7. Расчет размерной цепи по методу «максимум-минимум».
В ряде случаев целесообразно оценить возможные колебания замыкающего размера. Такую оценку проводят путем расчета размерной цепи, в которой входит замыкающий размер, по предельным отклонениям методом «максимум-минимум».
рис.3 Схема линейной размерной цепи при расчете по предельным отклонениям (метод "max-min")
1) Номинальный размер замыкающего звена:
Аo = А14ув - (А9 ум+А10 ум+А11 ум+А12 ум+А13 ум) = 200 - (25+45+25+5+30) = 200 - 130 = 70 мм.
2) Верхнее предельное отклонение:
es(Ao) = es(A14 ув)-[(ei(А9 ум)+ei(А10 ум)+ei(А11 ум)+ei(А12 ум)+ei(А13 ум)] = 0 - [0+0+(-0.4)+(-0.35)+0] =
= 0-(-0.75) = 0.75
3) Нижнее предельное отклонение:
ei(Ao) = ei(A14 ув)-[(es(А9 ум)+es(А10 ум)+es(А11 ум)+es(А12 ум)+es(А13 ум)] = -0.5 - [0.2+0.5+0.4+0.6] =
= -0.5 - 1.7 = -2.2
Таким образом, Ао = 70 0.75-2.2 мм.
4) Допуск замыкающего размера:
Т(Ао) = es(Ao) - ei(Ao) = 0.75-(-2.2) = 2.95 мм.
5) Проверим правильность искомого решения:
ТAо = ТА9 + ТА10 +ТА11 +ТА12 +ТА13 + ТА14 = 0.2+0.5+0.8+0.35+0.6+0.5= 2.95 мм
2.95 = 2.95 ВЕРНО
8.Оптимизация токарной обработки на станках с чпу
Станки с ЧПУ, по сравнению с универсальным оборудованием, являются достаточно дорогими. Поэтому наиболее эффективного использования таких станков достигают в тех случаях, когда обработку наибольшего количества поверхностей ведут на режимах резания, приближающихся к оптимальным.
Из всех режимов резания (глубина резания, подача и частота вращения заготовки) при постоянной скорости резания целенаправленно можно варьировать только частоту вращения. Для этого (если нет иных препятствий) достаточно так выбрать диаметральные размеры ступеней валов, чтобы:
1)они соответствовали стандартным рядам предпочтительных чисел;
2)этим диаметральным размерам ступеней валов можно было подобрать аналогичные ряды
предпочтительных чисел частот вращения шпинделей отечественных металлорежущих станков.
Первую из этих задач решают на стадии технологического анализа конструкции детали. При этом, если удается конструктивно назначить диаметральные размеры ступенчатых валов соответствующими геометрической прогрессии со стандартным знаменателем ряда, то решение и второй задачи вполне достижимо.
Действительно, известно, что коробки скоростей большинства отечественных металлорежущих станков построены так же по принципам геометрической прогрессии с теми же знаменателями рядов предпочтительных чисел частот вращения шпинделя.
Для
коробок скоростей металлорежущих
станков установлены следующие семь
стандартных знаменателей геометрической
прогрессии частот вращения шпинделя:
= 1.06; 1.12; 1.25; 1.41; 1.58; 1.78 и 2.00.
8.1 Оптимизация продольного точения .
При проектировании технологической операции «010 Токарная с ЧПУ» продольного точения заданной детали принимаем в качестве наилучшей скорости резания значение Vн и стремимся сохранить Vн = const на каждой ступени. Это будет возможно в том случае, если выполняются следующие очевидные условия:
d1 n1 d2 n2 dk nk Vн = ────; Vн = ────; ………. Vн = ────;
1000 1000 1000
где di – диаметральные размеры i-ой ступени заготовки ;
ni – частоты вращения заготовки при обработке i –той ступени
Рис.4 Расчетная схема (а) и график (б) частот вращения заготовок при продольном точении.
Поскольку при технологическом анализе и построении рабочего чертежа детали приняли:
d2 = d1 ·; d3 = d2 · = d1 ·; dk = dk-1· = d1 ·;
то условие: d1 ·n1 = d2 ·n2 = ….= dk·nk будет соблюдаться в том случае, если:
n2 = n1 /; n3 = n2 / = n1 / ; ….. nk = n1 /;
Иначе, для обеспечения постоянства наилучшей скорости резания Vн при обработке каждой отдельной ступени необходимо и достаточно, чтобы: di ·ni = const .
В нашем случае, с = 1.25, и при А1 = 30мм, то по формуле получим:
A2=30*1.25=37.5мм, А3=46.8мм, А4=58.6мм.
Для станков с =1.25 имеем следующий стандартный ряд частот вращения шпинделя:
(1.00; 1.25; 1.60; 2.00; 2.50; 3.15; 4.00; 5.00; 6.30; 8.00)*10 к (к=2, 3…).
При к=2: ni =10.0; 12.5; 16.0; 20.0; 31.5; 40.0; 50.0; 63.0; 80.0;
к=3: ni = 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000;
к=4: ni =1000; 1250; 1600; 2000; 2500……….
Cтанок 1К20Ф3С5 при = 1.25 имеет стандартные ступени скорости от 12.5 до 2500 об/мин.
Принимаем оптимальную скорость резания: VH=140 - 160 м/мин.
nmin =140*1000/3.14*30=1392.6 об/мин
nmax=160*1000/3.14*30=1591.55 об/мин
Принимаем стандартное значение частоты n1 =1250 об/мин
Тогда получим: VH = VH1 =3.14*30*1250/1000 = 117.8 м/мин = const,
n4 = (1000VH/ (A4) = (1000*117.8)/3.14159*58.6 = 639.8 об/мин
Принимаем по стандартному ряду ближайшее меньшее значение n4 = 630 об/мин.
Аналогично находим
n3 = 800 об/мин
n2 = 1000 об/мин
n1 = 1250 об/мин
Полученное численное решение дает наглядное представление (рис.1) о соотношениях взаимосвязанных физических величин: диаметрального размера ступени и частоты вращения заготовки.
Проверка: VH VH4 =3.14*58.6*630/1000 = 116 м/мин const.