Структура технологических размерных цепей

Замыкающими звеньями в технологических или, как их еще называют, операционных размерных цепях являются размеры припусков на обработку и конструкторские (чертежные) размеры детали. Составляющими звеньями в этих цепях являются технологические размеры заготовки. К ним относятся размеры исходной заготовки, размеры, получаемые на всех операциях (переходах) обработки заготовки резанием, размеры термоупрочненных слоев, т.е. все размеры, которые указывают в технологической документации, регламентирующей изготовление деталей.

На рис.2.1 приведена схема подрезки торца заготовки на токарном станке и простейшая технологическая размерная цепь, составляющими звеньями которой являются размеры заготовки и , получаемые соответственно на предшествующей и выполняемой операциях. Так как именно размеры и предписываются к обязательному выполнению, то припуск является замыкающим звеном в этой технологической размерной цепи (он получается последним как результат выполнения указанных размеров).

 

Рис. 2.1. Схема подрезки торца заготовки на токарном станке и технологическая размерная цепь с замыкающим звеном - припуском

В то же время в ряде случаев припуск может быть в технологической размерной цепи и звеном составляющим, т.е. быть своеобразным технологическим размером. На рис.2.2 дана схема подрезки торца прутка на токарно-револьверном станке. Пруток после обработки очередной заготовки подается вправо до контакта с упором, относительно которого на расстоянии, равном припуску , установлен подрезной резец. Таким образом, именно припуск (технологический размер А) будет выдерживаться при подрезке торца заготовки.

 

Рис. 2.2. Схема подрезки торца прутка на токарно-револьверном станке

 

На рис.2.3 показана схема шлифования торца заготовки на плоскошлифовальном станке и технологическая размерная цепь, замыкающим звеном которой является конструкторский размер – размер фаски. Составляющими звеньями в этой цепи являются технологические размеры и , полученные при выполнении предшествующей токарной операции, и технологический размер , получаемый при шлифовании торца.

Если конструкторский размер оказывается замыкающим звеном в технологической размерной цепи, то принято говорить, что он непосредственно не выдерживается при изготовлении детали. В большинстве случаев этого можно избежать, но, как правило, за счет усложнения технологического процесса. Поэтому технологические процессы изготовления деталей часто строятся так, что некоторые конструкторские размеры, обычно имеющие невысокую точность, непосредственно не выдерживаются.

 

Рис. 2.3. Схема шлифования торца заготовки и технологическая размерная цепь с замыкающим звеном – конструкторским размером

Вместе с тем, существуют отдельные конструкторские размеры, которые физически невозможно непосредственно выдержать при изготовлении деталей. Примером такого конструкторского размера является толщина цементованного слоя, формируемого у детали при химико-термической обработке и последующем шлифовании.

Рис. 2.4. К понятию «напуск»

Отметим, что диаметральные конструкторские размеры при изготовлении деталей за редким исключением выдерживаются непосредственно.

Наряду с припусками на обработку необходимо различать так называемые напуски. Это «лишние» объемы материала, которые приходится удалять из-за упрощения формы исходной заготовки по отношению к форме детали. Понятие «напуск» иллюстрирует рис.2.4, на котором припуски показаны обычной штриховкой, а напуски – штриховкой «в клетку» (исходная заготовка – круглый прокат). В отличие от припусков напуски не являются звеньями технологических размерных цепей и при размерном анализе технологических процессов их не учитывают.

2.2. Задачи размерного анализа. Исходные данные
и их преобразование

Суть размерного анализа спроектированного технологического процесса состоит в решении обратных задач для технологических размерных цепей.

Размерный анализ позволяет оценить качество технологического процесса, в частности, определить, будет ли он обеспечивать выполнение конструкторских размеров, непосредственно не выдерживаемых при обработке заготовки, найти предельные значения припусков на обработку и оценить их достаточность для обеспечения требуемого качества поверхностного слоя обрабатываемых поверхностей и (или) возможность удаления припусков без перегрузки режущего инструмента.

Исходными данными для размерного анализа являются чертеж детали, чертеж исходной заготовки и технологический процесс изготовления детали.

Методику размерного анализа спроектированного технологического процесса удобнее всего рассмотреть на конкретном примере. В качестве такого примера возьмем технологический процесс изготовления пуансона (см.рис.2.5). Размерный анализ выполним только в продольном направлении; размерный анализ в диаметральном направлении может быть выполнен аналогично.

После изучения исходных данных вычерчиваются упрощенные эскизы детали, исходной заготовки и операционные эскизы обработки заготовки. На эскизах детали и исходной заготовки указываются только размеры в продольном направлении (рис.2.5 и 2.6). Эскизы обработки выполняются только для тех операций технологического процесса и выписываются только те технологические переходы, на которых происходит формирование продольных размеров (табл.2.1). Изменения размеров заготовки при термообработке считаются пренебрежимо малыми. На эскизах обработки указываются технологические базы, обрабатываемые поверхности (утолщенными линиями) и все технологические размеры в рассматриваемом направлении.

 

Рис. 2.5. Эскиз детали	Рис. 2.6. Эскиз исходной заготовки

 

 

Анализируемые операции и переходы нумеруются в последовательности выполнения цифрами 1, 2, 3 и т.д. Дополнительно указываются номера операций по технологическому процессу.

Технологические размеры обозначаются буквой А с индексами номеров операций и переходов. Например, размер - выполняется во 2-ом переходе 1-ой операции. Для размеров исходной заготовки первый индекс принимается равным 0 (нулю), а второй - равным 1, 2, 3 и т.д.

Конструкторские размеры обозначаются буквой с индексами 1, 2, 3 и т.д.

 

 

Таблица 2.1

Операция	Эскиз	Переходы
Токарно-револьверная		1. Подрезать торец, выдержав размер 57-0,74. 2. Точить фаску.
Токарно-револьверная		1. Подрезать торец, выдержав размер 55,2-0,3. 2. Подрезать торец, выдержав размер 30±0,1. 3. Точить фаску.
Термическая		1. Закалить. 2. Отпустить.
Круглошлифовальная		1. Шлифовать торец, сняв припуск 0,2±0,05.
Плоскошлифовальная		1. Шлифовать торец, выдержав размер 30±0,026