РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ ОБРАБОТКИ ОСНОВНЫХ ОТВЕРСТИЙ

Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет − УПИ»
В.Б. Грахов, В.Б. Федоров
РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ ОБРАБОТКИ ОСНОВНЫХ
ОТВЕРСТИЙ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
Учебное электронное текстовое издание
Подготовлено кафедрой «Технология машиностроения »
Научный редактор: проф., канд. хим. наук С.И. Солонин
Методические указания к расчетно-графической самостоятельной работе по дисциплине «Размерный анализ и принятие
технологических решений» для студентов всех форм обучения специальности 120100 – Технология машиностроения.
В методических указаниях приводится содержание расчетнографической работы по размерному анализу технологического процесса обработки корпусной детали, указываются требования к оформлению и особенности выполнения расчетно-графической работы.
© ГОУ ВПО УГТУ−УПИ, 2005
Екатеринбург
2005
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО–ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ................................... 3
2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАЗМЕРНОГО АНАЛИЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ.............................................. 3
2.1. Цель размерного анализа.............................................................................. 3
2.2. Методика выявления технологических размерных цепей ........................ 3
2.3. Технологические размерные цепи с векторными погрешностями .......... 7
3. БАЗИРОВАНИЕ ЗАГОТОВОК КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКЕ............................................................................................................................ 10
4. ПРИМЕР РАЗМЕРНОГО АНАЛИЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ОБРАБОТКИ КОРПУСНОЙ ДЕТАЛИ................................................................................. 14
4.1. Составление схем размерных связей и выявление технологических
размерных цепей ............................................................................................... 17
4.2. Определение значений допусков ............................................................. 21
4.3. Определение номинальных значений технологических размеров....... 21
5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАЗМЕРНЫХ РАСЧЕТОВ .................... 26
6. ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ.....................................................29
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.......................................................................................30
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 2 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
1. ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО–ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Целью расчетно-графической работы является получение практических навыков расчета промежуточных операционных размеров и обоснование припусков путем решения локальных технологических размерных цепей при обработке основных отверстий корпусных деталей из литых заготовок.
В ходе выполнения расчетно–графической работы необходимо:
• для корпусной детали в соответствии с заданием разработать схему базирования заготовки и технологический процесс механической обработки технологических баз и заданных сопряженных отверстий для условий серийного
производства. Выполнить карты эскизов и операционные карты на операции
подготовки баз и обработки заданного отверстия;
• составить размерную схему технологического процесса и построить граф
размерных связей;
• рассчитать все промежуточные операционные размеры, припуски и размеры
заготовки. Итоги расчета представить в виде пояснительной записки с таблицами результатов расчета: конструкторских, технологических размеров и
припусков. В таблице технологических размеров указать метод получения
размера, а в таблице припусков – предельные значения припусков и максимальную неравномерность припуска обрабатываемого отверстия.
2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАЗМЕРНОГО АНАЛИЗА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
2.1. Цель размерного анализа
Цель размерного анализа технологических процессов механической обработки деталей заключается в определении операционных размеров с допусками
на них, обеспечивающих заданную чертежом точность конструкторских размеров и предельных значений припусков.
Размерный анализ выполняют после того, как разработан маршрутный технологический процесс обработки заготовки детали, определены технологические установочные и настроечные базы, для каждой поверхности установлено
число и последовательность переходов и на картах эскизов проставлены размерные линии операционных размеров.
2.2. Методика выявления технологических размерных цепей
Методика выявления линейных размерных цепей рассмотрена на примере
анализа технологического процесса обработки втулки на токарно–револьверном станке (рис. 1, а). Для упрощения показаны лишь позиции, на которых
обрабатывают торцевые поверхности. На рисунке и далее в тексте конструкГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 3 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
торские размеры, заданные на чертеже, обозначены буквой К, технологические,
включая размеры исходной заготовки, – буквой L, припуски – буквой Z. На исходной литой заготовке положение трех торцов определяется размерами L1 и
L2. На первой установке подрезают два торца, выдерживая размер L3 от установочной базы и размер L4 от настроечной базы обрабатываемого на данной
позиции торца. Аналогично после переустановки обрабатывают два торца, выдерживая размеры L5 и L6.
Технологические размерные цепи могут быть выявлены с помощью общей
схемы линейных размеров и припусков, отражающей размерные связи поверхностей заготовки в процессе обработки. В верхней части схемы (рис. 1, б) помещен эскиз детали. Поверхности детали пронумерованы в положительном направлении оси Z от 1 до 4. Они связаны конструкторскими размерами К1 = 12–0,
43 , К2 = 45–0, 25 , К3 = 80–0, 74 . В размерном анализе торцевые поверхности готовой детали пронумерованы путем умножения исходных номеров этих поверхностей на 10, что позволяет в промежутках между соседними поверхностями
размещать вновь образующиеся при механической обработке поверхности, сохраняя принцип нумерации: возрастание номера поверхности с увеличением ее
координаты по оси OZ. Например, при подрезке левого торца 10 используется
для исходной поверхности номер 9, так как она смещена относительно готовой
поверхности в направлении убывания ее координаты. При подрезке правого
торца 40 поверхность заготовки получает номер 41 и т. д. Поверхности 30 на
исходной заготовке нет. Эта поверхность образуется позднее, при растачивании
отверстия заготовки.
В ранее изданных методических материалах одного из авторов [2, 3] обозначение, кратное 10, принято для поверхностей исходной заготовки, а новые
поверхности, образующиеся при обработке, обозначены соответствующим увеличением или уменьшением номера не предыдущей, а вновь образующейся поверхности.
Замыкающими (исходными) звеньями технологических размерных цепей
являются либо конструкторские размеры (К1, К2, К3), либо припуски (Z1, Z2,
Z3), необходимые для выполнения данного технологического размера. Технологические же размеры, обеспечиваемые при механической обработке соответствующей настройкой станка, являются составляющими звеньями цепей. На
схеме размерного анализа технологического процесса, как правило, много связанных размерных цепей. Поэтому часто замыкающие звенья одной цепи входят составляющими в другие цепи. Чтобы упростить задачу решения технологических размерных цепей и избежать ошибок, следует в качестве составляющих звеньев включать только технологические размеры, обеспечиваемые в
процессе обработки. Например, для определения припуска Z2 нужно составить
уравнение Z2 = L4 – L1 – L3 + L2, а не уравнение Z2 = L4 + Z1 – L1, содержащее в правой части припуск Z1.
Для выявления технологических размерных цепей целесообразно построить
граф размерных связей (рис. 1, в), наглядно отображающий все размерные свяГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 4 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
зи между поверхностями заготовки-детали. Можно рекомендовать строить граф
таким образом, чтобы расположение вершин, моделирующих поверхности заготовки–детали, соответствовало расположению их на общей схеме размеров и
припусков (см. рис. 1, б).
Рис. 1
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 5 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
Построение начинают с исходного графа, включающего конструкторские размеры и припуски. На вертикальные разметочные линии, соответствующие поверхностям заготовки и готовой детали, наносят сверху вниз, начиная с готовой
детали, ряд вершин, обозначающих обрабатываемые поверхности. Вершины 10,
9, 20, 19, 40 и 41 соединяются ребрами с условным обозначением припусков
зигзагообразными линиями. Конструкторские размеры соединяют вершины 10,
20, 30 и 40 (двойные линии). В результате нанесения на граф ребер–припусков
и ребер–конструкторских размеров должен получиться исходный граф–дерево.
В этом графе все вершины связаны ребрами (граф связный), и в нем отсутствуют замкнутые участки (циклы).
Аналогично на тех же вершинах строится производный граф технологических размеров. Он также должен быть связным и без циклов. Отсутствие связности свидетельствует о том, что на картах эскизов и схеме размерных связей
отсутствует соответствующий размер. Наличие в графе циклов свидетельствует
о лишних размерах, которые необходимо исключить. Исходный и производный
графы, построенные на общих вершинах, называют совмещенным графом (рис.
1, в). Технологические размеры на совмещенном графе нанесены тонкими
сплошными линиями.
Технологические размерные цепи на совмещенном графе выявляют в следующей последовательности:
• выделяют две вершины, связанные ребром исходного графа, отображающим
в технологической размерной цепи замыкающее звено (конструкторский
размер или припуск), которое в дальнейшем будем называть исходным звеном;
• устанавливают маршрут замыкания конца данного ребра исходного графа
(вершина с большей координатой) с его началом по ребрам производного
графа (технологическим размерам);
• составляют уравнение технологической размерной цепи с определением
знаков звеньев. Например, вершины 20 и 40, соединенные ребром исходного
графа (конструкторским размером) К2, замыкаются ребром производного
графа L5 (технологическим размером).
Для определения знаков звеньев всем ребрам как исходного, так и производного графов условно приписывается направление, соответствующее направлению оси координат, т. е. от вершины с большим номером к вершине с меньшим номером. При составлении уравнения исходное звено заносится в левую
его часть с положительным знаком. Остальные звенья располагаются в правой
части. Их знаки определяют при обходе выделенного контура замыкания исходного звена через ребра производного графа (технологические размеры) в
направлении, противоположном направлению исходного звена размерной цепи.
Если направление обхода контура совпадает с направлением звена производного графа, оно входит в уравнение с положительным знаком (увеличивающее
звено), если не совпадает – с отрицательным (уменьшающее звено). Например,
припуск Z2 замыкается по маршруту: L1, L2, L3, L4. Направление звеньев L2 и
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 6 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
L4 совпадает с направлением обхода, а звеньев L1 и L3 – не совпадает. Размерная цепь имеет следующий вид:
Z2 = L2 + L4 – L1 – L3.
Более подробно данная методика построения размерных схем и решения
технологических размерных цепей изложена в источниках [2 и 3].
2. 3. Технологические размерные цепи с векторными погрешностями
В размерном анализе часто приходится сталкиваться с обработкой поверхностей вращения, номинально соосных, но имеющих значительную погрешность соосности. На рис. 2, а показаны две условные поверхности 1 и 2, оси которых обозначены соответственно О1 и О2, а погрешность соосности – Е. Например, при растачивании отверстия литой или предварительно обработанной
втулки, закрепленной в самоцентрирующем патроне токарного станка, возникает погрешность соосности, обусловленная погрешностью заготовки в пределах
заданного допуска соосности Е1 (на рис. 2, б обозначенного Е) и погрешностью
установки в самоцентрирующем патроне Е2. Величина этих двух составляющих Е1 и Е2 обусловлена технологией (допуском соосности заготовки и регламентированной погрешностью приспособления), а их направление носит случайный характер. Результирующая погрешность соосности ЕS (рис. 2, в) получается в результате векторного сложения погрешностей Е1 и Е2. Аналогичное
положение возникает при обработке короткого валика (рис. 2, г).
В результате радиального биения обрабатываемой поверхности возникает
неравномерность припуска. Если условно считать на рис. 2, а окружность 1 поверхностью отверстия до обработки, окружность 2 – поверхностью отверстия
после обработки, а погрешность Е – результирующей погрешностью соосности
ЕS, то величина неравномерности припуска ∆ Z = Z2 – Z1 равна (с некоторым
приближением) удвоенной погрешности соосности ЕS. При обработке заготовок деталей вращения (валов, втулок, дисков) с явно выраженным векторным
характером погрешностей соосности межоперационные размеры можно рассчитывать вероятностным методом [2] или аналитическим расчетом припусков
[1] с учетом пространственных отклонений Е1 на предыдущем переходе (операции) и погрешности установки Е2 на данном переходе.
При обработке заготовок корпусных деталей ряд технологических размерных цепей содержат как линейные, так и диаметральные размеры. В размерном
анализе цепи с такими звеньями целесообразно рассчитывать на максимум –
минимум, спроектировав смещения осей отверстий на направление замыкающего звена. Номинальное значение этих звеньев равно нулю, а допуск располагается симметрично, поэтому такие звенья называют симметричными. На схеме
размерных цепей и на графе симметричным звеньям присваивают определенное направление.
Например, на рис. 2, д показана операция растачивания отверстия (поверхность 10) заготовки корпусной детали с заданным размером отливки L1. При
подготовке базы сверлят и развертывают отверстие под установочный палец,
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 7 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
при этом выдерживают размер L3. При растачивании в приспособлении обеспечивается размер L4 от оси установочного пальца до оси растачиваемого отверстия. На рис. 2, е приведена размерная схема данного фрагмента технологического процесса.
Рис. 2
Результирующее смещение осей (погрешность соосности) ES определяется
следующими составляющими размерной цепи:
• допуском размера исходной заготовки L1;
• допуском технологического размера L3 на сверлильной операции;
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 8 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
• максимальным смещением обрабатываемой заготовки при базировании на
установочный палец 2⋅E1, равным максимальному диаметральному зазору
между отверстием и пальцем (погрешность базирования);
• допуском технологического размера L4.
В уравнении данной технологической размерной цепи замыкающее звено
ES и составляющее звено E1 относятся к типу симметричных. Размер E1 можно
условно отнести к уменьшающим. Тогда результирующее смещение осей рассчитывается по формуле:
ES = L4 – E1 – L1 – L3.
Номинальный размер припуска:
Z = R5 – R2,
где R2 – радиус отлитого отверстия заготовки.
Предельные значения припуска:
Zmin = R5min – R2max – ES;
Zmax = R5max – R2 min + ES.
Максимальная абсолютная неравномерность припуска в пределах одной заготовки:
∆Z = 2·ES;
относительная неравномерность, равная отношению максимального значения
припуска к его минимальной величине:
(2·ES + Z min )/Z min
Допустимо в технологических размерных цепях симметричные звенья не
учитывать, но допуск смежного звена, например L4, увеличить на величину погрешности смещения осей, однако данная методика может затруднить оценку
неравномерности припуска при растачивании отверстий.
В размерном анализе, проводимом без применения ЭВМ, для наглядности
можно обозначить оси поверхностей вращения теми же индексами, что и обрабатываемые поверхности, добавляя к ним одну тысячу (или другое постоянное
число, буквенный символ), как показано на рис. 2, е. Например, ось поверхности заготовки 9 обозначаем числом 1009, после обработки ось поверхности 10 –
1010 и т. д.
Однако при использовании существующих программ автоматизированного
размерного анализа такая индексация не позволит решить данную задачу, так
как в этих программах направление технологических размеров определяется по
возрастанию индекса в направлении координатной оси. Поэтому в исходных
данных нужно использовать разные индексы для поверхностей вращения и их
осей. Кроме того, вместо диаметральных размеров необходимо использовать их
радиусы с соответствующим уменьшением в два раза допусков и направлять
эти радиусы в сторону увеличения размера. В соответствии с этими рекомендациями следует обозначить:
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 9 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
•
•
•
•
•
•
ось отверстия до обработки – 9;
поверхность отверстия до обработки – 19;
боковую поверхность корпуса – 30;
ось базирующего отверстия – 40;
ось основного отверстия после обработки – 10;
положение оси базирующего отверстия после установки заготовки в расточное приспособление – 41.
На схеме (рис. 2, е) эти обозначения для отверстия приведены в скобках. В
рассмотренном ниже примере размерного анализа технологического процесса
(см. гл. 4) обработки корпуса подшипника использована данная методика обозначения поверхностей.
3. БАЗИРОВАНИЕ ЗАГОТОВОК КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
Основные варианты базирования заготовок корпусных деталей на станках
при механической обработке плоских поверхностей и основных отверстий в
направлении оси координат ОХ, расположенной в плоскости, параллельной основанию, показаны на рис. 3.
В первом варианте (рис. 3, а) за черновую базу принята ось 2 наружной поверхности бобышки радиусом LR1, фиксируемой, например, призматическим зажимным устройством, подводимым сверху. При этом ось отверстия 1 в отливке
может быть смещена на величину Е0, т.е. величину допускаемого смещения
стержня относительно наружных поверхностей при отливке. С этой базы обрабатывают чистовую базу в виде двух отверстий, сопрягаемых с двумя базирующими пальцами (цилиндрическим и ромбическим) установочно–зажимного
приспособления. Результирующее смещение ЕS оси 3 растачиваемого отверстия заготовки определяется размерной цепью
ЕS = L2 – L3 ± ( Е0 – Е1 ),
где ЕS – результирующее смещение растачиваемого отверстия относительно отверстия заготовки;
L2 – технологический размер, определяющий положение оси 4 развертываемого базирующего отверстия заготовки относительно базирующих элементов приспособления (оси призмы) на сверлильной операции;
L3 – технологический размер, определяющий положение оси растачиваемого
отверстия относительно оси базирующего пальца приспособления на расточной
операции;
Е0 – допустимое взаимное радиальное смещение осей отверстия и наружной
поверхности бобышки в исходной заготовке;
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 10 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
Е1 – максимальное смещение оси 4 базирующего отверстия заготовки относительно оси 5 базирующего пальца расточного приспособления, равное половине диаметрального зазора в этом сопряжении.
Рис. 3
Смещения осей являются звеньями с нулевым значением номинального
размера. Допуск такого звена в проекции на плоскость основания имеет симметричные значения предельных отклонений ± Еi, и равен удвоенному предельному значению смещения 2⋅Еi, т. е. верхнее отклонение ВО = +Еi, а нижнее
НО = – Еi.
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 11 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
При решении линейных технологических размерных цепей для определения
максимального значения замыкающего звена необходимо просуммировать увеличивающие составляющие звенья с верхними отклонениями, а уменьшающие
– с нижними. Но звенья с нулевым номинальным размером создают неопределенность. Поэтому в рассматриваемом уравнении перед скобками стоит знак ±.
Для решения размерных цепей с такими звеньями им условно задают определенное направление и в соответствии с ним относят то или иное составляющее
звено (смещение осей) к увеличивающим или уменьшающим. Например, для
схемы на рис. 3, а оси отверстий в направлении оси координат ОХ располагаются в таком порядке: 1, 3, 2, 5, 4. Тогда это уравнение технологической размерной цепи нужно записать следующим образом:
ЕS = L2 + Е0 – Е1 – L3.
В этом уравнении смещение оси Е0 является увеличивающим звеном, а Е1 –
уменьшающим, т. е. при определении максимального значения ЕS следует взять
положительное значения Е0 и отрицательное значение Е1, а при определении
минимального значения ЕS – соответственно минимальное и максимальное
значения этих величин (– Е0 и +Е1).
На рис. 3, б при сверлении и развертывании в качестве черновой базы принята наружная цилиндрическая поверхность бобышки. В этом случае уравнение
для определения смещения оси растачиваемого отверстия относительно оси отверстия в исходной заготовке имеет вид
ES = LR1 + L2 –L3 + Е0 – Е1,
где LR1 – радиус наружной поверхности бобышки;
L2 – размер от наружной поверхности бобышки до оси 4 базирующего отверстия;
L3 – технологический размер, определяющий положение оси растачиваемого
отверстия относительно оси базирующего пальца приспособления на расточной
операции.
Использование боковой поверхности корпуса в качестве черновой базы иллюстрирует рис. 3, в, где от боковой поверхности задан размер L2 до оси 4 базирующего отверстия заготовки. Смещение оси 3 растачиваемого отверстия относительно оси основного отверстия исходной заготовки выражается зависимостью
ЕS = L1 + L2 – L3 – Е1,
где L1 – размер исходной заготовки от оси отлитого отверстия до базирующей поверхности заготовки (черновой базы);
L2 – технологический размер от базирующей поверхности до оси развертываемого базового отверстия (чистовой базы);
L3 – технологический размер от оси установочного пальца до оси растачиваемого отверстия заготовки;
Е1 – максимальный радиальный зазор между базирующим отверстием заготовки и установочным пальцем приспособления.
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 12 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
На рис. 3, г приведена схема растачивания основного отверстия с черновой
базы за одну установку, в качестве которой выбрана боковая поверхность корпуса. В этом случае величина смещения оси растачиваемого отверстия ES относительно оси отлитого отверстия заготовки выражается уравнением
ES = L1 – L2 ,
где L1 – размер исходной заготовки от оси отлитого отверстия до боковой
поверхности заготовки корпуса (базы);
L2 – выдерживаемый технологический размер от базирующей поверхности
до оси растачиваемого отверстия.
На рис. 3, д показан корпус с отверстиями LR1 и LR3 на расстоянии L5
(размер заготовки). Число вариантов базирования и способов обеспечения заданного межосевого расстояния L6 существенно возрастает, и их невозможно
рассмотреть в данных методических указаниях. Задачи такого размерного анализа решают последовательно, используя описанные выше принципы.
В направлении 0Z в качестве чистовой базы обычно используют плоскость
основания (рис. 4), которую обрабатывают на одной из первых операций. На
рис. 4, а эта плоскость обрабатывается от оси 2 наружной поверхности бобышки для отверстия. Для базирования (черновая база) используют, например, самоцентрирующее приспособление с призмами, выдерживая при обработке
плоскости размер L1. При растачивании же основного отверстия выдерживается размер L2 от плоскости основания до оси 3 растачиваемого отверстия. В
этом случае уравнение смещения оси растачиваемого отверстия имеет вид
ЕS = L1 – L2 – Е0,
где L1 – размер от оси наружной поверхности бобышки до фрезеруемой
плоскости;
L2 – размер от плоскости основания до оси 3 растачиваемого отверстия;
Е0 – допускаемое смещение оси отлитого отверстия относительно наружного диаметра бобышки.
Если при обработке плоскости основания в качестве черновой базы использовать наружную поверхность бобышки, а не ее ось (рис. 4, б), то уравнение
смещения оси 3 растачиваемого отверстия имеет вид
ЕS = LR1 + L3 – L2 + Е0,
где L2 – технологический размер от черновой базы до фрезеруемой плоскости основания;
L3 – выдерживаемый при растачивании размер от оси 3 до плоскости основания;
LR1 – радиус отливаемой бобышки.
Если в качестве черновой базы (рис. 4, в) используют ось отлитого отверстия (по разметке или с помощью конических пальцев), то уравнение смещения
оси 3 растачиваемого отверстия имеет вид
ЕS = L2 – L1,
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 13 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
где L2 – размер от оси 1 отлитого отверстия до фрезеруемой плоскости основания;
L1 – размер от плоскости основания до оси 3 растачиваемого отверстия.
Иногда в качестве черновой базы используют верхнюю плоскость основания, тогда уравнение смещения оси 3 растачиваемого отверстия
относительно оси заготовки имеет вид
ES = L3 – L1 – L2,
где L1 – толщина обрабатываемой плоскости основания;
L2 – размер заготовки от базы до оси отверстия заготовки;
LR1 – размер от плоскости основания (чистовой базы) до оси растачиваемого отверстия.
Указания по размерному анализу межосевых расстояний для системы отверстий приведены выше (см. пояснения к рис. 3, д).
4. ПРИМЕР РАЗМЕРНОГО АНАЛИЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ КОРПУСНОЙ ДЕТАЛИ
Для корпуса редуктора (рис. 5), изготавливаемого из литой заготовки, спроектирован следующий маршрутный технологический процесс:
1) торцевое фрезерование поверхности 1 с установкой заготовки на верхнюю поверхность основания (базовая поверхность 3);
2) сверление четырех крепежных отверстий 2 и 15 и развертывание двух из
них для установки на расточных операциях;
3) фрезерование (торцевое зенкерование) площадок в поверхности 3 под
шайбы крепежных болтов (базирование по плоскости 1 и двум отверстиям);
4) фрезерование торцов бобышек для основных отверстий 8 и 12 (базирование по плоскости 1 и двум отверстиям);
5) предварительное и чистовое растачивание основного отверстия 12 по
Н11 и Н8 с базированием по плоскости 1 и двум отверстиям;
6) предварительное и чистовое растачивание основного отверстия 8 с этого
же комплекта баз.
В процессе обработки верхнего основного отверстия участвуют следующие
поверхности:
1 – плоскость основания;
2 – ось левого отверстия для установочного пальца;
3 – площадка под шайбу и крепежную гайку;
4, 5 – боковые поверхности корпуса;
10 – ось отлитого и расточенного основного отверстия корпуса; 11 – ось двух
цилиндрических приливов (бобышек) для основного отверстия корпуса;
12 – поверхность отлитого и расточенного основного отверстия корпуса;
13 – наружные цилиндрические поверхности бобышек.
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 14 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
Рис. 4
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 15 из 31
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
Рис. 5
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 16 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
4. 1. Составление схем размерных связей и выявление технологических
размерных цепей
В размерном анализе рассмотрены схемы двух проекций размерных связей.
На схемах приняты следующие обозначения:
• К – конструкторский размер;
• Z – припуск (на сторону);
• L – линейный технологический размер;
• LR и LD – технологические диаметральные размеры (соответственно радиус и диаметр);
• Е – смещение осей отверстий, обеспечиваемое технологией (допуск);
• ES – результирующая погрешность смещения осей отверстий до и после
обработки.
В первой проекции схемы размерного анализа (рис. 6, а) учтены размеры заготовки (в скобках приведен код размера):
• радиус отлитого отверстия LR1 (102, 118);
• радиус наружной поверхности бобышки LR2 (110, 130);
• смещение осей основного отверстия и наружной поверхности бобышки Е0
(102, 110);
• размер от боковой поверхности отливки до оси отлитого отверстия (40,
102).
Необходимо выдержать следующие чертежные размеры: К1 = 75+0, 046;
К2 = 160,0 ± 0,5; К3 = 80,00 ± 0,25; К4 = 120,0 ± 1,2; К5 = 65,0 ± 0,5.
После фрезерования плоскости основания на операции 05 (Ф1) на сверлильной операции 10 (Св) заготовка базируется на плоскость основания и боковые
поверхности 40 и 50. По координатной оси 0Х выдерживаются размеры L4 (40,
20) от боковой стенки корпуса до оси развертываемого левого базирующего отверстия и L5 (20, 150) до оси правого базирующего отверстия.
На расточной операции 25 (Р1, Р2) заготовка базируется отверстием с осью
20 на цилиндрический палец и отверстием с осью 150 на ромбический палец.
В размерном анализе участвуют только оси установочных пальцев и базирующих отверстий, взаимное смещение которых возможно лишь в пределах
радиального зазора Е1 между поверхностями базирующего отверстия заготовки
и установочного пальца приспособления. Для упрощения размерной схемы эти
поверхности на неё не нанесены. На схеме ось базирующего отверстия обозначена номером 20, а ось соответствующего цилиндрического пальца приспособления – номером 21. При последующей переустановке заготовки ось пальца
может занять другое положение в базирующем отверстии. Это положение оси
обозначают следующим порядковым номером (22 и т. д.).
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 17 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
Рис. 6
Если предварительное Р1 (размер LR7) и чистовое Р2 (размер LR9) растачивание отверстия осуществляют, как в данном примере, в одной операции 25 без
переустановки заготовки, то положение оси растачиваемого отверстия может
измениться лишь в пределах упругой деформации технологической системы,
что может составлять до 4–6% от неравномерности припуска на предыдущем
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 18 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
рабочем ходе (на схеме ЕS1). Во многих случаях такой погрешностью можно
пренебречь и считать положение оси растачиваемого отверстия неизменным.
Ниже, при расчёте размерных цепей рассматриваемого примера, проведена численная оценка такой погрешности.
Для стабильного обеспечения заданной точности 8–го квалитета необходимо 3 – 4 перехода. В данном примере условно принято 2 перехода – предварительное и чистовое растачивание соответственно по 11-му и 8-му квалитетам
точности.
На расточной операции 25 основное отверстие растачивают предварительно
на диаметр 2·LR7, а затем начисто, выдерживая размер L8 от оси установочного
пальца. При этом погрешность базирования при установке на два пальца 2·Е1
равна максимальному зазору между отверстием и пальцем, равному 0,06 мм
(для Φ10 Н8/f7). Вследствие возникающего смещения осей отверстия ES1 до и
после растачивания припуск по окружности может оказаться неравномерным.
Ниже размерной схемы показан совмещенный граф размерного анализа обработки основного отверстия корпуса по рассмотренному технологическому
процессу (рис. 6, б). На графе технологические размеры Li и смещения осей,
обеспечиваемые технологией Еi, обозначены дугами обычной толщины, конструкторские размеры Кi – дугами удвоенной толщины, припуски Zi – дугами с
зигзагом, а результирующие смещения осей ЕSi – дугами с волнообразным зигзагом.
Исходные данные для расчета технологических размерных цепей приведены в табл. 1.
Таблица 1
Исходные данные для расчета размерных цепей по оси ОХ
№
уравнения
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Размерная цепь
К1 = 2·LR9
К2 = L5
К3 = L8 + E1
K4 = 2·LR2
K5 = L8 – L4 + E1
ЕS1 = L8–L4–
L3+Е1–ES2
ЕS2 = L8–L4–
L3+Е1–ES1
Z1 = LR7– LR1+ES1
Z2 = LR9– LR7– ES2
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Допуск
исходного
звена
Средний
допуск
Очередность
Опредерасчета
ляемый
размера
размер
допуска
0,046
1,0
0,5
2,4
1,0
0,046
1,0
0,5
2,4
0,5
1
4
2
5
3
1
2
3
4
5
LR9
L5
L8
LR2
L4
–
–
–
6
L3
–
–
–
6
L3
–
–
–
–
–
–
8
7
LR2
LR7
Стр. 19 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
При решении размерных цепей следует учитывать, что смещения осей, как
технологические Еi, так и результирующие ЕSi, есть проекции векторных погрешностей на соответствующую координатную ось.
Поэтому эти звенья относятся к симметричным, т. е. номинальный их размер равен нулю, а верхнее и нижнее отклонения при расчете на максимум –
минимум равны предельному смещению осей (0 ± Еi или 0 ± ЕSi).
При заполнении данной таблицы необходимо учитывать ряд особенностей,
обусловленных наличием в размерных цепях симметричных звеньев, которые
отражают погрешности смещения осей обрабатываемых поверхностей вращения.
Во-первых, в размерных цепях, включающих смещения осей, количество
замыкающих звеньев, а следовательно и количество уравнений, необходимых
для определения параметров технологических размеров, может оказаться
меньшим, чем количество технологических размеров. Недостаточное число
уравнений может быть обусловлено включением в число технологических размеров погрешностей, вызванных смещением осей базирующих элементов технологической системы. Данные погрешности могут быть определены вне общей системы уравнений. Например, необходимый радиальный зазор между базирующими отверстиями заготовки и установочными пальцами приспособления (цилиндрическим и срезанным) может быть определен исходя из возможности установки заготовки в приспособление. Этот зазор и определяет максимальную величину смещения заготовки на пальце при установке её в приспособление (напомним, что номинальный размер симметричного звена равен нулю). Поэтому при оценке необходимой точности технологических размеров
(столбец «средний допуск» табл. 1) из суммарного допуска вычитают уже определенные допуски смещения осей Еi. Например, для посадки отверстия на
палец Ф10 Н8/f7 максимальный радиальный зазор Е1 = 0,03 мм.
Во-вторых, в исходных условиях, как правило, не задаются предельно допустимые смещения осей. Эти погрешности компенсируются соответствующим
увеличением припуска при обработке отверстий или наружных цилиндрических поверхностей. Поэтому точность соответствующих технологических размеров назначают исходя из экономической точности применяемого метода обработки. А при определении предельных значений припусков оценивают возможную неравномерность припуска, обусловленную смещением положения
оси обрабатываемой поверхности вращения до и после обработки.
При большой неравномерности припуска обрабатываемого отверстия есть
основание предполагать, что за первый рабочий ход смещение оси обрабатываемой поверхности не будет полностью исправлено, т. е. при втором рабочем
ходе останется некоторая неравномерность припуска. Например, на размерной
схеме (рис. 6, а) из общего смещения оси при растачивании основного отверстия за первый рабочий ход будет устранена лишь его часть ЕS1, а оставшаяся
часть смещения ЕS2 устраняется лишь вторым рабочим ходом при чистовой
обработке.
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 20 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
В этом случае составляют систему из двух уравнений:
ЕS3 = ES1 + ES2;
ES3 = L8 – L4 – L1 + E1,
при этом на второй рабочий ход остается 5% общей погрешности смещения
осей ЕS3.
4.2. Определение значений допусков
Допуск размера 2·LR9 принимаем равным конструкторскому размеру. Допуск
размеров L8 и L4 определяем с учётом погрешности смещения осей 2·Е1.
2·ТLR9 = ТК1 = 0,046 (+0,046)
ТL8 = ТК3 – 2·E1 = 0, 5 – 0, 06 = 0, 44 (±0,22)
TL4 = TK5 – TL8 – 2·Е1 = 1,0 – 0,44 – 0,06 = 0,5
Принимаем ТL4 = 0,50 (±0,25).
На два отверстия, используемых для базирования, назначаем допуск по 8-му
квалитету 0,027 мм. Допуск на межосевое расстояние между крепежными отверстиями рассчитывается следующим образом: ТL5 = ТК2 = 1,0 мм (±0,5). На
межосевое расстояние для двух базирующих отверстий назначаем допуск 0, 04
мм (±0,02), обеспечивающий установку заготовки на круглый и срезанный
пальцы при минимальном зазоре, равном 0,016 мм, для посадки диаметром 10
мм Н8/f7,.
Допуск на размер 2·LR2 (поверхность не обрабатывается) равен допуску на
размер К4 литой заготовки – 2,4 мм (±1, 2).
4.3. Определение номинальных значений технологических размеров
Из уравнения (1) (табл. 1) определяем размер LD9 = 2·LR9 = 75+0, 046. Принимаем размер LD9 = 75+0, 046.
Из уравнения (2) определяем размер L5 = 160,0 ± 0,5. Для двух базирующих
отверстий, расположенных по диагонали, L5 = 160,00 ± 0,02. Размеры двух крепежных отверстий равны10+0, 18. Для двух других (базирующих) отверстий диаметр равен 10+0, 027.
Из уравнения (3) определяем размер L8. Номинальное значение L8 = K3, так
как E1ном = 0. Отсюда L8 = 80,00 ± 0,22.
Из уравнения (4) определяем размер LD2 = 2·LR2 = К4. Принимаем LD2 =
120,0 ± 1,2.
Из уравнения (5) определяем номинальное значение размера L4.
L4 = L8 – К5 + Е1 – ES1 – ES2
Так как допуски размеров L8, К5, и L4 симметричны, а номинальные значения величин Е1, ЕS1 и ЕS2 равны нулю, принимаем номинальное значение размера L4 = 15,00 ± 0,22.
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 21 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
Из уравнения (6), учитывая предыдущее условие и допуск размера отливки
ТL3 = 2,2 мм
L3 = L8 – L4 + E1 – К5 – ЕS1 – ЕS2.
Принимаем L3 = 65,0 ± 1,1.
Предельное смещение оси расточенного отверстия 100 (рис. 6, б) относительно оси отверстия заготовки 102 составляет:
2· (ЕS1 + ЕS2) = ТL8 + ТL4 + ТL1 + 2· Е1 = 0,5 + 0,44 + 2,2 + 0,06 = 3,2 мм
Принимаем, что при предварительном растачивании это смещение уменьшается до 5 % начального значения. Тогда максимальное смещение осей на
предварительном растачивании составляет 3,0 мм (±1,5), а на чистовом растачивании – 0,16 мм (±0,08).
Из уравнения (9) определяем диаметр предварительно расточенного отверстия LD7. Минимальный припуск на чистовое растачивание равен 200 мкм [1,
табл. 10, с. 185].
LR7max = LR9min – Z min – ЕS2 max = 37,5 – 0,2 – 0,08 = 37,22
Допуск размера LD7 по 10-му квалитету равен 0,12 мм. Принимаем размер
LD7 = 74,3 + 0,12. Предельные значения припуска:
Z2 min = LR9 min – LR7 max – ЕS2 = 37,5 – 37,21– 0,08 = 0, 21
Z2 max = LR9 max – LR7 min + ЕS2 = 37,523 – 37,15 + 0,08 = 0,381.
Максимальная неравномерность припуска при чистовом растачивании равна удвоенной величине ЕS2 и составляет 0,16 мм.
Из уравнения (8) определяем размер LD1 (2 LR1). Допуск на литейный размер LD1 составляет 2,2 мм (±1,1). Для предварительного растачивания наименьший припуск Z1 min = 500 мкм [1, табл. 6, с. 182].
Тогда
LR1 max = LR7 min – Z1 min – ЕS1 = 37,15 – 0,5 – 1,5 = 35,15
LD1 max x = 70,3 мм. Принимаем LD1 = 69,0 ± 1,1.
Тогда
Z1 min = LR7min – LR2 max – ЕS1 = 37,15 – 35 – 1,5 = 0,65
Z1 max = LR7 max – LR2 min + ЕS1 = 37,21 – 33,95 + 1,5 = 4,76
Максимальная неравномерность припуска при предварительном растачивании равна удвоенной величине ЕS1 и составляет 3 мм.
Итоги расчета сведены в табл. 2, 3 и 4.
На рис. 7 представлена размерная схема и граф второй проекции заготовки.
Исходные данные для расчета и размерные цепи приведены в табл. 5. Совпадающие на двух проекциях диаметральные размеры и оси этих поверхностей
имеют одно и то же обозначение: LR1, LR2, LR7, LR9, ЕS1 и ЕS2. Так как условия обеспечения этих размеров в направлении осей X и Z различны, то из двух
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 22 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
полученных расчетных значений размера выбирается тот, который обеспечивает больший припуск.
Таблица 2
Технологические размеры в направлении оси ОХ
Технологический
размер
Метод обеспечения
размера
Литьё по 9-му классу
точности
–"–
–"–
Сверление и развертывание
по кондуктору
–"–
Двух отверстий
Предварительное
растачивание
Растачивание чистовое
–"–
L3
LD1
LD2
L4
L5
L5
LD7
L8
LD9
Численная величина
размера с допуском
65,0 ± 1,1
69,0 ± 1,1
120,0 ± 1,2
15,00 ± 0,25
160,0 ± 0,5
160,00 ± 0,02
74,3+0, 12
80,00 ± 0,25
75+0, 046
Таблица 3
Конструкторские размеры в направлении оси ОХ
Обозначение размера
K1
K2
K2
K3
К4
K5
Численная величина
Задано
75+0, 046
160,0 ±0,5
160,0±0,5
80,0±0,5
120,0±1,2
65,0±0,5
Обеспечивается
75+0, 046
160,0 ±0,5
160,00±0,02
80,0±0,5
120,0±1,2
65±0, 47
Коэффициент
Запасы
использования
допуска
допуска
по ВО по НО
1,0
–
–
1,0
–
–
0,04
0,48
0,48
1,0
–
–
1,0
–
–
0,94
0,03
0,03
Таблица 4
Припуски в направлении оси ОХ
Припуск
Z1
Z2
Минимальный,
мм
0,65
0,21
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Максимальный,
мм
4,76
0,38
Неравномерность,
мм
3,0
0,16
Стр. 23 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
Рис. 7
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 24 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
Таблица 5
Исходные данные для расчета размерных цепей по оси OZ
Очередность расДопуск
Опреде№
чета
исход- Средний
Размерная цепь
ляемый
уравного
допуск
размер
нения
допуска зазмера
звена
1
К1 = 2·LR9
0, 023
0,023
1
1
LR9
2
К4 = 2·LR2
2,4
2,4
4
4
LR2
3
К6 = L13
0,52
0,52
3
2
L13
4
К7 = L14
0,5
0,5
2
3
L14
ЕS1 = L1 – L10 +
–
–
5
9
L10
+ L12 + L14 –
–
– ЕS2
ЕS2 = L11– L10 +
6
+ L12 + L14 –
9
L10
–
–
–
– ЕS1
Z1 = LR7 – LR2 –
7
8
LR2
–
–
–
– ES1
Z2 = LR9 – LR7 –
8
7
LR7
–
–
–
– ES2
9
Z3 = L11 – L12
6
L11
–
–
–
10
Z4 = L13 – L12
5
L12
–
–
–
В результате решения размерных цепей по рассмотренной выше методике
получены результаты, представленные в табл. 6, 7, 8.
Таблица 6
Технологические размеры в направлении оси ОZ
Численная велиТехнологический Метод обеспечения размечина размера с
размер
ра
допуском
Литье по 9–му классу точLD1
67,0 ± 1,1
ности
LD2
,,
120,0 ± 1,2
L10
,,
93,0 ± 1,0
L11
,,
24,0 ± 1,0
L12
Фрезерование однократное
21,0 ± 0,26
L13
Торцевое зенкерование
20–0, 52
Растачивание предвариL14
90,00 ± 0,25
тельное и чистовое
Растачивание предвариLD7
74,2+0, 12
тельное
75+0, 046
LD9
Растачивание чистовое
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 25 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
Таблица 7
Конструкторские размеры в направлении оси ОZ
Обозначение
размера
К1
К4
К6
К7
Численная величина
Задано
75+0, 046
120,0 ± 1,2
20–0, 52
90,00 ± 0,25
Обеспечивается
75+0, 046
120,0 ± 1,2
20–0, 52
90,00 ± 0,25
Коэффициент
использования
допуска
1
1
1
1
Запасы допуска
по ВО по НО
–
–
–
–
–
–
–
–
Таблица 8
Припуски в направлении оси ОZ
Припуск
S1
S2
S3
S4
Минимальный,
мм
0,6
0,2
1,5
0,74
Максимальный, Неравномерность,
мм
мм
6, 7
4, 9
0,53
0,26
4,0
–
4,0
–
Примечание. При определении минимальных припусков S3 и S4, кроме Rz + h учтено коробление плоскости 0,2 мм.
5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАЗМЕРНЫХ РАСЧЕТОВ
Применение ЭВМ для размерного анализа технологических процессов позволяет освободить технолога от весьма трудоемкой работы по выявлению и
решению размерных цепей, оставив за ним лишь подготовку исходных данных
и анализ результатов выполненных на ЭВМ расчетов.
Пакет прикладных программ, в дальнейшем именуемый просто программой, осуществляет автоматический поиск размеров, входящих в технологические размерные цепи, их формирование и проверку точности заданных чертежом конструкторских размеров. В программе имеются стандартные значения
допусков для линейных размеров, для штампованных заготовок и таблицы точности выполнения литых заготовок. Программа реализована на ЭВМ типа РС в
диалоговом режиме.
В отличие от известных программ, например «Ракурс» (ЧПИ), при расчете
размерных цепей производится автоматическая корректировка допусков технологических размеров, если заданный допуск конструкторского размера не обесГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 26 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
печивается при начальных допусках. Ввод допусков осуществляется либо в
численном, либо в символьном (квалитетом точности и кодом расположения
допуска) виде.
Перед вводом исходных данных необходимо с помощью команды «Поверхность» создать сетку из требуемого числа поверхностей. В случае необходимости можно добавлять поверхности и менять их нумерацию.
Ввод конструкторских размеров осуществляется при нажатой кнопке «К»
на инструментальной панели. Размер вводится путем указания начальной и конечной поверхностей размера. При этом открывается окно для ввода численных
параметров размера: квалитета точности (IT), кода расположения допуска (Н),
кода смещения расчетного поля допуска (НR), номинального размера (D) в мм,
верхнего (ТV) и нижнего (ТN) отклонений в мкм.
Если заданы численные величины отклонений, квалитет точности можно не
указывать (вводится нуль).
Код Н предусматривает три основных способа расположения допуска размера: при коде Н = 0 допуск располагается симметрично относительно номинального размера; при коде Н = 1 величина допуска откладывается вниз от заданного верхнего отклонения TV (если TV = 0, схема расположения допуска соответствует основному валу), при коде Н = 2 величина допуска откладывается
вверх от заданного нижнего отклонения TN.
С помощью кода HR поле рассеяния размера замыкающего звена (расчетное
поле допуска) располагается посередине заданного поля допуска (код HR = 0),
либо сдвигается к наибольшему (код HR = 1) или наименьшему (код HR = 2)
предельным размерам.
Если заданы квалитет точности и код расположения допуска, то в качестве
значений отклонений TV и TN можно ввести нули.
Ввод п р и п у с к о в производят при нажатой кнопке «Z». Их параметры
(минимальное и максимальное значения) вводят по аналогичной методике.
Для ввода т е х н о л о г и ч е с к и х размеров нажимают кнопку «L».
Параметры технологических размеров вводят в следующей последовательности: квалитет точности (IT), код расположения допуска размера (Н), код разрешения повышения точности размера в процессе решения размерной цепи (KU),
верхнее (TV) и нижнее (TN) отклонения.
Код KU позволяет для ряда технологических размеров автоматически производить в процессе расчета ужесточение исходных значений допусков, если
оно технически выполнимо и целесообразно. Код KU = 2 разрешает ужесточение допуска размера на 1 или 2 квалитета, код KU = 1 – на 1 квалитет, код KU =
0 запрещает изменение заданного допуска при решении технологических размерных цепей. Для размеров литых и штампованных заготовок в программе не
предусмотрены изменения исходных допусков.
Описанная выше программа рассчитана на решение размерных цепей, состоящих из линейных размеров. Решение размерных цепей, включающих поГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 27 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
грешности смещения осей диаметральных размеров, в ней не предусмотрено.
Однако, задействуя ряд специальных приёмов при вводе исходных данных,
можно использовать программу для расчета на максимум – минимум и таких
цепей.
Эти приёмы заключаются в следующем:
1. Диаметральные конструкторские и технологические размеры следует задавать радиусом, при этом допуск диаметрального размера в численном виде
также уменьшают вдвое. Задание квалитета точности приводит к ошибкам, так
как при уменьшении размера вдвое нарушается соответствие между квалитетом
точности и численной величиной допуска. По этой же причине целесообразно
отказаться от автоматического ужесточения технологических размеров
(KU = 0).
2. Результирующие смещения осей являются замыкающими звеньями размерных цепей, поэтому их параметры нужно занести в группу конструкторских
размеров с номинальным размером, равным нулю, и составить вспомогательную таблицу соответствия номера конструкторского размера номеру звена. Например, K7 = 2ES. Симметричные отклонения задают в численном виде (±ES).
Если на чертеже данная погрешность не нормируется, то величина допуска
должна быть заведомо больше суммы входящих в размерную цепь составляющих. В этом случае не будет прерываний расчетов, связанных с отрицательными значениями запасов допуска исходного звена. В дальнейшем, в процессе
расчета, путем коррекции исходных данных (режим 2 меню программы) можно
привести в соответствие заданные величины смещений с результатами расчета.
3. Величины смещения осей, обеспечиваемые при обработке технологией,
заносят в группу технологических размеров с численным значением симметричного допуска и нулевым кодом ужесточения допуска размера. Возникающее
при этом несоответствие между числом технологических размеров NX и суммой чисел исходных звеньев NA + NS следует устранить. С этой целью исходные данные смещений осей, обеспечиваемых технологией Ei, нужно ввести не
только в группу технологических размеров, но и в группу конструкторских
размеров с номинальным размером, равным нулю.
4. При анализе результатов расчета удваивают значения радиусов (диаметральные размеры) и численные значения допусков.
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 28 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
6. ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ
Для заданной корпусной детали с системой точных отверстий и плоских базирующих поверхностей выполнить размерный анализ технологического процесса механической обработки ее заготовки обычными методами расчета и на
ЭВМ. Сравнить результаты расчета и сделать соответствующие выводы.
Задание целесообразно выполнять в следующей последовательности:
• выбрать заготовку, разработать технологический процесс механической
обработки с операционными эскизами, на которых показать базы и выполняемые технологические размеры в буквенном виде;
• составить схему и граф технологических размерных цепей;
• определить технологические размеры с допусками, предельные значения припусков и их неравномерность при обработке поверхностей вращения;
• подготовить исходные данные и выполнить размерный анализ данного
техпроцесса на ЭВМ;
• сделать заключение о том, обеспечивает ли разработанный технологический процесс заданную точность конструкторских размеров, форму и
взаимное расположение поверхностей.
Чертеж детали для задания выдает преподаватель или выбирает студент, согласуя его с преподавателем. Задание выполняется на листах стандартного
формата или в тетради. Маршрутную карту техпроцесса с операционным описанием, карты эскизов и распечатки расчетов размерных цепей на ЭВМ прилагают к тексту задания.
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 29 из 31
Грахов В.Б., Федоров В.Б.
Размерный анализ обработки основных отверстий корпусных деталей.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Справочник технолога–машиностроителя: в 2 т. / под ред. А.Г. Косиловой и
Р.К. Мещерякова. М. : Машиностроение. 1985. Т. 1. 656 с.
2. Размерный анализ в курсовом и дипломном проектировании: Методические
указания по выполнению размерного анализа / сост. В.Б. Федоров.
Свердловск: УПИ, 1989. 36 с.
3. Размерный анализ технологических процессов: методические указания и задания / сост. В.Б. Федоров. Свердловск: УПИ, 1988. 32 с.
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2005
Стр. 30 из 31
Учебное электронное текстовое издание
Грахов Валерий Борисович
Федоров Виктор Борисович
РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ ОБРАБОТКИ ОСНОВНЫХ ОТВЕРСТИЙ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
Редактор Е.А. Ишунина
Компьютерная верстка О.М. Пономарева
Рекомендовано РИС ГОУ ВПО УГТУ-УПИ
Разрешен к публикации 28.11.05.
Электронный формат – PDF
Формат 60х90 1/8
Издательство ГОУ-ВПО УГТУ-УПИ
620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19
e-mail: sh@uchdep.ustu.ru
Информационный портал
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ
http://www.ustu.ru