Разработка технологического процесса для детали-полумуфта

 

Размерные (геометрические) связи у детали или в технологическом  процессе у заготовки имеют место  в неявном виде. Можно сделать  зрительную оценку размеров чертежа  или размеров на эскизах технологического процесса. Выявить все размерные связи и представить их в виде размерных цепей при большом количестве чертежных и операционных размеров - задача достаточно сложная и требует профессиональных навыков.

Вместе с тем задача эта существенно упрощается, если технологический процесс представить в виде абстрактного математического образца или графа - графа потому, что этот математический образ (модель) представляется графически в виде некоторой геометрической фигуры [1]. Для технологических размерных расчетов применим так называемый граф-дерево. Дерево потому, что ребра не образуют замкнутых контуров.

При геометрическом представлении  технологического процесса в виде q:^a в свою очередь выделяют два графа-дерева. Один граф образован чертежными размерами и припусками. Он называется исходным графом: параметры графа - чертежные размеры и припуски - всегда известны, и исходя из этих данных находятся неизвестные операционные размеры. Другой граф образуется операционными размерами и размерами заготовки и называется производным графом. Исходными данными для проведения размерного анализа является чертеж детали и план обработки.

Для составления размерной  схемы  определяем поверхности и  связь между ними и чтобы представить  эти связи в виде графов.

 

4.1 Построение размерной схемы технологического процесса

 

Исходными данными для  выявления технологических размерных  цепей являются чертеж детали, чертеж (или эскиз) исходной заготовки и  план обработки, представленный в виде операционных эскизов с указанием баз, обрабатываемых поверхностей и операционных (технологических) размеров. Исходную информацию необходимо преобразовать, построив размерную схему технологического процесса. На этой схеме изображается связь всех размеров (исходной заготовки, операционных, конструкторских) и промежуточных припусков в виде замкнутой системы, отражающей взаимосвязь и взаимовлияние всех этих компонентов. Размерная схема фиксирует изменение размерных параметров по мере выполнения технологического процесса. Поэтому ее удобнее начинать с исход-ной заготовки, а заканчивать конструкторскими размерами. Размерная схема необходима для решения как проектной, так и проверочной задачи. В проектной задаче операционные размеры будут представлены в виде буквенных обозначений (Li).

После составления размерной схемы для выявления размерных цепей удобнее всего воспользоваться графовыми моделями размерных связей технологического процесса [1].

Графовая модель, включающая все множество поверхностей, появляющихся в процессе обработки от исходной заготовки до готовой детали, а также все размерные связи между этими поверхностями, является очень удобным инструментом для анализа техно-логического процесса. При этом обычно строят исходный, производный и совмещенный графы. Исходный граф включает все замыкающие звенья, т.е. конструкторские размеры и припуски. Производный граф содержит все технологические операционные размеры и размеры исходной заготовки. Совмещенный граф получают путем наложения производного графа на исходный. Во всех работах, связанных с размерным анализом, прежде всего линейных размерных цепей, выявление размерных цепей идет на совмещенном графе, что достаточно трудно, на наш взгляд. В работе [1] рассмотрена усовершенствованная методика выявления размерных цепей, более понятная и удобная с методической точки зрения.

В размерном анализе  широко используются графы размерных  связей. Покажем это на простейшем графе, где номерами 1–11 обозначены торцовые поверхности детали, между  которыми проставлены линейные размеры (рис. 2.1).

    В размерную схему и графы включаются поверхности, связанные линейными раз-мерами, параллельными оси детали. Эти поверхности обозначаются в соответствии с их номером цифрами, кратными 10. В данном случае это будут поверхности 10, 30, 50, 70, 90, 110. Номера этих поверхностей должны возрастать вдоль оси детали, начиная от левого торца (рис. 5.1).

Рис. 4.1. Номера торцовых поверхностей готовой детали

 

Для каждой торцовой поверхности  по числу выполняемых переходов  определяется число промежуточных  поверхностей (в это число входит поверхность исходной заготовки). Номера указанным поверхностям назначаются последовательным уменьшением или увеличением на единицу номера поверхности готовой детали, так, чтобы соблюдался принцип увеличения номера вдоль оси слева направо. Этот принцип уже использовался при нумерации торцовых поверхностей детали (см. рис. 2.1). Например, для поверхности 10 это будут номера 9 и 8 (рис. 5.2). Последний номер будет относиться к исходной заготовке. Для поверхности 110 это будут номера 111 и 112. Номер 112 будет относиться к поверхности исходной заготовки.

 

Рис. 4.2 Поверхности связанные линейными размерами

 

От нанесенных номеров  вниз проводятся вертикальные линии. Иногда для наглядности номера поверхностей готовой детали обводят кружком.

    Между вертикалями проставляются все технологические и конструкторские размеры, начиная с размеров исходной заготовки. Размеры исходной заготовки и конструкторские размеры не имеют направленности. Технологические операционные размеры имеют направленность от базовой к обрабатываемой поверхности. На вертикали, соответствующей базовой поверхности, ставится точка (кружок), а к вертикали, соответствующей обрабатываемой поверхности, будет обращена стрелка технологического размера. Кроме того, указываются промежуточные припуски. В нижней части размерной схемы указываются конструкторские размеры с чертежа детали.

Рисунок 4.3  Размерная схема

 

4.2 Построение исходного графа

 

Необходимо указать  конструкторские размеры , а после  добавить припуска  промежуточных  поверхностей и поверхностей исходной заготовки завершает построение исходного графа.

 

Рисунок 4.4 Исходный граф

 

Построение  производного графа проходит на тех же вершинах что и исходный добавляют размеры  исходной заготовки и наносят  все технологические размеры.

Рисунок 4.5 Производный граф

 

 

Для проверки правильности построения размерной схемы используется, прежде всего, следующее соотношение. Количество вертикальных линий (поверхностей) должно быть больше на единицу количества технологических размеров. На рис. 2.6 вертикальных линий 9, а технологических размеров 8. Правильность подтверждается. И еще одна проверка. Количество технологических размеров должно быть равно сумме количества припусков и конструкторских размеров. В данном примере технологических размеров 8, припусков 5, конструкторских размеров 3. Правильность подтверждается.

     Обработку  проводим снимая припуск  последовательно, проводя черновую и чистовые операции. Припуски определяем исходя из рекомендаций таблицы 5.1.

 

Таблица 4.1 Минимальные припуски на сторону под различные переходы

Диаметр, мм	Под чистое протачивание после чернового протачивания	Под шлифо-вание после  чистового протачивания	Под чёрное протачивание заготовок
			Горячая штамповка		Чугунное литьё
До 50	0,35	0,20	0,9	1,2
Св. 50-120	0,45	0,25	1,3	1,6
Св. 120-260	0,55	0,30	1,8	2,3
Св. 260-500	0,65	0,35	2,1	2,7
Свыше 500	0,75	0,40	2,4	3,0

 

4.3 Определение припусков

 

При проектировании технологических  процессов механической обработки  заготовок надо установить оптимальные припуски, которые обеспечили бы заданную точность и качество обрабатываемых поверхностей.

Припуском называется слой материала, удаляемый с поверхности  заготовок в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности.

Припуски могут быть операционными и промежуточными.

Операционный припуск  – это припуск, удаляемый при  выполнении одной технологической операции.

Припуск, удаляемый при  выполнении одного технологического перехода, называется промежуточным.

Общий припуск определяется разностью размеров исходной заготовки и детали. Установление оптимальных припусков играет важную роль при разработке технологических процессов изготовления деталей. Назначение чрезмерно больших припусков приводит к непроизводительным потерям материала, превращенного в стружку, к увеличению трудоёмкости механической обработки, к увеличению расхода режущего инструмента и электроэнергии, к увеличению потребности в оборудовании и рабочей силе. При этом затрудняется построение операций на настроенных станках, уменьшается точность обработки в связи с увеличением упругих отжатий в технологической системе и усложняется применение приспособлений. Назначение недостаточно больших припусков не обеспечивает удаление дефектных слоёв материала и достижение требуемой точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, а также вызывает повышение требований к точности исходных заготовок и приводит к их удорожанию, затрудняет разметку и выверку положения заготовок на станках при обработке по методу пробных ходов и увеличивает опасность появления брака.

Необоснованное повышение  качества поверхности и степени  точности увеличивает себестоимость изготовления детали на этой технологической операции.

Таблица 4.2 - Назначение допуска

Тех. размер	Этап обработки	До корректировки		После корректировки
		IT	Ti	IT	Ti
L1	Исх. заг.	Штамповка		-	-
L2	Исх. заг.	Штамповка		-	-
L3	Исх. заг.	Штамповка		-	-
L4	Исх. заг.	Штамповка		-	-
L5	Исх. заг.	Штамповка		-	-
L6	1	12	0,30	-	-
L7	1	10	0,16	-	-
L8	1	12	0,18	-	-
L9	1	12	0.21	-	-
L10	1	12	0.25	-	-
L11	2	12	0,30	-	-
L12	2	10	0,16	-	-
L13	2	12	0,18	-	-
L14	2	12	0.21	-	-

 

Таблица 4.3 - Выявление размерных цепей

Замык. звенья	Вершины исх. графа	Последов. верш. произв. графа	Уравнение разм. цепи
z1	110, 111	110, 91, 111, 8	L1-L6-z1=0
z2	112, 111	111, 112, 8, 9	L6-L7-z2=0
z3	90, 91	90, 91, 71, 112	K3-L8-z3=0
z4	70, 71	70, 71, 10, 91	K4-L9-z4=0
z5	9, 10	10, 9,70, 29, 112	L7-L11-z5=0
z6	8, 9	9, 8, 112, 29	L11-L12-z6=0
z7	29, 30	30, 29, 50, 49	K1-L13-z7=0
z8	49, 50	49, 50, 29, 30	K2-L6-z8=0

 

 

4.3.1 Аналитический метод определения припусков

 

Аналитический метод  определения припусков базируется на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях обработки заготовки. Припуски на обработку определяют таким образом, чтобы на выполняемом технологическом переходе были устранены погрешности детали, которые остались на предшествующем переходе.

Промежуточный припуск на выполняемом переходе для припуски на линейные размеры:

                                     (4.1)

 

где – допуск на диаметральный размер в мкм;

 – глубина дефектного слоя  от предшествующего перехода, мкм;

 – поверхностные неровности, мкм;

 –  погрешность базирования  и установки заготовки на выполняемом  переходе, мкм.

– погрешность закрепления в  патроне [табл. 11 Кован]

При расчете припусков  на линейные размеры выявлено восемь размерных цепей.  Все данные для  расчета припусков сведены в  таблицу 5.4. Для расчета каждого  из припусков составляющие отличны это зависит о поверхности закрепления от характера обработки (черновая или чистовая).

 

 

 

 

 

Таблица 4.4 Данные для расчета припусков.

 

Параметр	Z1	Z2	Z3	Z4	Z5	Z6	Z7	Z8
– допуск на диаметральный  размер, мкм.	250	120	300	300	250	100	250	300
– глубина обезуглероженного  слоя, мкм;	300	0	300	300	300	0	300	300
– поверхностные неровности, мкм;	150	50	150	150	150	50	150	150
–  погрешность базирования  и установки заготовки на выполняемом переходе, мкм.	0	0	0	0	0	0	0	0
– погрешность закрепления в  патроне	335	335	335	335	40	40	40	40