Размерный анализ

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

Код размерной связи, состоящий из цифр (групп цифр), разделенный пробелом, представляет звено размерной цепи.

Количество цифр в группе, символизирующее поверхность, не более пяти. Порядок ввода цифр каждого звена размерной схемы – слева направо, с пробе-

лом между кодами поверхностей звена.

7.3. Порядок записи параметров многоуровневой размерной информации

Внекоторых отраслях машиностроения до настоящего времени существует порядок записи промежуточных и окончательных размеров с помощью предельных значений. Государственный стандарт устанавливает порядок записи предельных размеров, начиная с наименьшего предельного значения (min…max).

Такой порядок записи параметров звена размерной цепи достаточно прост и записывается в одну строку при кодировании исходной информации.

Сложнее кодировать параметры, несущие информацию о размере в трех уровнях (номинальное значение размера, верхнее предельное отклонение, нижнее предельное отклонение).

При подготовке исходных данных для автоматизированного расчета размерных цепей порядок записи трехуровневой размерной информации осуществляется

водну строку в следующей последовательности: номинальное значение размера (ном); верхнее предельное отклонение (во); нижнее предельное отклонение (но).

Например.

1.59,63 0,37 =59,63_+0,37_–0,37=59,63_0,37_–0,37=59,26_60.

2.22 0,52 =22,0_+0,52_0=22_0,52_0=22_22,52.

3.16,5 0,43 =16,5_0_–0,43=16,07_16,5.

Вконце каждого примера помещена запись размера с предельными значениями.

Втакой форме размерные параметры могут быть записаны для звеньев, которые ограничены предельными значениями с двух сторон. К ним относятся звенья группы 1, 2, 3, 4 (замыкающие) и 7, 8 (составляющие).

Замыкающие звенья групп 2 и 4 могут ограничиваться одним предельным значением размера: группа 2 – наименьшим предельным значением, а группа 4 – наибольшим.

При автоматизированном расчете ввод размерного параметра для группы 2 может быть ограничен только наименьшим предельным значением, а для группы 4 – наибольшим.

Заменяющего-замыкающего (группа 5) и определяемые (группа 6) звенья несут информацию только о верхнем и нижнем предельных отклонениях (отсутствует номинальное значение звена).

Последовательность ввода звеньев групп 5 и 6: верхнее предельное отклонение (во); нижнее предельное отклонение (но).

Кначалу главы

Коглавлению

311

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

7.4. Порядок записи исходной информации для автоматизированного расчета размерных цепей

На рис. 7.9…7.18, с. 312 и 315 показаны примеры ввода в ЭВМ всех девяти групп звеньев (размерных связей).

Рис. 7.9. Примеры ввода в ЭВМ звеньев группы 0

Рис. 7.11. Примеры ввода в ЭВМ звеньев группы 2

Кначалу главы

Коглавлению

312

Рис. 7.14. Примеры ввода в ЭВМ звеньев группы 5

Кначалу главы

Коглавлению

313

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

Рис. 7.15. Примеры ввода в ЭВМ звеньев группы 6

Рис. 7.16. Примеры ввода в ЭВМ звеньев группы 7

Рис. 7.17. Примеры ввода в ЭВМ звеньев группы 8

Кначалу главы

Коглавлению

314

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

Рис. 7.18. Примеры ввода в ЭВМ звеньев группы 9

Звенья группы 9 вводятся при наличии дополнительной программы графических построений

7.5.Округление расчетных номинальных значений определяемых размеров-звеньев группы 6

Порядок округления номинальных значений определяемых размеров-звеньев группы 6 заключается в следующем [10]. При решении проектных задач расчетные значения номинала целесообразно округлять, сравнивая число десятичных разрядов после запятой с точностью размера.

Округление номинала приводит к смещению среднего и предельных значений замыкающего звена и может, несмотря на наличие запаса по допуску, привести к появлению дефицита по одному из предельных значений. В том случае, когда при решении проектной задачи запас по допуску равен нулю, округление расчетных номинальных значений вызывает появление дефицита.

При наличии запаса по допуску округление следует производить, соблюдая следующие правила:

если в качестве исходного значения замыкающего звена принято его наименьшее регламентированное значение, то округление номинальных размеров определяемых увеличивающих звеньев следует производить в сторону увеличения, а уменьшающих – в сторону уменьшения на величину, не превышающую запас по допуску;

если в качестве исходного значения замыкающего звена принято его наибольшее регламентированное значение, то округление номиналов определяемых увеличивающих звеньев следует производить в сторону уменьшения, а уменьшающих – в сторону увеличения на величину, не превышающую запас по допуску;

если в качестве исходного значения замыкающего звена принято его среднее регламентированное значение, то округление номиналов определяемых разме-

ров следует производить в сторону, дающую меньшее абсолютное значение приращению, не превышающее половину запаса по допуску.

Допускается производить округление номиналов, нарушая указанные правила, если возникающий при этом дефицит по регламентированным предельным значениям незначителен и не превышает определенной величины.

Кначалу главы

Коглавлению

315

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

Если, например, замыкающее звено является размером, то величина дефицита, составляющая 5…10 % величины его допуска, окажется в пределах погрешностей измерений и существенно не отразится на качестве изделия.

Если замыкающее звено – припуск, то появление дефицита (отрицательного запаса) по наименьшему предельному значению (составляющего 10…20 % исходной минимально необходимой величины) допустимо, так как минимальные припуски назначаются по статистическим данным и имеют также определенную ошибку.

Впакете прикладных программ (ППП) «КурсАР» номинальные размеры определяемых звеньев рассчитываются до третьего десятичного знака после запятой. Поэтому если ввод звена группы 6 заканчивается параметром нижнего предельного отклонения, в исходные данные программой автоматически заносится код округления «3», символизирующий округление до третьего десятичного знака.

При необходимости округления до целого числа, либо до первого или второго десятичных знаков, после ввода параметров верхнего и нижнего предельных отклонений в группе 6 через пробел проставляется цифровой код округления.

ВППП «КурсАР» используются следующие коды округления:

0 – до целого числа;

1 – до первого десятичного знака;

2 – до второго десятичного знака;

3 – до третьего десятичного знака.

7.6.Методы расчета размерных цепей

Впакете прикладных программ (ППП) «КурсАР» размерные цепи решаются методом максимума-минимума (max-min) и вероятностным методом.

Методом max-min пользуются при расчете размерных цепей с числом звеньев «N» не более четырех (до 5), а также при «N» больше четырех для изделий с единичным характером производства или для предварительного решения некоторых практических задач по расчету многозвенных размерных цепей.

При числе составляющих звеньев размерной цепи больше или равном пяти (от 5) погрешности замыкающего звена с достаточной точностью подчиняются закону нормального распределения. 99,73 % всех возможных значений будут лежать в пределах поля рассеяния и только 0,27 % всех возможных значений выйдет за его пределы. Эта величина называется процентом риска.

Проценту риска 0,27 % соответствует коэффициент риска 3,0.

Однако не все размеры составляющих звеньев размерной цепи подчиняются закону нормального распределения. В действительности погрешности размеров этих звеньев могут иметь распределение по закону равной вероятности, закону треугольника, закону Релея и другим.

Чтобы при расчетах погрешностей замыкающего звена можно было учесть любой закон распределения составляющих звеньев, используется коэффициент относительного рассеяния.

Кначалу главы

Коглавлению

316

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

Этот коэффициент характеризует степень отличия распределения погрешностей i-го звена от нормального распределения, которому обычно подчиняются погрешности замыкающего звена.

Значения коэффициентов для некоторых законов распределения принимаются: 0,111 – для закона нормального распределения (крупносерийное и массовое

производство); 0,167 – для закона распределения треугольника (серийное производство);

0,333 – для закона равной вероятности (единичное производство).

При вводе в ЭВМ исходных данных необходимо ответить на вопрос о количестве составляющих звеньев «N».

Размерные цепи, содержащие «N» и менее составляющих звеньев, рассчитываются методом максимум-минимум, свыше «N» – вероятностным методом.

В ППП «КурсАР» значение коэффициента относительного рассеяния вводится по требованию диалога цифровыми кодами:

1 – единичное производство (0,333);

2 – серийное производство (0,167);

3 – массовое производство (0,111).

7.7. Примеры кодирования исходной информации

7.7.1. Пример 1

На рис. 7.2 (см. с. 293) построена размерная схема сборочного соединения. Все размеры-звенья известны и окончательны.

Исходные значения замыкающих звеньев (выход торцовых поверхностей втулки за пределы корпуса) отсутствуют. Задача проверочная.

Исходная размерная информация (см. размерную схему рис. 7.2)

Если замыкающие звенья имеют следующие значения исходных величин:

(1_2)min=(4_5)min=1; (1_2)max=(4_5)max=2; Т(1_2)=Т(4_5)=1 мм Исходная размерная информация (см. размерную схему рис. 7.2)

7.7.2. Пример 2

На рис. 7.19, с. 318 построена размерная схема проектного варианта сборочного соединения.

Задача проектная.

Замыкающее звено ограничено наименьшим предельным значением.

Кначалу главы

Коглавлению

317

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

Исходная размерная информация (см. схему рис. 7.19)

Исходное звено имеет предельные размеры, но расчет ведется от наименьшего предельного значения.

(1_2)min=(4_5)min=0,4 мм, (1_2)max=(4_5)max=3,0

Исходная размерная информация (см. схему рис. 7.19)

сборочного соединения

7.7.3. Пример 3

Если в схеме рис. 7.3 отсутствуют исходные данные для замыкающих звеньев, кодирование звеньев выполняется в форме, которая представлена в варианте 1.

Во втором варианте кодирования процесса (см. рис. 7.3, с. 294) исходное значение минимально необходимого припуска, окончательный и промежуточные значения составляющих размеров и замыкающее звено – невыполняемый чертежный размер имеют известные исходные параметры.

Кначалу главы

Коглавлению

318

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

Задача проверочная.

Вариант 1. Исходная размерная информация (см. схему рис. 7.3, с. 294)

Вариант 2. Исходная размерная информация (см. схему рис. 7.3)

7.7.4. Пример 4

При проектировании технологического процесса известны исходные чертежные размеры. Если один из них (или несколько) окажется невыполняемым на операциях или технологических переходах, то замыкающее звено-размер имеет исходные параметры для расчета запасов. Должны быть известны значения минимально необходимых припусков и точности (верхние и нижние предельные отклонения) всех промежуточных определяемых составляющих размеров-звеньев. Часто в проектных расчетах встречаются известные промежуточные размеры. В схеме технологического процесса рис. 7.4 (см. с. 299) замыкающее звено – чертежный размер рассчитывается от среднего значения исходного звена, а для этого он должен быть закодирован группой 3.

Замыкающее звено-припуск ограничено только наименьшим предельным размером – группа 2. Расход металла и справочный размер не имеют исходных значений – группа 0. Если номинальные значения определяемых размеров после их расчета необходимо округлить до второго десятичного знака, то после ввода нижнего предельного отклонения в группах 6 проставляется код округления. Задача проектная.

Исходная размерная информация (см. схему рис. 7.4)

7.7.5. Пример 5

На рис. 7.7 (см. с. 304) построена упрощенная размерная схема процесса механической обработки изделия без учета компенсирующих звеньев в поковке.

Кначалу главы

Коглавлению

319

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

Исходные данные для кодирования показаны ниже. Исходные данные для автоматизированного расчета в варианте 1. Расчетная схема с учетом возможной компенсации погрешностей на заготовке рис. 7.8 (см. с. 305) закодирована в варианте 2.

Код округления для определяемых звеньев группы 6 принимается равный 1 (округление до первого десятичного знака).

Вариант 1. Исходная размерная информация (см. схему рис. 7.7, с. 304)

Вариант 2. Исходная размерная информация (см. схему рис. 7.8)

7.7.6. Пример 6 На рис. 7.20 дан конструкторский эскиз вала.

В этом варианте примера упрощены формы конкретного изделия машиностроения, уменьшены точность размеров и технических требований. Соответственно уменьшено и количество операций механической обработки. Действующий технологический процесс представлен на рис. 7.21…7.23, с. 321 со всеми известными окончательными и промежуточными размерами.

Исходная заготовка по рис. 7.21 получена штамповкой в открытом штампе на кривошипном горячештамповочном прессе. Перед операцией штамповки проведена подготовительная высадка на горизонтально-ковочной машине. Операции механической обработки выполняются на токарных многорезцовых полуавтоматах. По действующему технологическому процессу на рис. 7.24, с. 322 построена размерная схема первой проекции (линейных размеров).

Ниже закодированы исходные данные размерной схемы для ввода в ЭВМ. Чертежные размеры (29+49) и (29+59) непосредственно не выполняются

в процессе обработки.

Получающиеся параметры замыкающих размеров-звеньев: [28#48] и [28#58] могут быть определены с последующей оценкой положительного или отрицательного запаса в сравнении с исходными предельными значениями.

Замыкающие размеры-звенья, имеющие предельные значения, кодируются в исходных данных группой 1 (вариант 1).

Кначалу главы

Коглавлению

320