Розмірний аналіз. 
Визначення припусків на обробку та розмірів заготовки

Розмірний аналіз. Визначення припусків на обробку та розмірів заготовки

1. Поняття розмірного аналізу При розробці технологічних процесів механічної обробки на налагоджених верстатах на кожну операцію, як правило, розробляють операційний ескіз. На ньому технолог вказує умовними позначками бази, а також оброблювані на даній операції поверхні з витримуваними розмірами і допусками на них. Ці розміри, які можуть бути проміжними або кінцевими, встановлюються технологом і називаються технологічними на відміну від конструкторських, що встановлюються конструктором при конструюванні деталі.

Кінцеві технологічні розміри можуть збігатися або не збігатися з конструкторськими, оскільки конструктор при простановці розмірів на кресленні деталі не завжди має змогу врахувати технологію її виготовлення. Технологу часто доводиться замість конструкторських розмірів встановлювати технологічні та визначати допуски на них.

Ця робота виконується на основі визначення і розрахунку технологічних розмірних ланцюгів, що виражають зв’язок розмірів оброблюваної деталі в міру виконання технологічного процесу. При незбіганні технологічних і конструкторських баз технолог змушений виконувати перерахунок розмірів та допусків від прийнятих технологічних баз.

На основі технологічних розмірних ланцюгів визначаються також проміжні припуски на обробку поверхні.

Весь наведений комплекс робіт дістав назву «розмірний аналіз технологічного процесу».

Розмірним аналізом називають сукупність розрахунково-аналітичних процедур, що виконуються при розробці та аналізі технологічного процесу. Він включає такі технологічні розрахунки:

· знаходження граничних значень величин припусків при заданих операційних і кінцевих розмірах деталі за операціями та переходами;

· визначення граничних значень якого-небудь розміру, що не заданий безпосередньо на кресленні, а одержується в результаті обробки заготовки за іншими розмірами;

· розрахунки розмірів і допусків технологічних розмірів, які виконуються замість заданих у конструкторському кресленні при зміні та незбіганні баз;

· розрахунок граничних значень операційних розмірів, що забезпечують одержання кінцевих розмірів і оптимальних значень припусків.

Розмірний аналіз дає можливість одержати розміри та їх граничні відхилення, необхідні для заповнення технологічної документації (карти ескізів, технологічних карт), креслень вихідних заготовок, розроблення карт налагодження верстата, керуючих програм, одержання технологічної з позиції механічної обробки розстановки розмірів тощо. За способом виконання розрізняють розмірний аналіз розроблюваного (проектованого) і аналіз діючого технологічних процесів.

В серійному виробництві часто замість повного розмірного аналізу (РАН) виконують, так званий елементарний розмірний аналіз, який скорочено називається ЕРАН. Цей аналіз не потребує побудови і розв’язання розмірних ланцюгів, менш трудомісткий, але й менш точний. При впровадженні технологічного процесу у виробництво часто доводиться коректувати допуски на міжопераційні розміри, тому процес впровадження технологічного процесу більш тривалий і не гарантується робота без браку на перших етапах виготовлення деталей.

Основна відмінність цих методів полягає у тому, що РАН передбачає отримання допусків на міжопераційні розміри розрахунковим шляхом, а при використанні ЕРАН допуски на ці розміри визначаються спрощеним розрахунком або призначаються табличним методом.

ЕРАН виконується в такій послідовності:

· пропонується варіант (або декілька варіантів) технологічного процесу механічної обробки — маршрутна технологія;

· на кожну поверхню в спеціальній розрахунковій карті записуються операції по переходах, по яких у подальшому виконуються розрахунки припусків, допусків і операційних розмірів;

· визначаються припуски табличним чи розрахунково-аналітичним методом для кожного переходу;

· за спеціальними правилами спрощеним розрахунком чи табличним методом призначаються допуски на розміри в технологічних операціях;

· визначають граничні розміри і граничні припуски.

· РАН виконується у наступній послідовності:

· пропонується варіант (або декілька варіантів) технологічного процесу механічної обробки — маршрутна технологія;

· розробляються (використовуються з попередніх етапів) операційні ескізи на кожну операцію;

· розрахунково-аналітичним методом розраховуються мінімальні припуски по переходах;

· розробляються розмірні схеми технологічних процесів і граф-дерево механічної обробки (за необхідності);

· перевіряється правильність побудови розмірної схеми і граф-дерева механічної обробки;

· виявляються технологічні розмірні ланцюги безпосередньо з розмірної схеми чи за допомогою граф-дерева;

· розв’язуються розмірні ланцюги і визначаються граничні операційні допуски і припуски, а також розміри заготовки.

За результатами розмірного аналізу може бути встановлено, що варіант технологічного процесу, отриманий в результаті виконання попередніх етапів, може знову вимагати коректування з обов’язковою логічною оцінкою змін, що будуть вноситись.

Після повторного розмірного аналізу за уточненими вхідними даними, результати аналізу заносять в технологічну документацію, а також за необхідності і в конструкторську документацію за узгодженням з конструктором.

За результатами розрахунків виконують креслення заготовки.

За необхідності виконують узгодження обробки з цехами-суміжниками.

2. Визначення припусків на обробку та розмірів заготовки механічний обробка розмір деталь В машинобудуванні застосовують дослідно-статистичний та розрахунково-аналітичний методи встановлення припусків на обробку.

Згідно з дослідно-статистичним методом загальні та проміжні припуски визначають за таблицями, в яких узагальнено і систематизовано виробничі дані передових машинобудівних заводів.

Недоліком цього методу є те, що припуски, як правило, призначають без врахування МОП і конкретних умов виконання технологічних операцій та переходів. Дослідно-статистичні припуски в багатьох випадках завищені, оскільки вони орієнтовані на такі умови обробки, коли для уникнення браку припуск повинен бути максимальним. Дослідно-статистичний метод простий, однак змушує технолога приймати рішення догматично, не аналізуючи умови виконання операції та не шукаючи шляхів економії металу. Сфера застосування цього методу — одиничне та дрібносерійне виробництво.

Використовуючи розрахунково-аналітичний метод, необхідно пам’ятати, що проміжний припуск Zi на кожному технологічному переході повинен бути таким, щоб при його зніманні усувались похибки обробки та дефекти поверхневого шару, отримані на попередніх переходах (висота нерівностей — RZi-1, глибина дефектного шару — Ті-1, просторові відхилення — і-1 в розташуванні поверхні, що обробляється, відносно базових поверхонь заготовки), а також похибки встановлення уі заготовки, що виникають на переході, який виконується.

Цей метод, розроблений проф. В. Н. Кованом, базується на врахуванні конкретних умов виконання технологічного процесу обробки. Він виявляє можливості економії металу та зниження трудомісткості механічної обробки.

Метод застосовують у серійному та масовому виробництвах, коли обробка ведеться на налогоджених верстатах за методом автоматичного отримання розмірів.

Згідно з цим методом, мінімальні та максимальні значення припусків по кожному з технологічних переходів визначають за формулами [3]:

· при послідовній обробці протилежних поверхонь:

;

;

· при паралельній обробці протилежних поверхонь:

;

;

· при обробці зовнішніх та внутрішніх поверхонь обертання:

.

У цих формулах та уі є сумарними похибками різних просторових відхилень і, похибок базування і та похибок закріплення зі відповідно. Їхні числові значення визначають за формулами:

· для напрямку векторів похибок, що співпадає:

;

;

· для протилежного напрямку векторів похибок:

;

;

· при невідомому напрямку векторів:

;

.

Вибираючи числові значення RZ, h,, , 3 та T, необхідно користуватись довідником технолога-машинобудівника.

Загальні припуски на обробку поверхонь визначають за формулами:

· при послідовній обробці протилежних плоских поверхонь:

;

;

· при обробці зовнішніх та внутрішніх поверхонь обертання або паралельній обробці протилежних плоских поверхонь:

;

де n — число технологічних переходів, що виконуються над даною поверхнею.

Правильність розрахунків перевіряють за формулами:

;

;

;

де Ti-1 i TDi-1 — допуск на обробку при виконанні і - 1-го переходу;

Tі і TDi — допуск на обробку при виконанні і-го переходу;

T3 і TD3 — допуск на заготовку;

Tq i TD3 — допуск на деталь.

При розрахунково-аналітичному методі користуються спеціальною розрахунковою картою.

Список використаної літератури

1. Матвеев В. В. и др. Размерный анализ технологических процессов. — М.: Машиностроение, 1982. — 264 с.

2. Размерный анализ технологических процессов обработки / Под общ. ред. Н. Г. Фридлендера Л.: Машиностроение, 1987. — 141 с.

3. Руденко П. О. Проектування технологічних процесів. — К.: Вища школа, 1993. — 414 с.

4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. — М.: Машиностроение, 1985. — Т. 1. — 656 с., Т. 2. — 496 с.