумя различными величинами припусков [97=98].

Такое положение диктует расчет двух различных величин габаритного размера (97–107) исходной заготовки. Все это требует особых приемов построения, кодирования и расчета технологических размерных цепей, которые будут описаны и показаны в одной из следующих глав учебного пособия.

Результаты вероятностного расчета размерной схемы 2 в табл. 6.5.17.

Таблица 6.5.17 Результаты вероятностного расчета размерной схемы 2

Кначалу главы

Коглавлению

286

Результаты расчета упрощенной схемы 2 приведены в табл. 6.5.17.

Радиусы (диаметры) отверстий исходной заготовки выбираются сравнением из результатов расчета размерных схем двух проекций. Наименьший из них обеспечит получение окончательного отверстия без следов от предшествующих операций.

Рис. 6.150. Упрощенная размерная схема 2

Кначалу главы

Коглавлению

287

7 . АВ Т ОМ АТ ИЗ ИР ОВ А НН Ы Й Р АСЧ ЕТ Р АЗ М ЕР НЫ Х ЦЕП Е Й

7.АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ РАСЧЕТ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ

Кнастоящему времени выделились два направления применения средств вычислительной техники в машиностроении: автоматизация производственных процессов и автоматизация инженерного труда.

Первое направление – это оборудование с числовым программным управлением, гибкие производственные комплексы и системы.

Второе – системы автоматизированного проектирования изделий и технологии их изготовления, автоматизированные системы управления технологическими процессами и производством.

Решение задач технологического проектирования с помощью ЭВМ представляет собой моделирование деятельности разработчика. Множество частных технологических задач, к последовательному решению которых сводится деятельность технолога при проектировании технологического процесса, можно разделить на две группы.

В отдельную группу выделяются задачи, называемые расчетными. К ним относятся задачи по определению припусков на механическую обработку, операционных промежуточных размеров, режимов резания и норм времени. Решение таких задач сводится к выполнению расчетов по формулам, т. е. решение их достаточно формализовано. Для них нетрудно составить формальный алгоритм, позволяющий решать эти задачи с использование ЭВМ.

Формализованные технологические задачи являются первыми, для которых были созданы методы решения на ЭВМ, реализованные на промышленном уровне. Однако доля таких задач при технологическом проектировании мала.

Большую часть составляют задачи, которые условно называют нерасчетными (выбор методов обработки, типа оборудования, вида инструмента, назначение схемы базирования, способа установки заготовки на станке, формирование состава технологических операций, определение последовательности операций и технологических переходов, выбор метода или способа получения исходной заготовки и т. д.). Для этих задач пока нет формальных методов решения, т. е. не установлены функциональные соотношения или алгоритмы, позволяющие формально, без привлечения интуиции и опыта разработчика, решать их для заданного набора исходной информации.

Задачи размерного анализа, рассматриваемые с позиции теории автоматизированного проектирования, относятся к группе расчетных задач. Поэтому методическое обеспечение и разрабатываемое на его базе алгоритмическое и информационное обеспечение систем автоматизации размерного анализа достаточно компактно.

Система размерного анализа представляет собой математическую модель взаимосвязей допусков, полей рассеяния, номиналов назначаемых и выполняемых размеров. Она предназначена для автоматизированного расчета конструкторских

итехнологических размерных цепей в режиме диалога с ЭВМ при оперативной коррекции списка исходных данных, организации архива пользователя и печати результатов расчета.

К оглавлению

288

7 . АВ Т ОМ АТ ИЗ ИР ОВ А НН Ы Й Р АСЧ ЕТ Р АЗ М ЕР НЫ Х ЦЕП Е Й

При работе с системой предусмотрены следующие возможности. Организация архива пользователя; поиск исходных данных в организованном архиве. Выбор метода расчета размерных цепей. Ввод исходной информации в режиме построчного редактора с одновременной записью параметров каждого вновь вводимого звена в организованный архив. Синтаксический контроль над вводимой информацией. При необходимости предусмотрен вывод исходной информации на экран видеотерминала или на печатающее устройство.

Предусмотрена коррекция: метода расчета; числа составляющих звеньев для вероятностных расчетов; параметров размерной информации звеньев с произвольным доступом к любому из них.

Размерные расчеты сопровождаются. Проверкой количества введенных звеньев и поверхностей, ограничивающих эти звенья с левой и правой стороны звена. Проверкой количества замыкающих и составляющих определяемых звеньев; проверкой замкнутости контуров. Выявлением поверхностей, не входящих в уравнения размерной схемы. Выявлением уравнений размерных цепей, решенных различными методами. Группированием замкнутых контуров, решенных как система уравнений. Выделением из общего списка исходных данных определяемых звеньев, номинальный размер которых не может быть найден при решении данной задачи.

Расчет размерных цепей завершается печатью списка исходных данных и всех уравнений, участвующих в решении задачи, а также результатов расчета с анализом запасов по наименьшим и наибольшим предельным значениям замыкающих звеньев в сравнении с исходными значениями.

7.1. Кодирование исходной информации для расчета на ЭВМ. Условные обозначения. Группы звеньев

В Южно-Уральском государственном университете под руководством профессора Матвеева В.В. разработан пакет прикладных программ (ППП) для автоматизированного расчета (АР) размерных цепей [8…12]. Используя основные алгоритмы расчета и методику кодирования исходной информации пакета, выпускники университета: Выбойщик А.В., Гладков А.С., Зайончик Л.Л., Медведев Е.Г., Пугач Е.В., Пугач П.Г., Сухин А.Л., Фадюшин О.С., Хасанов А.М. и автор данного пособия разработали несколько вариантов расчета конструкторских и технологических размерных цепей под общим названием ППП «КурсАР» (Курс Автоматизированного Расчета).

Каждый из вариантов имеет определенные преимущества и назначения.

Пакет ориентирован на пользователя-непрограммиста и реализован на ЭВМ с операционной средой MS DOS и Windows. Языки программирования: Fortran, Delphi, Borland C++ Builder. Один из вариантов ППП Visual KursAR показан в приложении 37 (см. с. 535).

Кначалу главы

Коглавлению

289

7 . АВ Т ОМ АТ ИЗ ИР ОВ А НН Ы Й Р АСЧ ЕТ Р АЗ М ЕР НЫ Х ЦЕП Е Й

Условные обозначения:

(18_48) – составляющее звено размерной цепи (РЦ); (18) – код (номер) левой границы звена (число цифр не более пяти);

(48) – код (номер) правой границы звена (число цифр не более пяти); 2(3_4) – диаметральный размер звена или полное радиальное биение; (3_4)ном – номинальное значение звена РЦ; (3_4)ср – среднее значение звена РЦ; (3+4) – известное составляющее звено РЦ;

(1–4) – определяемое составляющее звено РЦ; (5~6) – заменяющее звено с известными предельными отклонениями; [1_2] – замыкающее звено РЦ;

[1#2] – замыкающее звено обратной (проверочной) задачи; [1=2] – замыкающее звено при решении прямой (проектной) задачи; {5~6} – заменяющее-замыкающее звено; Т(3_4) – поле допуска исходного или составляющего звена;

Т(3_4)/2 – полуколебание поля допуска составляющего звена; w[1_2] – поле рассеяния замыкающего звена;

w[1_2]/2 – полуколебание поля рассеяния замыкающего звена; Т(5~6) – поле допуска заменяющего звена;

W{5~6} – поле рассеяния заменяющего-замыкающего звена; во(3_4) – верхнее предельное отклонение составляющего звена; но(3_4) – нижнее предельное отклонение составляющего звена; во[1_2] – верхнее предельное отклонение замыкающего звена; но[1_2] – нижнее предельное отклонение замыкающего звена; во(5~6) – верхнее предельное отклонение заменяющего звена; но(5~6) – нижнее предельное отклонение заменяющего звена; (3_4)min – наименьший предельный размер составляющего звена; (3_4)max – наибольший предельный размер составляющего звена; [1_2]min – наименьший предельный размер замыкающего звена; [1_2]max – наибольший предельный размер замыкающего звена; (5~6)min – наименьший предельный размер заменяющего звена; (5~6)max – наибольший предельный размер заменяющего звена;

{5~6}min – наименьший предельный размер заменяющего-замыкающего звена; {5~6}max – наибольший предельный размер заменяющего-замыкающего звена;

0(3_4) – координата середины поля допуска составляющего звена;

w[1_2] – координата середины поля рассеяния замыкающего звена;

Зап по min – запас по наименьшему предельному значению замыкающего звена; Зап по max – запас по наибольшему предельному значению замыкающего звена.

Кначалу главы

Коглавлению

290