Расчет технологических размеров

Лекция 12 Расчет технологических размеров

Расчет технологических размеров – четвертая стадия проектирования ТП методом синтеза. Исходная информация: маршрут обработки детали (перечень операций); перечень переходов в операциях; размеры, допуски, технические требования на поверхности детали по чертежу; вид заготовки и допуски на его размеры; технологические комплекты баз в операциях.

На данной стадии необходимо определить технологические размеры и допуски, технические требования на форму и взаимное расположение поверхностей, размеры заготовки.

Размерный анализ является проверкой оптимальности всех ранее принятых решений, включая и схему простановки размеров конструктором. При выявлении необходимости значительного уменьшения допусков или невозможности их достижения по сравнению с чертежными пересматриваются ранее принятые решения по:

комплексированию поверхностей в операциях;
выбору технологических баз;
выбору последовательности операций и переходов.

То есть, возможно, что потребуется полный пересмотр всей заранее выполненной работы по проектированию ТП. Расчет размеров – проверка структуры спроектированного ТП, и ошибки на данной стадии обходятся очень дорого, что указывает на ответственность стадии.

Конструктор на рабочих чертежах указывает размеры и допуски, исходя из служебного назначения детали. Вместе с тем эти размеры и система их простановки в ряде случаев не соответствует разрабатываемым ТП. Эти размеры бывает трудно выдержать. В ряде случаев размеры, указанные конструктором, нельзя непосредственно измерить. Поэтому приходится отказываться от конструкторских размеров и допусков, заменяя их технологическими размерами и допусками. Однако при такой замене соблюдение конструкторских допусков и размеров является законом и не может быть нарушено.

Определение припусков на обработку и допусков на промежуточные операционные размеры, обеспечивающих возможность получения требуемого качества деталей, имеет важное технико-экономическое значение. С увеличением припусков повышаются расход материала и другие расходы, косвенно связанные с осуществлением процесса обработки: расход энергии и инструмента, интенсивность износа оборудования, что ведет к возрастанию себестоимости продукции. Заниженные значения припусков приводят к снижению качества продукции и к появлению брака. От величины технического требования и допуска на размер зависит экономичность обработки: чем меньше допуск, тем сложнее и дороже в него уложиться.

Установление технологических размеров и пересчет допусков производится на основе расчета технологических размерных цепей.

Размерной цепью принято называть совокупность последовательно связанных размеров.

Размерные цепи могут быть разомкнутыми и замкнутыми. Например, на чертеж детали обычно наносят только те размеры, которые необходимы для ее изготовления. При этом размерные цепи оказываются разомкнутыми. Иногда на чертеже указывают дополнительные размеры, отмеченные знаком *, а в технических требованиях записывают: «* Размеры для справок». В этом случае размерные цепи оказываются замкнутыми (рис. 12.1, а).

а б

Рис. 12.1. Замкнутая размерная цепь: а – на чертеже детали; б – схема размерной цепи

Размеры, входящие в размерную цепь, называют звеньями. В замкнутой размерной цепи одно из звеньев считают замыкающим, а остальные – составляющими.

Замыкающим называют звено, которое получается в результате выполнения остальных звеньев данной цепи.

В зависимости от расположения звеньев в пространстве размерные цепи подразделяют на линейные, плоские и пространственные.

Линейной называется цепь, состоящая из размеров, лежащих на одной прямой или на нескольких параллельных прямых.

При размерном анализе выявляют непосредственно невыполняемые размеры, а затем формируют размерные цепи. Для наглядности каждую размерную цепь представляют в виде отдельной схемы (рис.12.1, б). Составляющие звенья на схеме изображают одинарной линией, а замыкающие – двойной.

Составляющие звенья можно разделить на увеличивающие и уменьшающие. Увеличивающими называют составляющие звенья, при увеличении которых замыкающее звено увеличивается, уменьшающими – при увеличении которых замыкающее звено уменьшается. Увеличивающие звенья обозначают , уменьшающие – .

Учитывая обозначения увеличивающих и уменьшающих звеньев, получим выражение для определения величины замыкающего звена:

, (12.1)

где п – число увеличивающих звеньев; т – общее число звеньев цепи, включая замыкающее.

Наибольший предельный размер замыкающего звена

Наименьший предельный размер замыкающего звена

Разность наибольшего и наименьшего предельных размеров замыкающего звена определяет величину его допуска , который выражается в виде

При замене выражений, находящихся в скобках, соответствующими допусками получается выражение для определения допуска замыкающего звена через допуски составляющих звеньев линейной размерной цепи:

, или . (12.2)

Выражения (12.1) и (12.2) – основные выражения размерной цепи.

При размерном анализе встречаются две группы задач: проверочные и проектные.

Проверочные задачи заключаются в определении характеристик замыкающего звена по известным характеристикам составляющих звеньев. Например, номинальный размер (см. рис. 12.1)

средний размер

Допуск размера А0

В проверочной задаче используются приведенные выражения (12.1) и (12.2).

Проектные задачи заключаются в определении характеристик одного или нескольких составляющих звеньев по известным характеристикам замыкающего звена. Выражения (12.1) и (12.2) рассматриваются как уравнения и решаются относительно составляющих звеньев. Допуск на чертежный размер, непосредственно не проставленный в технологию, перераспределяется (делится) на все технологические размеры, участвующие в его расчете по (12.2).

Для расчета размерных цепей применяют два метода: метод максимума-минимума и вероятностный.

При расчете предельных размеров замыкающего звена методом максимума-минимума предполагают, что в цепи возможно наихудшее сочетание предельных размеров составляющих звеньев: увеличивающие звенья имеют наибольшие размеры, уменьшающие – наименьшие. Поле рассеяния замыкающего звена оказывается наибольшим и содержит все 100 % случаев реализации цепи (все возможные значения замыкающего звена будут лежать в расчетных пределах).

При использовании вероятностного метода определяют «условное» поле замыкающего звена, содержащее менее 100% возможных случаев. При реализации цепи появляется некоторая вероятность того, что значения замыкающего звена окажутся вне допустимых пределов. Вероятностный метод используют, если количество составляющих звеньев больше пяти, и деталь не является ответственной.

При расчете цепей вероятностным методом основное выражение, используемое для расчета номинального и среднего размеров, остается неизменным. Поэтому номинальный и средний размеры замыкающего звена, рассчитанные двумя методами, совпадают.

Разница в расчетах проявляется в определении поля рассеяния звеньев. Уравнение полей рассеяния (допуска) для расчета методом максимума-минимума приведено выше (12.2). При расчетах вероятностным методом величина допуска замыкающего звена получается меньше, чем при расчетах методом максимума-минимума. Из этого следует, что допуски на составляющие звенья можно назначать шире, что, естественно, легче достигнуть. Но теряется при этом качество. Имеется несколько разновидностей формул вероятностного расчета поля рассеяния. При выполнении размеров составляющих звеньев по закону нормального распределения формула приобретает вид

Расчет технологических размеров выполняется в следующем порядке:

1. Строят размерную схему технологического процесса.

2. Выявляют замыкающие звенья (чертежные размеры и припуски на обработку) и относительно каждого замыкающего звена строят размерную цепь.

3. Составляют уравнения замыкающих звеньев.

4. Решают уравнения замыкающих звеньев.

Построение размерных цепей и решение уравнений начинается с конца ТП.

Задача размерного анализа с позиции теории автоматизированного проектирования отнесена к группе расчетных для решения уравнений. Выявление звеньев и построение схемы выполняются в диалоговом режиме.

Вопросы к лекции 12

Какая исходная информация требуется для расчета технологических размеров?
Что является выходной информацией данной стадии разработки ТП?
Какую роль играет в проектировании ТП размерный анализ?
Какие процедуры пересматриваются при неудовлетворительном решении задачи расчета технологических размеров?
В связи с чем возникает необходимость замены конструкторских размеров технологическими?
Дать определение замыкающему и составляющему звеньям размерной цепи.
Какие составляющие звенья являются увеличивающими, какие – уменьшающими?
Приведите два основных уравнения размерной цепи.
В чем заключаются проектная и проверочная задача размерного анализа?
В чем преимущество метода максимума-минимума для расчета размеров?
В чем сущность вероятностного метода расчета технологических размеров?

PAGE 3

20*

0–0,7

40 0,2

30–0,1

EMBED Equation.3

Расчет технологических размеров