Расчёт операционных размеров: линейных и диаметральных.

Проверка маршрута техпроцесса на получение заданной точности размеров детали.

Указанную проверку удобно осуществлять по схеме линейных размеров, которая в упрощённом виде представляет разработанный маршрут (рисунок а).

Рисунок 3. Схема линейных размеров а) – проектная; б) – вариантная

Точность размера детали обеспечивается в двух случаях: 1 – если данный размер с заданной чертежом точностью получается на одной из технологических операций и его границы на последующих операциях не меняются; 2 – если сумма допусков технологических размеров, которые входят в размерную цепь получаемого размера, как составляющие, не превышает допуск этого размера. В представленной схеме (на рисунке а) имеет место первый случай. Например, размер L₃²⁰, получаемый на 20-ой операции, на последующей, 30-операции, не подвергается изменениям: ни правая, ни левая его граница не «обрабатывается». Поэтому, L₃²⁰= L₃^д. Для рассмотрения второго случая внесём изменения на 30-ой операции: вместо получения двух размеров, L₂³⁰ и L₁³⁰, настроим станок на получение одного размера, L₄³⁰ (рисунок б). Тогда размер L₂¹⁰≠ L₂^д, т.к. на 30-ой операции правая граница размера L₂¹⁰ изменяется при получении размера L₄³⁰. В этом случае размер L₂^д получается из размерной цепи по рисунку (б): L₂^д= L₂¹⁰+ L₁²⁰– L₄³⁰. Отсюда ТL₂^д= ТL₂¹⁰+ ТL₁²⁰+ТL₄³⁰ и, если все составляющие размеры выполнять по 14-му квалитету, то заданный размер L₂^д получит допуск ниже 14-го квалитета. Чтобы выполнить операцию 30 по второму варианту и обеспечить получение заданной точности размера L₂^д, необходимо решить прямую задачу соответствующего уравнения размерной цепи, т.е. по заданному допуску размера L₂^д найти приемлемые исполнительные допуски составляющих размеров: ТL₂¹⁰, ТL₁²⁰ и ТL₄³⁰. Чтобы избежать второго варианта, как нежелательного, следует правило: добиваться варианта, когда все размеры по чертежу детали оказываются технологическими, т.е. после их выполнения на одной из технологических операций они «переносятся» непосредственно на готовую деталь, другими словами никакая граница полученного размера не должна подвергаться отдельной обработке. Для этого необходимо стремиться к тому, чтобы на операционных эскизах участвовали только те номинальные размеры, которые указаны на чертеже детали. При этом один и тот же номинальный размер может получаться столько раз, сколько предусмотрено планом обработки соответствующей поверхности. Разработка планов обработки отдельных поверхностей, точностью по 10 квалитету и выше, предшествует разработке технологического маршрута (в разделе «анализ технологичности конструкции детали»).

Расчёт линейных операционных размеров.

Этот расчёт ведётся естественным способом: от известного (размеры детали) к неизвестному (размеры исходной заготовки, штамповки). Тогда принимаем порядок расчёта по схеме линейных размеров, двигаясь от детали к заготовке. В этом направлении первая операция имеет номер 30.

· Операция 30. Так как эта операция последняя по технологическому маршруту, то получаемые здесь размеры соответствуют размерам детали. L₁³⁰= L₁^д=205h14=205_-1,15; L₁³⁰_min=203,85мм; L₁³⁰_max=205,0мм; L ₂³⁰= L₂^Д=80h14=80±0,435; L₂³⁰_min=79,565мм; L₂³⁰_max=80,435мм;

· Операция 20. Для определения размера L₁²⁰ используем соответствующий известный размер на 30-ой операции, L₁³⁰ и, учитывая формулы, приведённые в пункте «формирование промежуточного операционного размера», находим минимальное значение размера. L₁²⁰_min = L₁³⁰_min+Z^таб_min1³⁰; здесь Z^таб_min1³⁰ – минимальный табличный припуск, необходимый для обработки торцовой поверхности (1) на 30-ой операции, чтобы получить размер L₁³⁰_min; выбираем по таблице припусков значение минимального припуска на чистовую подрезку, после черновой (на 10-ой операции) – 1,0мм. Тогда L₁²⁰_min=203,85+1,0=204,85мм и L₁²⁰_max = L₁²⁰_min+Т L₁²⁰, где ТL₁²⁰ – операционный допуск на размер L₁²⁰ (заданный 14-ым квалитетом). Тогда, L₁²⁰_max=204,85+1,15=206,0мм. Размер L₃²⁰, получаемый на 20 – операции, остаётся на детали; поэтому L₃²⁰= L₃^Д=45±0,31. Отсюда имеем

L₃²⁰_min=44,69мм и L₃²⁰_max=45,31мм

· Операция 10. Аналогично тому, как определялся размер L₁²⁰, находим размер L₁¹⁰ L₁¹⁰_min = L₁²⁰_min+Z^таб_min4²⁰; отличие состоит в том, что припуск предусматривается для обработки правого торца (4). L₁¹⁰_min=204,85+1,0=205,85мм. Соответственно, L₁¹⁰_mаx=L₁¹⁰_min+ТL₁¹⁰ или L₁¹⁰_mаx=205,85+1,0=206,85мм. Находим L₂¹⁰, используя значение L₂³⁰ и учитывая, что на 30-ой операции этот размер получается последовательной обработкой его с двух сторон. При этом обработка по левой границе размера ведёт к его уменьшению, а при обработке по правой границе размер увеличивается. Тогда: L₂¹⁰_min = L₂³⁰_min+ Z^таб_min1³⁰ – Z^таб_min2³⁰. На данной операции предусматривается оставить припуск на чистовое подрезание левого торца (1) и черновую обработку промежуточного торца (2) на 30-ой операции для получения размеров L₁³⁰ и L₂³⁰. Подставляем табличные значения припусков и находим: L₂¹⁰_min=79,56+1,0–3,0=77,56мм. С учётом операционного допуска на 20-ой операции получаем L₂¹⁰_max=L₂¹⁰_min+ТL₂¹⁰=77,565+0,62=78,17мм

· Операция 0. Определяем исходные размеры заготовки. Размер заготовки L₁⁰ находим с учётом её двухсторонней обработки на 10-ой операции: L₁⁰ _min = L₁¹⁰_min+ Z^таб._min1¹⁰+ Z^таб._min4¹⁰; L₁⁰ _min=205,85+2,0+3,0=210,85мм. Так как все размеры штамповки выполнены по 15-му квалитету, то ТL₁⁰=1,85мм, тогда L₁⁰ _max= L₁⁰ _min+ ТL₁⁰=210,85+1,85=212,7мм. Размер L₂⁰ уменьшается при обработке торца (1), поэтому L₂⁰_min= L₂¹⁰_min+ Z^таб._min1¹⁰ и

L₂⁰_min=77,56+2,0=79,56мм; L₂⁰_max=L₂⁰_min+ТL₂⁰=79,56+1,2=80,86мм. Размер L₃⁰ после изменения обеих его границ на 20-ой операции стал размером L₃²⁰ , тогда L₃⁰_min = L_{3 min} ²⁰+ Z^таб._min4²⁰– Z^таб._min3¹⁰ или, после отыскания табличных значений припусков на черновую подрезку торца (3) и чистовую обработку торца (4), имеем: L₃⁰_min=45,31+1,3–3,0=43,61мм Тогда L₃⁰_max= L₃⁰_min+Т L₃⁰=43,61+1,0=44,61мм

Размеры штампованной детали задают с несимметричным допуском: 2/3 допуска вне тела от номинальной линии. Тогда: L₁⁰=211,5^1,2_-0,65; L₂⁰=80^0,8_-0,4; L₃⁰=44^0,7_-0,4

Расчёт диаметральных размеров

Этот расчёт проводится на основании плана обработки отдельных поверхностей. План обработки обеих шеек вала состоит из одинакового числа идентичных технологических переходов: штамповка (15 квалитет) – черновое точение (12 квалитет) – получистовое точение (11 квалитет) – чистовое точение (9 квалитет) – предварительное шлифование (8 квалитет) – чистовое шлифование (7квалитет). Расчёт размеров, соответствующих перечисленным этапам, проводится от детали, т.е., начинается с конечной операции.

· Чистовое шлифование. d₁⁶² – диаметр шейки после чистового шлифования, поэтому d₁⁶²= d₁^Д =60_-0,03; тогда d₁⁶²_max=60,0мм и d₁⁶²_min =59,97мм

· Предварительное шлифование. d₁⁶¹ – размер, выполняемый на 60-ой операции и предшествующий чистовому шлифованию. Тогда d₁⁶¹_min = d₁⁶²_min+2Z^таб._min5⁶²=59,97+2х0,03=60,03мм; d₁⁶¹_max=d₁⁶¹_min+Тd₁⁶¹=60,03+0,046=60,49мм.

· Чистовое точение. d₁⁴⁰_min=d₁⁶²_min+2Z^таб._min5⁶¹=59,97+2х0,05=60,07мм; d₁⁴⁰_max= d₁⁴⁰_min+Тd₁⁴⁰= 60,07+0,074=60,144мм.

· Получистовое точение. d₁³⁰_min=d₁⁴⁰_min+2Z^таб._min5⁴⁰=60,07+2х0,15=61,37мм; d₁³⁰_max= d₁³⁰_min+Тd₁³⁰= 61,37+0,19=61,56мм.

· Черновое точение. d₁²⁰_min=d₁³⁰_min+2Z^таб._min5³⁰=61,37+2х0,75=62,87мм; d₁²⁰_max= d₁²⁰_min+Тd₁²⁰= 62,87+0,3=63,17мм.

· Штамповка. d₁⁰_min=d₁²⁰_min+2Z^таб._min5²⁰=62,87+2х1,3=65,47мм; d₁⁰_max= d₁⁰_min+Тd₁⁰= 64,59+1,2=65,8мм

Размеры штампованной детали задают с несимметричным допуском: 2/3 допуска вне тела от номинальной линии. Тогда d₁⁰=65^0,8_-0,4; так же d₃⁰=65^0,8_-0,4 Для размера d₂ план обработки заканчивается получистовым точением на 30-ой операции. Поэтому, имеем

· Получистовое точение: d₂³⁰= d₂^Д=90_0,22 или d₂³⁰ _min=89,78мм и d₂³⁰_max=90мм

· Черновое точение: d₂²⁰_min=d₂³⁰_min+2Z^таб._min6³⁰=89,78+2х1,75=93,28мм; d₂²⁰_max= d ₂²⁰_min+Тd₂²⁰= 93,28+0,35=93,63мм.

· Штамповка. d₂⁰_min=d₂²⁰_min+2Z^таб._min6²⁰=93,28+2х2,75=98,78мм; d₂⁰_max=d₂⁰_minТd ₂⁰= 98,78+1,4=100,18мм или d₂⁰=99,2¹_-0,4

По результатам проведённых расчётов получаем основные размеры штампованного вала; его эскиз показан на рисунке 4.

Рисунок 4. Основные размеры штампованного вала