Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Размерный анализ технологических процессов на ЭВМ. Основы размерного анализа

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
1.36 Mб
Скачать

Вероятностный расчет - метод, учитывающий рассеяние размеров и вероятность различных сочетаний отклонений со­ ставляющих звеньев размерной цепи.

Расчеты размерных цепей вероятностным методом дают меньшие значения полей рассеяния замыкающих звеньев, чем расчеты методом максимума-минимума. Причиной этого явля­ ется наличие определенного процента риска - вероятности вы­ хода значений замыкающего звена за заданные пределы при реализации цепи. С увеличением принимаемого процента риска поле рассеяния замыкающего звена уменьшается.

Вероятностный метод исключает завышенные требования к точности изготовления изделий, обеспечивает большую эко­ номичность при их изготовлении, частичную взаимозаменяе­ мость и рекомендуется для использования в условиях серийного и массового производств.

При решении технологических задач обычно используют метод максимума-минимума, вероятностный метод применяется в случаях, когда количество составляющих звеньев в размерной цепи равно 6 и более в условиях серийного, крупносерийного

имассового производства.

2.4.Правила назначения операционных допусков, отклонений формы и расположения

При решении ряда технических задач, в частности при рас­ чёте технологических размерных цепей, возникает необходи­ мость назначения операционного допуска, отклонений формы и расположения. Существует несколько методов их назначения (расчётный, нормативный). Более выгоден экономически рас­ чётный метод.

Расчётным методом, в зависимости от условий обработки, операционный допуск (7) определяют по формулам:

а) если при выполнении операционного размера технолог ческая и измерительная базы совпадают или размер выполняет­ ся методом пробных рабочих ходов и промеров,

Т со + р,

где со - среднестатистическая погрешность выполнения размера от технологической базы; р - отклонение формы поверхности

измерительной базы (учитывается в случае назначения дополни­ тельных требований по погрешности формы);

б) если технологическая и измерительная базы не со падают,

Т= CD+ р + (Об,

где ©б - погрешность выполнения размера между технологиче­ ской и измерительной базами (в расчётах обычно используют допуск на этот размер).

Рассчитанные значения операционных допусков необходи­ мо округлять до ближайшего квапитета точности. При этом как промежуточные, так и окончательные операционные размеры могут иметь допуски по более точному квалитету, чем соответ­ ствующие им размеры детали.

Допуски на размеры исходных заготовок назначают по со­ ответствующим ГОСТам или ОСТам.

Отклонения формы и расположения поверхностей детали обычно определяются конструктором исходя из требований к сопряжению деталей. На операциях технологического процес­ са для обеспечения требований чертежа эти характеристики на­ значаются по таблицам соответствующих справочников [6].

При простановке отклонений от соосности следует пользо­ ваться следующим правилом: для первой обработанной поверх­ ности - от оси базы, для второй и последующих - от оси первой обработанной. Значения отклонений от соосности назначают по [3, прил. 3] для первой обрабатываемой поверхности - верхний предел из соответствующей ячейки таблицы, для второй и по­ следующих - нижний.

2.5. Припуски и напуски, методы их назначения

Одним из видов размеров, встречающихся в ТРЦ, является припуск. Из материала курса «Основы проектирования исход­ ных заготовок» мы знаем, что припуск бывает общим, промежу­ точным, операционным и переходным. При расчёте ТРЦ обычно имеют дело с операционным припуском, который одновременно является и переходным, поскольку наиболее выгодно произво­ дить обработку за один проход.

В машиностроении используют в основном два метода назначения припусков: нормативный и расчетно-анали­ тический.

Наибольшее распространение получил нормативный ме­ тод, при котором значения общих или операционных припусков принимают по таблицам ГОСТов, ОСТов и другой литературы [6, 7]. Преимуществом данного метода является возможность определения размеров заготовки и выдачи заказов заготови­ тельным цехам до разработки ТП, что сокращает сроки освоения производства новых изделий. Недостатком нормативного мето­ да является его приближенность, приводящая в некоторых слу­ чаях к повышенному расходу материала или к появлению брака.

Расчетно-аналитический метод расчета припусков (табл. 5) позволяет определять близкие к оптимальным размеры исходной заготовки и технологические (операционные) разме­ ры. В отличие от нормативного метода, допускающего при рас­ чёте некоторое уменьшение заданного значения, расчетно­ аналитическим методом назначают минимальную (Zmin) и мак­ симальную (Zmax) величину припуска.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5

Расчетно-аналитический метод расчета припуска

Условия обработки

Формула

 

 

 

 

Zmin = 4Ra + h = Rz + h, где

 

 

 

 

Ra (Rz)

-

шероховатость

Обработка поверхности

исходной обрабатываемой

поверх­

заготовки

 

 

 

ности*,

h

-

глубина де­

 

 

 

 

фектного

слоя

обрабаты­

 

 

 

 

ваемой поверхности*

 

при

отсутствии

требова­ Zmin = 4Ra = Rz

 

Повтор­

ний

по

глубине дефект­

 

 

 

 

ная об-

ного слоя

 

 

 

 

 

работка

обработка с целью повы­ Zmin = т, где

Т -

операци­

поверх­

шения точности, при ра­ онный допуск выполняе­

ности

венстве

шероховатости мого размера

 

 

 

до и после обработки

 

 

 

 

* - в формулах используются характеристики поверхности (Rz, Ra, А), полученные до обработки на рассматриваемой операции.

Zmax регламентируют исходя из прочности и стойкости ре­ жущего инструмента или мощности привода станка. При отсут­ ствии таких данных максимально допустимую величину при­ пуска вообще не назначают или назначают заведомо большую величину порядка 10...20 мм. Реальные величины Zm,n и Zraax рас­ считываются с помощью размерного анализа.

Напуск - дополнительный (к припуску) слой материала, обусловленный несовпадением формы исходной заготовки и де­ тали, который необходимо снять при обработке.

Виды напусков: невыполняемые на заготовке отверстия, ступени валов при обработке деталей из прутка, невыполняемые на поковках ступени валов, технологические напуски.

В размерном анализе величина напуска обычно не рассчи­ тывается.

Контрольные вопросы

1.Перечислите признаки классификации размерных цепей.

2.Дайте определение прямой и обратной задачи.

3.Зачем нужны вероятностные характеристики точности размера?

4.Рассчитайте припуск для чистовой токарной обработки цилиндра диаметром 100 мм (8-й квалитет) после черновой токарной (10-й квалитет).

5.Дайте определение промежуточного припуска.

6.Выполните один из вариантов контрольного задания

2 в приложении.

7.Выполните один из вариантов контрольного задания

3 в приложении.

3.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ

3.1. Задачи расчета размерных ценен

При размерном анализе приходится решать множество раз­ нообразных конструкторских и технологических задач. Условно их можно разделить на проверочные и проектные.

Проверочные задачи расчета конструкторской и техноло­ гической цепи идентичны и заключаются в определении харак­

теристик замыкающего звена (33) по известным характеристи­ кам составляющих звеньев (СЗ).

Проектные задачи расчета РЦ заключаются в определении характеристик одного или нескольких СЗ по известным харак­ теристикам замыкающего звена. В этом случае замыкающее звено и его характеристики (допуск, номинальный, средний, наименьший, наибольший размеры) называют исходными.

Виды проектных и проверочных задач приведены на рис. 1.

Типы

задач

Опреде­

допуски СЗ

 

номинальный

по заданно­

 

размер 33

 

ляемые

му допуску

 

 

 

величины 133____

номинальные

 

 

 

размеры СЗ номинальные

 

 

равных

 

размеры СЗ

 

 

допусков

 

и их допуски

 

Способы

равной

 

 

 

решения

точности

 

 

расчёт размерных

 

 

 

 

 

экономически

метод увязоч-

цепей

 

 

 

целесообраз­

ного звена

 

 

ной точности

 

 

Рис. 1. Виды проектных и проверочных задач и способы их решения

Задачи размерного анализа технологических процессов включают определение:

а) технологических размеров и их допусков для каждого технологического перехода;

б) предельных отклонений размеров припусков и расчёт размеров исходных заготовок;

в) наиболее рациональной последовательности обработки отдельных поверхностей деталей, обеспечивающей требуемую точность размеров детали.

Методику решения технологических проектных и прове­ рочных задач разберём на примере простой линейной цепи, для которой верно следующее:

а) звенья цепи - линейные размеры, лежащие на одной прямой или на нескольких параллельных прямых;

б) количество составляющих звеньев не менее двух; в) составляющие звенья цепи независимы друг от друга;

г) составляющие звенья не могут принимать отрицательных значений.

3.2.Методика расчета линейных технологических размерных цепей (проверочная задача)

Проверочные задачи решают в определенной последова­ тельности (рис. 2):

1. Определяют фактическое поле рассеяния замыкающе звена по формуле

т -1

<°Д =

/=1

где т - количество звеньев в цепи; со, - поле рассеяния (допуск) /-го звена.

Если число составляющих звеньев в цепи превышает пять, то расчёт следует проводить вероятностным методом. Теорети­ ческое поле рассеяния замыкающего звена

где со, - поле рассеяния /-го звена; X - относительное средне­ квадратичное отклонение (для мелкосерийного производства X2= 1/3, среднесерийного - 1/6, а для крупносерийного и массо­ вого - 1/9); t - коэффициент вероятности выхода величины за регламентные пределы, определяется по таблице в зависимости от процента риска Р:

р,%

32

10

4,5

1

0,27

0,1

0,01

t

1

1,65

2

2,57

3

3,29

3,89

Рис. 2. Алгоритм проверочной задачи

Для большинства случаев принимают риск 1 %, при этом выход бракованных деталей практически исключён.

2.Фактический средний размер замыкающего звена

л? = Е $ Л Ч\

/=1

где - коэффициент, равный -1 для уменьшающих звеньев

и1 для увеличивающих.

3.Фактический наименьший размер замыкающего звена

Л*т,п = Л $ср -сод / 2 .

4. Фактический наибольший размер замыкающего звена

А*™* = Л*ср+шд /2 .

5.Запас по нижнему пределу замыкающего звена

^= Л” - ( 4 ср-<»л/2).

6.Запас по верхнему пределу замыкающего звена

^ ( л Г '+ ф д / г ) - ^ ™ *

7. Если V„ < 0, то рассчитывают относительный показатель дефицита по нижнему пределу

D*H= —Кн/сод.

8. Если Vt < 0, то рассчитывают относительный показатель дефицита по верхнему пределу

Пример расчета линейной размерной цепи (проверочная задача)

Исходные данные:

Схема размерной цепи представлена на рис. 3.

А\ = 35±0,1,А 2 = 25+0'05,

Аз = 15 :°0;?57, А4= 40-оо8 , Аа = 5 ^ '

Необходимо проверить выполнимость замыкающего звена.

На схеме

показаны:

Лл -

замыкающее звено,

остальные

-

составляю­

щие звенья: А\, Аз - уве­

личивающие, А3, А4 -

уменьшающие.

 

1.

Для

сравнения ве­

личин

(Од,

полученных

разными

методами,

рас­

 

считаем фактическое поле

Рис. 3. Схема простой линейной

рассеяния

методом

мак­

размерной цепи

симума-минимума:

 

 

(Од = Т, + Тз + Т2 + Т4= 0,2 + 0,05 + (0,07 + 0,15) +

+(0 + 0,08) = 0,55,

ивероятностным методом:

Од =

=2,57Vl / 6 • 0,2*234+1 / 6 • 0,052 +1 / 6 • 0,222 +1 / 6 • 0,082 = 0,319.

Поскольку число составляющих не превышает пяти, то на­ до использовать фактическое поле рассеяния, рассчитанное по методу максимума-минимума, однако следует учесть, что вели­ чина поля рассеивания при риске 1 % меньше на 42 %.

2.Фактический средний размер замыкающего звена

Л? = 35 + 25,025 - 14,96 - 39,96 = 5,105.

3.Фактический наименьший размер замыкающего звена

^Фтт = 5,105 —0,55/2 = 4,83.

4. Фактический наибольший размер замыкающего звена ^Фшах _ 5,ю 5 + 0,55/2 = 5,38.

5. Запас по нижнему пределу замыкающего звена

V„= 5,105-0,55/2-5 = -0,17.

6. Запас по верхнему пределу замыкающего звена

Va= 5,5 - 5,105 - 0,55/2 = 0,12.

7. Поскольку V„ < 0, то рассчитывать относительный пока­ затель дефицита нужно по нижнему пределу £>'= 0,17/0,55 =

=0,27 = 27 %.

3.3.Методика расчета линейных технологических размерных цепей (проектная задача)

Проектные задачи решают в следующей последовательно­ сти (рис. 4):

1. Определяют фактическое поле рассеяния замыкающе звена по формуле

т -1

©д = £ © , . 1=1

Если число составляющих звеньев в цепи превышает пять, то расчёт проводят вероятностным методом. Теоретическое по­ ле рассеяния замыкающего звена

2. Определяют исходный средний размер замыкающе звена

Аа = Л™ы+ (EIAA + ESAA )/ 2,

где Аиом - номинальный размер звена, EIA - нижнее отклонение, ESA - верхнее отклонение.

По таким же формулам определяют средние размеры всех

составляющих размеров Дср, за исключением определяемого звена.

Соседние файлы в папке книги