osnastka_prakt_i_samrab

3.4 Розрахунок розмірів модельного комплекту

У процесі охолодження виливка розміри його зменшуються. Це явище називається ливарною усадкою. Тому розміри моделей і стрижневих ящиків при їхнім проектуванні і виготовленні потрібно визначати з урахуванням усадки сплаву, з якого виготовляють виливки. Величина усадки виливків з різних сплавів наведена в таблиці 3.8. У складних виливках, що мають порожнини і ребра, ливарна усадка в результаті гальмування її з боку форми і стрижнів виходить неповною. Практика показує, що заздалегідь урахувати ці особливості досить важко.

Таблиця 3.8 - Значення ливарної усадки сплавів для виливків різної складності і розмірів

41

Розрахунок розмірів модельного комплекту проводиться по формулі

де LM - номінальний розмір моделі, мм; LО - розрахунковий розмір виливка, мм; У - усадка сплаву виливка, %; ТМ – допуск на розмір моделі, мм.

Розміри робочих порожнин стрижневих ящиків і моделей повинні враховувати також товщину шару протипригарної фарби, яка буде наноситися на порожнину форми і поверхню стрижня.

3.5 Вибір матеріалу для виготовлення модельного комплекту

Залежно від кількості виливків і необхідних показників їхньої точності і шорсткості поверхонь, моделі і стрижневі ящики можуть виготовлятися з різних матеріалів. Матеріал для модельного комплекту вибирають залежно від типу виробництва і серійності замовлення на виготовлення виливків [2] (таблиця 3.9).

42

Продовження таблиці 3.9

Питання для самостійного пророблення

1)За якими ознаками класифікують модельні комплекти?

2)Як визначити точність модельного комплекту?

3)Чому модельні комплекти для масового виробництва виливків повинні мати підвищену точність?

4)Яке призначення стержньових знаків і зазорів між знаковими частинами стержня і форми?

5)Залежно від чого призначаються розміри вертикальних і горизонтальних стрижневих знаків і зазорів знакових частин?

6)У чому відмінність вільної усадки від утрудненої?

7)Чим керуються при виборі матеріалу для виготовлення модельного комплекту?

43

4 РОЗМІРНІ ЛАНЦЮГИ В РОЗРАХУНКАХ ЛИВАРНОЇ ОСНАСТКИ

4.1 Загальні визначення

Розмірний ланцюг являє собою систему взаємозалежних, утворюючих замкнутий контур розмірів щодо положення поверхонь або осей. Розміри можуть ставитися до одного виливка, стрижню або зібраній ливарній формі. Розміри, що входять до складу розмірного ланцюга, називаються ланками. Ланки розділяються на вихідні (замикаючі, перші) і складові.

Першою є ланка, з якої починається весь розмірний ланцюг і по заданій величині якого визначається величина складових ланок. Замикаючою ланкою називається та, величина якої визначається по величині складових ланок. Ланки позначаються прописними буквами алфавіту. Кожному ланцюзі привласнюється своя буква. Складові ланки позначаються буквою із цифрою в індексі один по одному (А1, А2…), вихідні і замикаючі ланки в індексі мають знак «сигма» ( А , Б ). Складові ланки розділяються на ті, що збільшують (плюсові) і ті, що зменшують (мінусові). До перших ставляться такі, зі збільшенням яких збільшується вихідна або замикаюча ланка. До других ставляться ланки, зі збільшенням яких вихідна або замикаюча ланка зменшується. Вихідна або замикаюча ланка - це різниця між ланками, що збільшують і що зменшують номінальний розмір.

розміри, часто вживається стрілка.

Рівняння розмірного ланцюга складається за схемою, яка побудована по кресленню виливка, форми або стрижневого ящика. Побудова ланцюга починається з визначення вихідної або замикаючої ланки. Потім визначаються складові ланки, які розділяють на ті, що збільшують і ті, що зменшують (відзначаючи стрілками на кресленні). У довільному масштабі будується схема розмірного ланцюга зі збереженням послідовності розміщення ланок на кресленні. У результаті повинен вийти замкнутий контур (по числових розмірах). Напрямок замикаючої або вихідної ланки дотримується ланками, що зменшують.

44

У деяких випадках у розмірний ланцюг уводиться ланка, що компенсує (Q), необхідна для припасування або регулювання. Її застосовують у тому випадку, коли алгебраїчна сума відхилень складових ланок більше допуску для замикаючої (або вихідної) ланки і по технічних умовах допускається припасування або регулювання. Ланка, що компенсує, поглинає зайву частину відхилень складових ланок. Знак ланки, що компенсує (Q), ставиться залежно від його впливу на замикаючу ланку.

4.2 Методи розрахунків розмірних ланцюгів

При розрахунках розмірних ланцюгів доводиться вирішувати два основних типи завдань – прямі і зворотні. Пряме завдання - по даних величинах складових ланок визначити величину замикаючої ланки. Зворотнє завдання - по заданій величині визначити величини складових ланок. Прямі завдання частіше вирішуються при технологічних розрахунках, зворотні - при конструкторських.

Методика проведення розрахунків наступна:

1)Визначається задача, яку треба вирішити за допомогою розмірних ланцюгів.

2)Виявляються складові ланки.

3)Перевіряється замкнутість ланцюга зі збереженням положення ланок креслення.

4)Будується схема розмірного ланцюга.

5)Перевіряється правило найкоротшого ланцюга.

6)Ведуться розрахунки для прямої або зворотної задачі.

Задачи розмірного ланцюга (прямі і зворотні) вирішуються двома методами:

-розрахунок максимуму й мінімуму;

-розрахунок теоретико-імовірнісним методом.

Для повної взаємозамінності застосовують метод максимуму і мінімуму. Для неповної взаємозамінності використовують теоретикоімовірнісний метод.

Для рішення завдання методом максимуму і мінімуму приймаються найкоротші значення допусків розмірів ланок, що сполучають. Тому поле допуску замикаючої ланки виходить найбільшим. Цей метод полегшує зборку, тому що дозволяє здійснювати її без припасування.

Допуск розмірів складових ланок виходить твердим, застосування його не завжди економічно виправдане. Тому цей метод використають тільки при потоковому виробництві.

При розв'язанні даним методом прямого завдання допуск замикаючої ланки визначається в такій послідовності.

1) Складається рівняння розмірного ланцюга по формулі

45

де А - замикаюча ланка;

Аi - ланки, що збільшують;

Аj - ланки, що зменшують.

2)Розраховуються номінальні креслярські розміри і перевіряється ланцюг замкнутості.

3)Призначаються (по відповідному класу) допуски розмірів складових ланок по технологічних або експлуатаційних умовах.

4)Обчислюються верхнє і нижнє відхилення розмірів замикаючої ланки по формулах

де ВОА и НОА - відповідно верхнє і нижнє відхилення розміру замикаючої ланки;

ВОАi и НОАi - відповідно верхнє і нижнє відхилення розміру складової ланки;

n - кількість ланок, що збільшують; m - кількість ланок, що зменшують.

5) Визначається поле допуску розміру замикаючої ланки по формулі

де А поле допуску розміру замикаючої ланки.

6) Розраховуються координати середини поля допуску розміру замикаючої ланки

де А - координати середини поля допуску розміру замикаючої ланки;

Аi - координата середини поля допуску розміру складової ланки.

46

При рішенні зворотного завдання розміри і допуски складових ланок по вихідному (замикаючому) ланцюгу визначаються в наступній послідовності.

1)Складається основне рівняння розмірного ланцюга, обчислюються номінальні значення, перевіряється розмірний ланцюг.

2)З технічних або інших умов призначається допуск на розмір вихідної ланки, а також верхнє ВОА й нижнє НОА граничні відхилення.

3)Визначаються координати середини поля допуску розміру вихідної ланки

4) По величині допусків розміру вихідної ланки розраховується середня величина допусків розмірів всіх складових ланок ланцюга по формулі

де n - кількість ланцюгів.

Для розрахунку допусків на розміри складових ланок отримана величина допуску Аi корегується по стандарту.

5) Кореговані допуски перевіряються по рівнянню

де Ai - поля допусків розмірів складових ланок.

6) Для корегованих допусків установлюються граничні відхилення, які можуть бути перевірені по формулах (4.3) і (4.4).

Якщо по розрахункам виходять недоцільні із практичної точки зору допуски на розміри, у розрахунках доцільно застосувати спосіб компенсації. У такому випадку на одній з ланок робиться припасування в результаті уведення компенсатора Q, а на інших ланках за рахунок його розширюються допуски розмірів.

Величина компенсації визначається по формулі

i

де AQ - найменший розмір компенсатора;Ai - можливий розмір допуску;

47

A - заданий допуск розміру замикаючої ланки.

Для ланки - компенсатора визначаються верхня і нижня величини відхилень, при цьому враховується, як впливає компенсатор на замикаючу ланку: збільшує або зменшує її.

Для випадку, коли ланка зменшуюча

BOAQ BOAi HOAi BOA ;

HOAQ HOAi BOAi HOA .

Для випадку, коли ланка збільшуюча

BOAQ BOAi HOAi НOA ;

HOAQ HOAi BOAi ВOA .

Величина компенсатора

АQ BOAQ HOAQ.

У тих випадках, коли погрішність розміру ланки складається з декількох погрішностей, а саме з погрішностей виготовлення форми або стрижня, виготовлення модельної оснастки, а також її зношування, необхідно враховувати відхилення оснастки. Знак цих ланок той самий, тому що вони діють в одному напрямку, збільшують або зменшують замикаючу ланку. Тоді відхилення і допуски розміру визначаються

АІФ, АІФ - відхилення і допуск на форму.

48

4.3 Приклади розрахунків

Приклад 1.

На рисунку 4.1 (а) для розмірного ланцюга Бi визначити допуски розмірів складових ланок Б1, Б2, Б3, якщо відомо допуск розміру вихідної ланки Б 20 11,,00 . Номінальні розміри складових ланок: Б1 = 80 мм, Б2 = 10 мм, Б3 = 50 мм.

Рисунок 4.1 – Схеми до розрахунку розмірних ланцюгів

Поле допуску вихідної ланки Б = 2 мм. Необхідно вибрати такий клас точності складових ланок, щоб сума їхніх допусків не перевищувала

2 мм

Б1 Б2 Б3 Бz.

По таблиці 2.1 допусків лінійних розмірів виливків (ГОСТ 26645-85) визначаємо для всіх розмірів клас точності 6. Тоді допуски вихідних ланок складатимуть Б1=80+0,70;

Б2=10+0,40; Б3=50+0,64.

1,74мм

Це відповідає квалітету 1Т11. Клас точності 6 можна застосовувати при використанні сумішей, які тверднуть у контакті з оснасткою.

49

Приклад 2.

На рисунку 4.1 (б) для розмірного ланцюга Гi знайти допуск на замикаючу ланку Гz (зазор). Розмірний ланцюг - Г=Г1+Г2-Г3.

Дано: Г1 100 1,4;Г2 30 1,1;Г3 128 1,6.

Розраховуємо верхнє відхилення замикаючої ланки.

ВОГ ВОГi НОГi ;

ВОГ 1,4 1,1 1,6 0,9.

Розраховуємо нижнє відхилення замикаючої ланки.

НОГ НОГi ВОГi ;

НОГ 1,4 1,1 1,6 0,9.

Поле допуску замикаючої ланки:

Г ВОГ НОГ 0,9 ( 0,9) 1,8.

Номінальний розмір замикаючої ланки:

Г = 100 + 30 -128 = 2 мм

Одержали зазор 2 0,9 мм.

Приклад 3.

На рисунку 4.1 (в) наведений розмірний ланцюг Вi. Рівняння ланцюга має вигляд

Q B1 B2 B3 B ,

де В1 - розмір форми; В2 - розмір знака стрижня у формі; В3 - розмір стрижня;

В - зазор між формою й знаком стрижня;

Q - частина знака, що підпилюється для забезпечення необхідного зазору в знаку.

Дано: В1 100 1,4; В2 30 1,1; В3 128 1,6; В 4 0,9.

Щоб забезпечити зазор 4 мм необхідно розрахувати величину компенсатора, тобто величину частини стрижня, що при зборці видаляють. Номінальний розмір компенсатора:

Q = 100 + 30 - 128 - 4 = - 2 мм.

Верхнє відхилення компенсатора:

ВОАQ 1,4 + 1,1 - 1,6 - 0,9 - 0,9 = -0,8.

Нижнє відхилення компенсатора:

HООА 1,6 + 0,9 - 1,4 - 1,1 - 0,9 = -1,0.

Розмір компенсатора Q 2 10,,08 .

Поле допуску AQ= -0,8 - (-1,0) = 0,2 мм.

50