Материал: ГЛАВА1

l₁ = 10,5 _{– 0,12} = 10,38 ^{+ 0,12};

здесь по сравнению с чертежным размером технологический размер имеет допуск «в металл».

Из выражения (1.2) l₂ = 20 ^{+ 0,14},

из выражения (1.3) l₄ = 5 _{– 0,16}.

Решаем столбиком уравнение (1.4) и находим размер l₅:

l₅ = (32,5) = ( 32,5) _{– 0,34}

^– l₂ ^– 20 _{(–) 0,14}

_{+ 0,14}

Допуск указываем в «тело» детали, в металл.

Здесь и далее в подобных расчетах целесообразно убедиться в том, что полученный допуск равен допуску, ранее найденному на этот размер; это свидетельствует об отсутствии ошибки в расчетах. В данном примере это условие выполняется.

Согласно рекомендациям, полученный операционный размер следует привести к нормальному окончанию и стандартному допуску. Это, как правило, выполняется для промежуточных операционных размеров (размер не для окончательно готовой детали) и для размеров, измерение которых возможно осуществить стандартными мерительными средствами.

Покажем эту процедуру для найденного операционного размера l₅ = 12,36 _{– 0,2}. Для наглядности эту «модернизацию» размера можно показать графически (рис. 1.8).

На рис. 1.8 показан максимальный операционный размер l_max = 12,36, минимальный l_min = 12,16 и допуск 0,2 – таковы результаты расчета размерной цепи. Допустим, что при рассмотрении таблицы нормальных окончаний размер 12,36 должен быть принят как 12,3, т.е. шесть сотых должны быть «отброшены». На рис.1.8 этот новый максимальный размер на l₅ показан; допуск 0,2 не может быть оставлен без изменения, так как размеры «уйдут» за границу минимального размера. Допуск 0,2 должен быть уменьшен на 0,06 и в этом случае составит 0,14 мм (см. рис. 1.8). Допустим для данного метода обработки и габаритных размеров детали стандартный допуск составляет 0,12. Тогда минимальный размер должен быть увеличен с 12,16 мм до 12,18 мм. Таким образом, первоначальный результат размера l₅ = 12,36 _{– 0,2} сначала преобразовался в размер 12,3 _{– 0,14} и окончательно в размер 12,3 _{– 0,12}.

l_ном = l_max = 12,36

0,2

0,06

0,14

0,02

= l_max = 12,3

= 12,18

0,12

Рис. 1.8. К методике приведения операционного размера

к нормальному окончанию и стандартному допуску

Такие изменения операционного размера естественно повлияют на рассеяние исходного звена. В этой связи необходимо решение поверочной задачи с определением фактических размеров исходного звена по известным составляющим звеньям. Решаем столбиком уравнение 4 в системе (1.15) относительно замыкающего звена:

(32,5) = l₂ = 20 ^+0,14

⁺ l₅ ⁺ 12,3 _{- 0,12}

= 32,44 _{– 0,26}.

По чертежу разрешенное колебание размера составляет 32,5  32,16 (допуск 0,34). При исполнении технологии рассеяние этого размера составит от 32,44 до 32,18 ( = 0,26). Максимальное значение исходного звена уменьшилось на 0,06 вследствие уменьшения исходного звена l₅ при приведении его к нормальному окончанию, а минимальное значение увеличилось на 0,02 вследствие принятия стандартного допуска (0,12 вместо 0,14).

В данной задаче не найденным остается размер l₃ . Его можно найти из выражения 5 системы уравнений (1.15). Но для того чтобы решить это уравнение, необходимо решить вопрос с припуском. Следует иметь в виду, что в общем виде величина минимального припуска на данной операции должна быть достаточной для снятия дефектов предыдущей операции (это высота неровностей и дефектный слой). В нашем случае предыдущей операцией была отрезка резцом заготовки от прутка. Учитывая достаточно сложные условия работы отрезного резца, примем Z_10min = 0,5 мм. Рассеяние припуска складывается из допусков операционных размеров в размерной цепи (см. выражение 5 в системе уравнений (1.15)):

Z₁₀ = Tl₅ + Tl₂ + Tl₃ = 0,12 + 0,14 + 0,34 = 0,6,

тогда .

Решаем столбиком размерную цепь относительно l₃:

l₃ = l₂ = 20 ^{+ 0,14}

+ +

l₅ 12,3 _{– 0,12}

+ +

Z₁₀ (0,5) ^{+ 0,6}

^{– 0,12}

Далее может быть выполнено уточнение окончания размера и приведение его к стандартному допуску.

Таким образом, найдены все операционные размеры и припуски. На стадии проектирования технологии доказано исполнение размеров чертежа, доказана применимость методов обработки.

Вопросы для самопроверки

1. Что собой представляет граф исходный ?

2. Что собой представляет граф производный ?

3. Что собой представляет граф технологического процесса ?

4. Что значит представить технологический процесс в виде математической модели ?

5. Назовите основные этапы работы по размерному анализу технологического процесса на основе теории графов ?

6. Что такое совмещенная схема ? На основе каких данных она (схема) строится и для чего ?

7. Порядок преобразования совмещенной схемы в производный граф.

8. Порядок преобразования совмещенной схемы в исходный граф.

9. В чем заключается операция «замыкания» производного и исходного графов ?

10. Что содержит в себе граф технологического процесса ?

11. Сколько вариантов графов могут отображать вариант технологического процесса ?

12. Сколько замыкающих (исходных) звеньев может быть в размерной цепи ?

13. Какие размеры играют роль замыкающего (исходного) звена ?

14. Какие размеры представляют собой составляющие звенья в размерной цепи ?

15. Сколько размерных связей (размерных цепей) следует выявить на основе графа ТП ?

16. Какими правилами следует руководствоваться при написании уравнения размерной цепи на основе графа ТП ?

17. На основании каких данных возможно обнаружение ошибок простановки размеров на чертеже деталей или простановки операционных размеров в технологии ?

18. Что собой представляет система неравенств (или равенств) допусков ?

19. Каковы основные этапы работы при решении системы уравнений размерных цепей ?

20. Каким образом находятся допуски на операционные размеры ?

21. Как находится минимально необходимая величина припуска ?

22. Как находится рассеяние припуска ?

23. В каких случаях операционный размер должен быть приведен к нормальному окончанию и стандартному допуску ?

24. В чем заключен поверочный расчет ?

25. В чем состоит процедура приведения найденного операционного размера к нормальному окончанию и стандартному допуску ?

1.3. Особенности решения задач при наличии в технологии химико-термических операций и операций, предусматривающих нанесение покрытий

К особенностям таких технологических процессов можно отнести следующие.

1. Поверхности в явном виде на детали отсутствуют, они появляются или исчезают, но учитывать эти поверхности в размерных расчетах необходимо. Например, при цементации на некотором расстоянии от поверхности образуется поверхность раздела между исходным металлом и цементированным слоем. Внешне этой поверхности нет, но обозначить эту поверхность на совмещенной схеме необходимо. Или, например, при хромировании исходная поверхность становится внутренней поверхностью, обозначение которой так же необходимо.

2. При решении размерных цепей допуски на размеры, выполняемые в химико-термических и гальванических цехах должны соответствовать экономически целесообразной точности соответствующих методов.

3. Разрабатываемая технология механической обработки (формообразование) «предписывает» размеры (толщины) слоев в химико-термических и гальванических цехах.

4. Технологией, как правило, не предусматривается непосредственный контроль толщин слоев. Требование чертежа обеспечивается косвенно, через другие технологические размеры.

5. Припуски на детали, подвергаемые химико–термической обработке, следует устанавливать, руководствуясь действующей инструкцией ВИАМ №883-70 «Химико-термическая обработка сталей и сплавов»

Согласно этой инструкции:

- местная защита отдельных поверхностей изделий от цементации, нитроцементации и цианирования обеспечивается припусками или слоем меди, нанесенным электролитическим методом.

При защите поверхности изделий от цементации, цианирования или азотирования припусками величина последних должна быть больше максимальной толщины слоя;

- величину припуска, удаляемого шлифованием, для сохранения достаточно высокой твердости упрочняемых поверхностей (HRC58), необходимо увязывать с величиной допустимого уменьшения толщины слоя. Эта величина должна быть не более 20%;

- для цианирования поверхностей величина снимаемого слоя должна быть минимальной и не превышать 0.05 мм, так как при цианировании поверхностная часть слоя является по износоустойчивости наиболее ценной;

- при азотировании конструкционных сталей, склонных к образованию в поверхностном слое хрупких, легко выкрашивающихся фаз, в случае повышенной толщины азотированного слоя необходимо предусмотреть припуск в пределах 0,05 – 0,15 мм;

- на азотируемых поверхностях изделий из нержавеющих сталей, работающих во влажной среде, необходимо предусмотреть припуск 0,02 – 0,03 мм.

Рассмотрим эти особенности при решении конкретных задач.

Пример задачи, когда необходимо создать и выдержать определенной толщины цементированный слой

Данными являются чертеж (эскиз) детали и план обработки (рис. 1.9 и 1.10).

20 _{ 0,14}

Цементировать 0,5  0,8

HR_c 5862

Рис. 1.9. Эскиз детали

Операция 10. Цементация

на глубину l_т.ц. (l₂)

Закалка

Операция 5. Шлифовальная

Примечание. В этой задаче l_т.ц. – толщина слоя цементации, полученная в термическом цехе; C_ч – толщина слоя цементации, указанная на чертеже.