Расчет припусков. РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ И МЕЖПЕРЕХОДНЫХ РАЗМЕРОВ. Расчет припусков и межпереходных размеров
 Скачать 5.93 Mb.
|
|
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2 Точностные требования к детали и выбор комплекта постоянных технологических баз (КПТБ). Целью работы является обоснование комплекта постоянных технологических баз, используемых на большинстве операций технологического процесса изготовления корпусной детали сборочной единицы, приведенной на рис.45. Порядок выполнения 1. Выявить, какими размерами корпус участвует в достижении точностных требований к узлу, и записать эти размеры в таблицу. Таблица ТТ № Размер 2. На основе расчета размерных цепей установить допуски на выявленные в п.1 размеры корпуса. 3. Сформулировать служебное назначение корпуса с точки зрения его участия в достижении точностных требований к узлу. 4. Составить граф размерных связей между поверхностями корпуса по трем координатным осям. Размерные связи и обозначение поверхностей корпуса приведены на рис.45. 5. На основе анализа размерных связей по каждой координатной оси выявить комплект из трех поверхностей (баз), по отношению к которым ориентированно большинство поверхностей в направлении данной оси. 6. Разработать теоретические схемы базирования корпуса. Выбрать КПТБ, в наибольшей степени соответствующий всем его размерным связям и приемлемый для большинства операций технологического процесса изготовления корпуса. 7. Привести схему приспособления, материализирующего предложенный вариант КПТБ. 86 С целью выбора КПТБ размерные связи корпуса (рис.45) целесообразно представить в виде графа связей поверхностей (рис.46). Граф в данном случае служит для наглядного представления связей и удобства их анализа. Граф позволяет установить: 1. Угловые и линейные связи между поверхностями. 2. С какой поверхностью (поверхностями) связано большинство других поверхностей. 3. Приоритетность связей (т.е. степень их жесткости). 4. Возможность (физическая ) использования поверхностей в качестве баз. Из графа следует, что большинство поверхностей корпуса связано с поверхностями основных конструкторских баз корпуса – основанием 6 и осями крепежных отверстий 30 и 120, которые целесообразно использовать в качестве КПТБ на большинстве операций технологического процесса. После выбора КПТБ устанавливаются точностные требования к базам (в данном случае – точности расстояния между осями отверстий 30 и 120, см. прил.4). 87 88 Б=5 1 + - В=50 0,5 + - А=100 -0,3 Г=5 1 + - Д =1 5-2 2 7 30 3 4 9 5 8 100 90 1,0 20 10 80 У Z Е =42 0,0 5 + - 4 отв М 10 2 Л =70 0 ,1 2 К =60 0,1 2 И =50 +0,05 + - + - 20 13 12 C=66 1 + - Ж=0 0,1 + - 90 2отв. 10 -0,03 Х Z 82 1 ,5 + - У=50 0,05 + - Т=120 0,05 + - Р=132 -3 З=0 0,5 + - 80 11 Рис.45.Чертеж корпуса 89 Рис .4 6. Граф связ ей межд у поверхностями ко рпуса ли нейная уг ло ва я 90 80 14 6 100 7 12 54 30 11 13 100 80 90 120 30 По координ ате Z по У по Х 90 ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3 Выбор баз для обработки поверхностей, входящих в КПТБ Целью работы является выбор баз на первой (005) или двух первых (005 и 010) операциях технологического процесса при обработке поверхностей, входящих в комплект постоянных технологических баз. Имеется в виду, что КПТБ может быть обработан за одну установку на первой операции (005) или на двух первых операциях (005 и 010) технологического процесса. Порядок выполнения 1. Установить точностные требования к поверхностям, входящим в КПТБ. 2. Установить последовательность обработки поверхностей входящих в КПТБ 3. На основе расчета технологических размерных цепей выбрать оптимальный вариант схемы базирования для операции 005: 3.1. Операция 005. Наименование и содержание операции. 3.2. Формулировка задачи базирования (обеспечение равномерности припуска на обработку отверстия, обеспечения точности связи между обрабатываемыми и необрабатываемыми поверхностями и т.д.) в каждом из направлений X, Y, Z. 3.3. Выявление размеров, которые необходимо обеспечить, исходя из сформулированных задач базирования. 3.4. Первый вариант базирования (теоретическая схема базирования в направлениях X, Y, Z.) (рис.47). 3.5. Преимущества и недостатки предложенного варианта. 3.6. Второй вариант базирования, лишенный недостатков первого. 3.7. Построение схем технологических размерных цепей. 3.8. Выявление уравнений размерных цепей и расчет замыкающих звеньев. 3.9. Анализ результатов. Выбор варианта базирования предпочтительного с точки зрения сформулированных в п.3.2 задач базированя. 3. Следуя последовательности, изложенной в п.3, выбрать вариант базирования для операции 010. 91 Z X y Рис.47.Эскиз корпуса 92 ПРИМЕР 1. Выбор КПТБ. В качестве комплекта постоянных технологических баз для большинства операций обработки корпуса (рис.45) могут быть использованы основание и два технологических отверстия. Операция по обработке КПТБ: операция 005 – обработка основания 6; операция 010 – обработка двух отверстий 3 и 12. 2. Формулирование задач, решение которых зависит от выбора схем базирования на операциях 005 и 010. Задача 1 – установление размерных связей между обрабатываемыми и необрабатываемыми поверхностями. Эти связи устанавливаются: по оси Z – размерами Д=15 -2 и З=0±0,5, зависящими от построения операции 005; по оси Y – размерами Б=5±1 и Г=5±1, получаемыми на операции 010. Задача 2 – распределение припусков на обработку: ω Z 10 – отверстие, ω Z 6 – основание, ω Z 1 ω Z 5 торцы. (Z – припуск, ω – колебание, рассеяние значений, погрешность). 3.Формулирование вариантов базирования (рис.48). 4. Построение схем размерных цепей (рис.49, 50). 4.1. В зоне “размеры детали” по каждой проекции необходимо указать: размеры, связывающие обрабатываемые и необрабатываемые поверхности. размеры готовой детали, связывающие обработанные поверхности (5 – 7 наиболее ответственных размеров). 4.2. В поле каждой операции проставить размеры, связывающие технологическую базу с обработанной поверхность. Если обрабатывается цилиндрическая поверхность, то проставляется размер от технологической базы до ее оси и радиус. Помимо размеров в поле операций указываются снимаемые припуски с использованием обозначений: 93 - исчезающая поверхность - возникающая поверхность - припуск (расстояние между исчезающей и возникающей поверхностями) - ось - обозначение припуска на обработку отверстия - ось 4.4. Проставить размеры заготовки от технологических баз на первой операции 94 1 4 5 2,3 6 1,2 3 4,5 6 а) б) Рис.48. Схемы базирования на операциях обработки поверхностей комплекта постоянных технологических баз (КПТБ): а – операция 005 (I вариант); б – операция 010 (I вариант) 95 Размеры детали Обработка от КПТБ Обработка КПТБ Размеры заготовки от технологических баз на первой операции 005 010 1 2 30 4 5 [Б] [А] [Г] [Б] К 15 В 15 В 10 Г 0 Л 0 А 0 4.5 6 4,6 [Z 1 ] 15 [Z 5 ] 15 Номер поверхности, оси Y Рис.49 Технологические размерные цепи по оси Y 96 Размеры детали Обработка от КПТБ Обработка КПТБ Размеры заготовки 6 7 10 100 80 010 005 [Д] [И] [Е] [3] Е 15 И 15 Д 5 Д 0 И 0 М 0 З 0 Номер поверхности, оси Z [Z 10 ] 15 [Z 6 ] 5 1 2 3 1,2 3 Рис.50 Технологические размерные цепи по оси Z 97 4.5. Проставить замыкающие звенья технологических размерных цепей, которыми являются: снимаемые припуски размеры готовой детали, которые непосредственно не получаются ни на одной из операций. Замыкающие звенья обозначаются квадратными скобками, например: [Z 5 15 ]. Индексы при буквенном обозначении припуска обозначают: нижний – номер поверхности, верхний – номер операции. Индекс при буквенном обозначении размера обозначает номер операции. Размеры готовой детали обозначаются буквой без индекса. Размеры заготовки обозначаются буквой с индексом “0”. 4.6. Выявить контуры технологических размерных цепей. Для каждого замыкающего звена формируется только одна размерная цепь, реализующая принцип “кратчайшего пути”. При построении размерных цепей и составлении их уравнений нельзя проходить через разрывы осей и участки расположения припусков. 5. Составление уравнений размерных цепей и зависимостей для расчета погрешностей замыкающих звеньев. Замыкающими звеньями для размерных цепей по оси Y (рис.49) являются припуски и размера А, Б, Г. Уравнения размерных цепей: [Z 1 15 ] = - K 15 – B 10 + A 0 , [Z 5 15 ] = - B 15 + B 10 , [Б] = К 15 + В 10 – А 0 , [А] = В 15 + К 15 , [Г] = - В 15 + В 10 – Г 0 98 Зависимости для расчета погрешностей замыкающих звеньев: ω z 1 15 = ω К15 + ω В10 + ω А 0 , ω z 5 15 = ω В15 + ω В10 , ω Б = ω К15 + ω В10 + ω А 0 , ω А = ω В15 + ω К15 , ω Г = ω В15 + ω В10 + ω Г 0 , Уравнение размерных цепей по оси Z (рис.50): [ ] 15 10 Z = и 15 – E 15 +Д 5 +M 0 – и 0 , [ ] 5 6 Z =Д 5 – Д 0 , [ ] З = - Е 15 + Д 5 +М 0 +З 0 Соответствующие колебания припусков и погрешности: ω z 10 15 = ω u 15 + ω Е15 + ω D5 + ω М 0 + ω u 0 , ω z 6 5 = ω Д5 + ω Д0 , ω З = ω Е15 + ω Д5 + ω М 0 + ω З 0. Расчет колебаний припусков и погрешностей замыкающих звеньев для различных вариантов базирования по осям Y и Z. Погрешности составляющих звеньев размерных цепей определяются по таблицам средне экономических норм точности. 7. Сопоставление колебаний припусков и погрешностей с заданными допусками, выбор варианта базирования, обеспечивающего наименьшее колебание припуска и заданную точность обработки. Построение и расчет размерных цепей выполняются на бланках (рис.50). 99 Операция 000 заготов Операция 005 (черн) фрезерная Операия 010 (чист) фрезерная Операция 015 расточная черновая Операция 020 расточная чистовая Операция сверлильно-резьбонарезная Операция 030 протяжная Деталь 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 6 7 10 100 90 80 З=0 0,5 + - Н=25 +0,025 Е=42 0,5 + - Д= 19 -0,2 Z=0 0,7 + - 60 70 100 1000 900 800 Эскиз заготовки Расчет размеров на технологические переходы Исходные данные Р-Р А в Н Z min Уравнения размерных цепей По ря до к ра сче т а Расчет размерных цепей Δ Δ Рис.51. Форма бланка для расчета и построения размерных цепей 100 Приложение 1 РАССПРОСТРАНЕННЫЕ СХЕМЫ БАЗИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ Схема установки Теоретическая схема базирования 1.Установка заготовки по плоскостям основания и двум боковым сторонам Заготовка Приспособление 4 5 1 6 4,5 2 3 1 2 3 4 5 1 2,3 6 2. Установка заготовки по плоскости (на магнитной плите) Заготовка Магнитная плита 4 3 2 5 1 6 1 3 4 5 2 ΙΙ ΙΙ ΙΙΙ ΙΙΙ 6 101 Продолжение прил.1 Схема установки Теоретическая схема базирования 3.Установка заготовки по плоскости и двум отверстиям 1 2 3 5 6 5 4 6 1 3 2 4 102 4.Установка вала в трехкулачковом самоцентрирующем патроне Штангенциркуль 6 1,2 3,4 1 2 3 4 5 6 Продолжение прил.1 Схема установки Теоретическая схема базирования 5.Установка диска в трехкулачковом самоцентрирующем патроне 6 2 1 3 5 2 1,3 4 6 5 4 103 6. Установка вала в центрах 6 6 1,2 3,4 1 2 3 4 5 Общая ось центровых отверстий 5 7. Установка вала на призме I – общая ось центровых отверстий 6 4 3 1 1,2 3,4 5 6 2 Продолжение прил.1 Схема установки Теоретическая схема базирования 104 8. Установка втулки на цилиндрической оправке (с зазором) А А А А 5 1 2 3 4 6 1,2 3,4 5 6 9. Установка втулки на разжимной оправке (без зазора) А А 3,4 5 1,2 6 5 1 3 2 4 6 Продолжение прил.1 105 Схема установки Теоретическая схема базирования 10. Установка заготовки на обрабатываемой поверхности при бесцентровом врезном шлифовании Заготовка Шлифующий круг Ведущий круг Опора Продольный упор 6 6 5 4 3 2 1 3,4 1,2 Примечание. На теоретических схемах базирования арабскими цифрами обозначены опорные точки 106 Продолжение прил.1 Схема установки Теоретическая схема базирования 11. Установка на станке заготовки корпусной детали с выверкой ее положения по разметочным рискам Разметочная риска Линейка Домкратики Заготовка Рейсмус 5 4 3 2 1 6 4,5 2,3 6 1 Приложение 2 ПРИМЕРЫ РАЗРАБОТКИ СХЕМ БАЗИРОВАНИЯ Технологическая задача Теоретическая схема базирования Пример возможной реализации теоретической схемы базирования 1.При фрезеровании паза шириной h выдержать размер а и в , параллельность оси паза относительно поверхности Б, а два паза – основанию А Б в а h А Б А 1 2 3 4 5 6 4,5 3,2 6 1 4 5 1 2 3 6 Заготовка Приспособление Продолжение прил.2 Технологическая задача Теоретическая схема базирования Пример возможной реализации теоретической схемы базирования 2. При обработке отверстия d в диске выдержать размеры а и в и обеспечить перпендикулярность оси отверстия относительно поверхности А. А О А d в а 3. При обработке поверхностей диаметром d 1 и d 2 обеспечить их соосность с отверстием d и выдержать размер а 1 2 3 5 4 6 1 2 3 4 5 , 6 Кондукторная плита Заготовка Призматические губки самоцентрирующих тисков А d 1 d А d 2 а 5 6 4 2 1 3 6 1,2 3,4 Установка заготовки на цилиндрической оправке с без зазорной (прессовой посадкой) Продолжение прил.2 Технологическая задача Теоретическая схема базирования Пример возможной реализации теоретической схемы базирования 4. При обработке отверстия d в шаре выдержать размер а и обеспечить прохождение оси отверстия через точку 0 – центр шара d а О О 3 2,4 1,5 6 1,6 2 5 4 5 4 3 2 1 6 3 О Кондукторная Конусные губки плита самоцентрирующих тисков Продолжение прил.2 Технологическая задача Теоретическая схема базирования Пример возможной реализации теоретической схемы базирования 5. При расточке отверстия d выдержать размер а, параллельность оси отверстия к плоскости А, перпендикулярность оси отверстия к плоскости Б в сечении I-I, симметричность отверстия относительно наружного контура А А Б В Б В d H d а 6 5 4 1 2 3 2,3 4,5 1 6 2 3 1 4 5 Подвижная призма Продолжение прил.2 Технологическая задача Теоретическая схема базирования Пример возможной реализации теоретической схемы базирования 6. Обработать с применением кондуктора отверстия d 1 и d 2 во втулках рычага, обеспечив выполнение следующих требований: а)перпендикулярность осей отверстий к плоскости А и симметричность отверстий относительно общей плоскости симметрии втулок рычага Б; d 1 Б Б А А d 1 d 2 d 2 4 5 1 2 3 6 Продолжение прил.2 Технологическая задача Теоретическая схема базирования Пример возможной реализации теоретической схемы базирования б)перпендикулярность осей отверстий к плоскости А и симметричность отверстий относительно плоскостей симметрии втулок X и Y; Б В В У Б А А Х d 1 d 2 d 1 d 2 4 6 2 1 3 5 У Х Резьба левая Резьба правая Продолжение прил.2 Технологическая задача Теоретическая схема базирования Пример возможной реализации теоретической схемы базирования в)Перпендикулярность осей отверстий к плоскости А, симметричность отверстий Б Б В D 1 d 1 d 2 Х относительно плоскости симметрии втулок X и соосность отверстия d 1 относительно наружной поверхности втулки d 1 А d 2 А В Х 2 1 6 4 5 3 Продолжение прил.2 Технологическая задача Теоретическая схема базирования Пример возможной реализации теоретической схемы базирования г) перпендикулярность осей отверстий к плоскости А, симметричность отверстий относительно плоскости симметрии X и постоянство толщины С стенки левой втулки Б А А Б d 1 S Х d 1 d 2 d 2 2 1 6 5 4 3 S Примечание: на теоретических схемах базирования арабскими цифрами обозначены опорные точки. 1 Приложение 3 Задания для расчета точности обработки и погрешности базирования 1. На вертикально-фрезерном станке обрабатывают ступенчатую поверхность втулки, установленную на цилиндрический палец с буртом (рис. I). Диаметр базового отверстия D=30 +0,039 мм, диаметр установочного пальца d= 007 , 0 016 , 0 30 − − мм. Требуется определить ожидаемую точность выполнения размеров А 1 и А 2 , если известно, что составляющие погрешности установки (погрешности закрепления и положения заготовки) равны 0, т.е. Е з =Е п.з =0. Точность метода обработки принять равной ω =0,120мм. Исходя из схемы установки заготовки в приспособлении погрешность базирования при выполнении размера А 1 определяется по уравнению: Ε б А1 =S max =Т D +S min +T d =0,039+0,007+0,09=0,055мм, а погрешность базирования при выполнении размера А 2 поскольку измерительная и технологическая базы совмещены. Поскольку по условию задачи ε з = ε п.з =0 то соответственно Т А1 = ε б А1 +ω =0,055+0,120=0,175мм Т А2 = ε б А2 +ω =0+0,120=0,120мм 2. Обработка наружной цилиндрической поверхности втулок диаметром 115мм производится при установке их с зазором на жесткой шпиндельной оправке (рис.2). Базовое отверстие имеет диаметр Ø65 +0,035 мм. Цилиндрическая рабочая поверхность оправки диаметром ( ) 03 , 0 06 , 0 65 − − мм имеет радиальное биение относительно ее конусной поверхности 0,020мм, а биение шпинделя станка составляет 0,010мм. Точность метода обработки ω =0,05мм. Определить ожидаемую точность обработки наружной цилиндрической поверхности втулки и ее возможное отклонение от соостности относительно базового отверстия. 3. Для фрезерования паза концевой фрезой рычаг устанавливается в призмах (рис.3). Найти зависимости погрешности базирования для размеров А 1 , А 2 , А 3 , А 4 Угол призм α =90 0 . Размер L D между осями базовых цилиндрических поверхностей (d 1 и d 2 ) выполнен с отклонениями ±Т L 0 /2. 2 4. На горизонтально- фрезерном станке набором фрез одновременно производят обработку поверхностей 1,2,3,4 (рис.4). Вывести расчетные зависимости для определения погрешности базирования при выполнении размеров А 1 , А 2 , А 3 , А 4 , А 5 , А 6 . Указать размеры, на точность выполнения которых будет оказывать влияние непостоянство силы зажима заготовки. Размеры А 7 и А 8 выполнены соответственно с отклонениями ±Т А7 /2 и ±Т А8 /2. 5. На вертикально-сверлильном станке производят обработку ступенчатого отверстия комбинированным зенкером (рис.5). Вывести зависимости для определения погрешности базирования размеров А 1 , А 2 , А 3 , А 5 , D 1 и D 2 6. При обработке поверхностей заготовки на горизонтально фрезерном станке набором фрез возможно два варианта установки (рис.6). Требуется определить, какая схема установки обеспечивает выполнение заданной точности размеров: 50 +0,3 мм, 75 -0,2 мм и 40±0,1 мм. Наружная цилиндрическая поверхность заготовки R =30 -0,1 мм, диаметр отверстия D =30 +0,021 мм. Размеры установочных пальцев d = 007 , 0 020 , 0 30 − − мм. Угол призмы α =90 0 . Средняя экономическая точность метода обработки ω =0,050 мм. Погрешностями закрепления заготовки и погрешностью положения заготовки в приспособлении пренебречь, т.е. принять ε з = ε п.з =0. 7. При установке заготовок на плоскую поверхность и два отверстия производят обработку поверхностей 1,2,3 и паза, выдерживая размеры А 1 , А 2 , А 3 , А 4 , А 5 , А 6 и А 7 (рис.7). Требуется: определить погрешность базирования для указанных размеров, если известно, что базовые отверстия заготовок D 1 и D 2 выполнены с допуском Т D1 =Т D2 =0,013 мм установочные пальцы d 1 и d 2 с допуском Т d1 =Т d2 =0,009 мм, а минимальный зазор в сопряжении базовых отверстии с установочными пальцами S 1min =S 2min =0,007мм. Размер между осями базовых отверстий выполнен с отклонениями ±0,05 мм. 8. У цилиндрических втулок с наружным диаметром d =80 -0,2 мм и внутренним D=40 +0,050 мм требуется фрезеровать шпоночный паз шириной В=18 +0,1 мм, выдерживая размеры H=70 -0,2 мм h =90 +0,8 мм (рис.8). Смещение оси шпоночного паза |