3.2.3. Необходимые данные для проведения расчетов
1. Конструкторские размеры детали принимаются согласно чертежу (рис. 3.7).
2. Величины минимальных припусков для обработки торцевых поверхностей на операциях № 10, 15 принимаем равными 0,2 мм.
3. Точность установки заготовки в осевом направлении на операциях № 10, 15, согласно статистическим данным принимаем равными ау = 0+0,05 мм.
4. Размер осевого отжатия режущего инструмента в технологической системе, согласно статистическим данным принимаем равными аотж = 0,15+0,05 мм.
5. Размер электрода инструмента для разрезки колец на электроискровом станке равен h = 1 мм.
3.2.4. Основные понятия и принципы определения характеристик точности технологического процесса
При выполнении 1-й части лабораторной работы для анализа точности технологического процесса используется теория размерных цепей и нормативные материалы, полученные на основании расчетных, статистических и экспериментальных данных производства основных деталей авиационных двигателей. Для анализа точности технологического процесса строится комплексная схема размерных цепей (рис. 3.8).
Рис. 3.8. Комплексная схема линейных размерных цепей
технологического процесса детали «кольцо»
Эта схема формируется при совмещении операционных эскизов технологического процесса на одном общем эскизе. Такое совмещение позволяет найти взаимосвязи между операциями всего технологического процесса и выявить все связи операционных размеров.
Построение комплексной схемы размерных цепей производится с последней операции технологического процесса. На этой, последней операции, заготовка должна иметь размеры, которые равны значениям, заданным в чертеже детали.
При построении графической схемы производится «наслаивание» припусков для каждой из ступеней обработки заготовки на операциях и производится простановка операционных размеров. Такое построение позволяет создать взаимосвязанную комплексную схему размерных связей всего технологического процесса, включая исходную заготовку.
Для выполнения части 1 а лабораторной работы каждый студент в соответствии с заданным вариантом технологического процесса разрабатывает комплексную схему размерных связей.
В качестве примера на рис. 3.7 представлена комплексная схема размерных связей для 3-го варианта (табл. 3.1) технологического процесса.
На рис. 3.8 также показаны размерные цепи, которые позволяют произвести анализ выполнения заданных в чертеже (рис. 3.7) конструкторских размеров, а также оценить величины удаляемых припусков (Zi) на операциях технологического процесса. Это позволяет произвести сравнение расчетных значений припусков с рекомендуемыми значениями.
Произведем расчет геометрических параметров технологического процесса (вариант 3) и определим значения припусков на торцевых поверхностях 1 и 2 заготовки (операция № 10, 15), а также оценим выполнение заданных в чертеже (рис. 3.7) линейных размеров К1 и К2.
В соответствии с четырьмя размерными цепями (рис. 3.8) выполним расчеты.
Цепь № 1. Анализируемый параметр – припуск Z1.
Рекомендуемое нормативное значение минимального припуска Zmin = 0,2 мм.
Общее уравнение размерной цепи № 1 имеет вид: A8 – Z1 = 0;
Тогда уравнение замыкающего звена имеет вид: Z1 = А8.
Возможные предельные значения анализируемого параметра соответственно будет иметь значения:
Z1min = 0,3 мм, Z1max = 0.44 мм.
Исходя из полученных расчетных, возможных значений припуска Z1 и рекомендуемого Zmin = 0,2 мм приходим к выводу:
величина минимального расчетного припуска несколько завышена (на 0,1 мм), по сравнению с рекомендуемой величиной;
фактическая величина припуска вполне достаточна для обеспечения качественной обработки торца 2 заготовки.
Цепь № 2. Анализируемый параметр – конструкторский размер К1.
Заданные значения размера К1 , согласно чертежу (рис. 3.7) равны:
К1 min = 14,39 мм, К1max = 14.50 мм.
Общее уравнение размерной цепи № 2 имеет вид:
A3 – К1 – А8 = 0;
Тогда уравнение замыкающего звена имеет вид: К1 = А3 – A8.
Возможные предельные значения анализируемого параметра соответственно будет иметь значения:
К1 min = А3 min – A8 max = 14,39 – 0,49 = 14,45 мм.
К1 max = А3 max – A8 min = 15,00 – 0,30 = 14,70 мм.
Исходя из полученных расчетных, возможных значений конструкторского размера К1 и заданных значений, приходим к выводу:
1. Фактические расчетные значения анализируемого параметра К1 не обеспечивают заданных в чертеже детали (рис. 3.7)
К1 факт = 14,7- 0,25 мм, К1зад = 14,7- 0,11 мм.
2. 3-й вариант технологического процесса неприемлем для изготовления детали «кольцо».
Цепь № 3. Анализируемый параметр – конструкторский размер К2.
Заданные значения размера К2 , согласно чертежу (рис. 3.7) равны: К2 max =10,50 мм, К2 min = 10,07 мм.
Общее уравнение размерной цепи № 3 имеет вид:
A2 + К2 – А3 = 0.
Тогда уравнение замыкающего звена имеет вид: К2 = А3 – A2.
Возможные фактические предельные значения анализируемого параметра соответственно будет иметь значения:
К2 max = А3 max – A2 min = 15,00 – 4,50 = 10,50 мм.
К2 min = А3 min – A2max = 14,89 – 4,80 = 10,09 мм.
Исходя из полученных расчетных, возможных значений конструкторского размера К1 и заданных значений приходим к выводу:
1. Фактические расчетные значения анализируемого параметра К2 находится в пределах заданных значений конструкторского размера детали (рис. 3.7)
К2 факт = 10,5- 0,41 мм, К2 зад = 10,50- 0,43 мм.
2. Но 3-й вариант технологического процесса неприемлем для изготовления детали «кольцо» т. к., создает брак.
Цепь № 4. Анализируемый параметр – припуск Z2.
Рекомендуемое нормативное значение минимального припуска Zmin = 0,2 мм.
Общее уравнение размерной цепи № 1 имеет вид:
A1 – Z2 - А3 + А2 = 0;
Тогда уравнение замыкающего звена имеет вид:
Z2 = А1 – А3 + А2.
Возможные предельные значения анализируемого параметра соответственно будет иметь значения:
Z2 max= А1max – А3min + А2max = 11,32 –14,89 + 4,80 = 1,21 мм.
Z2 min = А1 min – А3max + А2 min = 10,87 –15,00 + 4,50 = 0,37 мм.
Исходя из полученных расчетных, возможных значений припуска Z2 и рекомендуемого Zmin = 0,2 мм приходим к выводу:
1. Величина минимального расчетного припуска на операции
№ 10 несколько завышена (на 0,17 мм), по сравнению с рекомендуемой величиной, но фактическая величина припуска достаточная для обеспечения качественной обработки торца 1 заготовки.
2. Фактическая величина припуска вполне достаточна для обеспечения качественной обработки торца 1 заготовки.
3. Имеет место значительная неравномерность удаляемого припуска Z2.
Общие выводы по анализу 3-го варианта технологического процесса показывают:
1. Не обеспечивается заданный конструкторский размер К1.
2. Припуск для обработки торцевых поверхностей 1 и 2 распределен неравномерно:
Z1 max = 0.44 мм Z1 min = 0,3 мм,
Z2 max =1,21 мм Z2 min = 0,37 мм.
3. Данный технологический процесс неприемлем.
Полученные данные по анализу 3-го варианта можно использовать при выборе оптимального технологического процесса. В выборе лучшего варианта используются расчетные данные всех студентов, которые выполняют данную лабораторную работу.
Для выполнения части 1 б лабораторной работы при анализе технологических схем [4] и расчете настроечных размеров на операциях технологического процесса также используется теория размерных цепей.
В этом случае рассматриваются размерные цепи на уровне технологической системы, т. е., при расчетах учитываются изменения, происходящие при установке и обработке заготовок на станке. В этом случае, при анализе технологических схем, в качестве замыкающих звеньев размерных цепей выступают операционные размеры. При расчете настроечных размеров в качестве замыкающих звеньев используются размеры, зависящие от процессов обработки.
В качестве примера выполним расчет части 1 б лабораторной работы для 3-го варианта технологического процесса (табл. 3.1), несмотря на то, что выводы по части 1 а показали неприемлемость данного варианта (см. выводы по части 1 а).
Расчеты в этой части работы проведем в два этапа.
На первом этапе построим технологическую схему точности и определим возможность выполнения анализируемого операционного размера на настроенном станке в автоматическом цикле.