П р и м е р 9. Расстояние между торцом венца и выступающим торцом ступицы зубчатого колеса 16 мм (см.с.8 и рис.1). Это номинальный размер. Его предельные значения легко определить, решая основную линейную размерную цепь (рис.7), в которой размер между торцами ступицы АΔ = 41-0,5 принят замыкающим звеном, а А1 = 25-0,13 и А2 - составляющими, увеличивающими звеньями.
Для выполнения технологических переходов 1 и 2 на операции 05 следует установить размеры В1и В2 соответственно между поверхностями 1 и 2 и технологической базой 5.
При разработке технологического маршрута (см.пример 6) отмечалось, что предварительное обтачивание заготовки будет выполняться с оставленным припуском Z= 0,3 мм на каждой поверхности, необходимого для последующей чистовой обработки.
Заметим, что расстояние между поверхностями рассматриваемых торцов при наличии на них одинаковых припусков должно оставаться неизмеримым, равным 16-0,37 мм.
С учетом изложенного определим технологические размеры В1и В2. Номинальное значение размера
где t ― припуск (глубина резания), оставленный на предварительную обработку поверхности 5 (см. пример 8). Ориентируясь на экономическую точность предварительной обработки точением (см. приложение 3), назначим на размер В1 технологический допуск по 12 квалитету точности, тогда В1 = 43,3h12(-0.25).
Теперь решим производную размерную цепь (рис.7), в которой В1 и В2 ― составляющие звенья, соответственно увеличивающее и уменьшающее, а замыкающим звеном принято ВΔ = А2 = 16-0,37.
Номинальное значение
Предельные значения
На изображениях на карте эскизов и при составлении схем технологических наладок станка между обрабатываемой поверхностью и базой рекомендуется проставлять технологические размеры с односторонним полем допуска, направленным в "тело" детали. Тогда, в данном случае, должно быть (см.рис.6)
В1 = 43,3-0,25 ;
В2 = 27,42-0,12 .
Значение размеров В1 и В2 проставляют на карте эскизов (КЭ), см. приложение 1. Размер между поверхностями 1 и 2 при правильной настройке станка будет выдержан автоматически.
В заключение отметим, что при решении основной (кратчайшей) размерной цепи А размер А2 не мог быть принят замыкающим звеном, так как требовалось точно выдержать расстояние между торцами ступицы, а при решении производной цепи В, в целях точного выполнения указанного размера, его пришлось включить в качестве замыкающего (ВΔ = А2).
Пример 10. Этот пример, не связанный с основной темой технологического проектирования, приводится с целью изложения общей методики технологических пересчетов размеров для случаев, часто встречающихся в практике.
На рис.8, а изображен чертеж втулки, а на рис.8, б - ее заготовки. Расточку отверстий D производят на револьверном станке в два установа (рис.8, в и г) методом автоматического получения размеров. Для настройки станка требуется установить технологические размеры на глубину расточки этих отверстий.
Рассмотрим размерную цепь (рис. 8, д), в которой исходным (замыкающим) звеном принят трудно-контролируемый конструкторский размер между торцами отверстий D ― АΔ = 60 ± 0,2; А1 и А3― глубина расточки отверстий ― уменьшающие звенья и А2― длина втулки ― увеличивающее звено.
По чертежу А1=20H11(+0,13) и А2 = 100h14(-0,87).
Из основного уравнения линейной размерной цепи
А2 – (А1 + АΔ + А3) = 0,
номинальное значение звена
А3 = А2 – А1 – АΔ = 100 – 20 – 60 = 20.
При расточке отверстий D в размеры А1и А2 примем в качестве проверочных технологических баз поверхности заготовки соответственно К и L. Для настройки станка удобно, чтобы
А3 = А1 = 20H11(+0.13).
Проверим возможность такой настройки. Поскольку цепь (рис.8, д) составлена из ограниченного количества звеньев и допуски на размеры достаточно велики, решим ее методом максимума и минимума, при котором
ТАΔ = ТА1 + ТА2 + ТА3, (а)
но, подставив численные значения допусков, получим неравенство
0,40 ≠ 0,13 + 0,87 + 0,13.
Из формулы (а) следует, что при фиксированных значениях ТАΔ, ТА1и ТА3 должно быть
ТА2 = ТАΔ – (ТА1 + ТА3)= 0,40 – (0,13 + 0,13) = 0,14.
Ужесточим допуск на длину заготовки втулки, т.е. изготовим ее с более высокой точностью.
Уравнения размерной цепи
АΔнб= А2нб– (А1нм + А3нм);
АΔнм = А2нм – (А1нб + А3нб).
Решим относительно звена А2:
А2нб = АΔнб + (А1нм + А3нм) = 60,2+(20+20)=100,20,
А2нм = АΔнм + (А1нб + А3нб) = 59,8 – (20,13+20,13)=100,06.
Откуда А2 = 100
и ТА2 = 0,14.На технологических эскизах (в КЭ и к схеме наладки станка) допуск направим в "тело" заготовки-вала, представив размер в следующем виде:
А2 = 100,2-0,14.
Заметим, что допуск на длину заготовки для такого варианта построения операции должен быть уменьшен более чем в 6 раз
Другой вариант: расточка обоих отверстий с использованием в качестве контактных (опорных) технологических баз при установе 1-поверхности L, а при установе 2 ― поверхности К (см.рис. 8, в, г). Для определения размера между базой и режущей кромкой инструмента, необходимого для настройки станка, в этом случае достаточно решить трехзвенную размерную цепь (рис.8, е), состоящую, например, из размеров: ВΔ = 60 ± 0,2 мм, В1 = 20+0,13 и В2 ─ имеющего следующие значения:
номинальное В2 = В1 + ВΔ = 20 + 60 = 80;
максимальное В2нб = В1нм+ ВΔнб = 20 + 60,2 = 80,20;
минимальное В2нм= В1нб+ ВΔнм= 20,13+59,8 = 79,83;
откуда В2 = 80
и ТВ2 = 0,27. Технологический размер с односторонним расположением поля допуска, обеспечивающий продолжительную работу станка без подналадки, будет В2 = 79,93+0,27. Аналогичный результат получим при решении размерной цепи, составленной из звеньев В2 , В3и ВΔ..
Максимальное и минимальное значения замыкающего размера, как и в случае использования проверочных баз, лежат в пределах заданных конструктором
ВΔнм = В2нб – В1нм = 80,2 – 20 = 60,2,
ВΔнм = В2нб – В1нм = 79,93 – 20,13 = 59,8.
Так же, как и в первом варианте, длина заготовки должна быть в пределах размера А2 = 100,2-0,14, при этом остальные размеры детали А1, А3 (или В1и В3 ) и ВΔ при правильной настройке станка, будут получаться автоматически.
Далее следует выполнить расчет точности обработки одной-двух поверхностей.
Точность изготовления деталей определяется точностью выполнения размеров, точностью форм и расположения поверхностей. Разность между действительными (измеренными) и теоретическими (указанными в чертеже) значениями отмеченных величин называют погрешностями. Общая погрешность обработки Δ в каждом конкретном случае формируется из суммы начальных (первичных) погрешностей, среди которых чаще доминируют 6 основных. Ниже приводятся их краткие характеристики:
•Δу ― погрешность, возникающая из-за упругих отжатий технологической системы под действием сил резания. Δу ― это рассеивание выполняемого размера, равное разности предельных значений отмеченных отжатий. Величину Δу ― определяют в тех сечениях заготовки, где она получается наибольшей (обычно в местах, где жесткость технологической системы минимальна). Действительные значения Δу случайны. На практике изменение их величин связано с режимом обработки, колебаниями припуска и твердости поверхностей заготовок в партии и другими причинами. В [8, 9, 26] и прочей литературе приводятся расчетные зависимости, по которым определяют предельные значения Δу для различных схем обработки. Пользуясь этими зависимостями, а также справочным материалом о жесткости технологической системы (например, из [10]), удается заранее рассчитать величину Δу для конкретных условий выполнения технологической операции;
