Расчёт операционных размеров

3.4 Расчёт операционных размеров

Произведем расчет значений операционных размеров по способу средних значений.

Найдем средние значения размеров, известных заранее:

[А35] = 55 мм; [А35]ср = 55,0115 мм;

[Б30] = 65 мм; [Б30]ср = 60,035 мм;

[В10] = 75 ± 0,37мм; [В10] ср = 75 мм;

[Г10]= 65 ± 0,37мм; [Г10]ср = 65 мм;

[Д35]= 60 мм; [Д35]ср = 60,0115 мм;

[Е30] = 55 мм; [Е30] ср = 55,035 мм;

Ч20 = 46 ±0,31мм; Ч20ср = 46 мм;

Щ20 = 55 ± 0,37мм; Щ20ср = 55 мм;

Найденные средние значения подставим в уравнения операционных размеров, решая эти уравнения, мы получим средние значения операционных размеров.

1)   [Z1235] = - Д35 + Е 1235- 1805+ Е 1230-1805 + Д30;

Д30 = Д35 + [Z1235] - Е 1235- 1805 - Е 1230-1805;

Д30 = 0,1265 + 60,0115 – 0,006 – 0,02 = 60,112 мм;

2)   [Z835] = - А35+ Е 835- 1805+ Е 830-1805 + А30;

А30 = А35 + [Z835] - Е 835- 1805 - Е 830-1805;

А30 = 55,0115 + 0,1265 – 0,006 – 0,02 = 55,112 мм;

3)   [Z930] = - Б30 + Е 930- 1805 + Е 915-1805 + Б15;

Б15 = Б30 + [Z930] - Е 930- 1805 - Е 915-1805;

Б15 = 65,035 + 0,1825 – 0,02 – 0,03 = 65,1675 мм;

4)   [Z830] = - А30 + Е 830- 1805 + Е 815-1805 + А15;

А15 = А30 + [Z830] - Е 830- 1805 - Е 815-1805;

А15 = 55,112 + 0,1825 – 0,02 – 0,02 = 55,2545 мм;

5)   [Z1330] = - Е30 + Е 1330- 1805 + Е 1315-1805 + Е15;

Е15 = Е30 + [Z1330] - Е 1330- 1805 - Е 1315-1805;

Е15 = 55,035 + 0,1825 – 0,02 – 0,02 = 55,1775 мм;

6)   [Z1230] = - Д30 + Е 1230- 1805 + Е 1215-1805 + Д15;

Д15 = Д30 + [Z1230] - Е 1230- 1805 - Е 1215-1805;

Д15 = 60,112 + 0,1825 – 0,02 – 0,03 = 60,2445 мм;

7)   [Z915] = - Б15 + Е 915- 1805 + Е 910-1805 + Б10;

Б10 = Б15 + [Z915] - Е 915- 1805 - Е 910-1805;

Б10 = 60,1675 + 0,325 – 0,03 – 0,04 = 60,4225 мм;

8)   [Z815] = - А15 + Е 815- 1805 + Е 810-1805 + А10;

А10 = А15 + [Z815] - Е 815- 1805 - Е 810-1805;

А10 = 55,2545 + 0,31 – 0,02 – 0,04 = 55,5045 мм;

9)   [Z1215] = - Д15 + Е 1215- 1805 + Е 1210-1805 + Д10;

Д10 = Д15 + [Z1215] - Е 1215- 1805 - Е 1210-1805;

Д10 = 60,2445 + 0,325 – 0,03 – 0,04 = 60,4995 мм;

10)    [Z1315] = - Е15 + Е 1315- 1805 + Е 1310-1805 + Е10;

Е10 = Е15 + [Z1315] - Е 1315- 1805 - Е 1310-1805;

Е10 = 55,1775 + 0,31 – 0,02 – 0,04 = 55,4275 мм;

11)    [Z910] = - Б10+ Е 910- 1805+ Е 900-1805 + Б00;

Б00 = Б10+ [Z910] - Е 910- 1805- Е 900-1805;

Б00 = 60,4225 + 2,28 – 0,04 - 0,02 = 62,6425;

12)    [Z810] = - А10+ Е 810- 1805+ Е 800-1805 + А00;

А00 = А10+ [Z810] - Е 810- 1805- Е 800-1805;

А00 = 55,5045 + 2,28 – 0,04 - 0,02 = 57,7245;

13)    [Z1010] = - В10+ Е 1010- 1805+ Е 1000-1805 + В00;

В00 = В10+ [Z1010] - Е 1010- 1805- Е 1000-1805;

В00 = 75 + 2,28 – 0,04 - 0,02 = 77,22;

14)      [Z1110] = - Г10+ Е 1110- 1805+ Е 1100-1805 + Г00;

Г00 = Г10+ [Z1110] - Е 1110- 1805- Е 1100-1805;

Г00 = 65 + 2,28 – 0,04 - 0,02 = 67,22;

15)        [Z1210] = - Д10+ Е 1210- 1805+ Е 1200-1805 + Д00;

Д00 = Д10+ [Z1210] - Е 1210- 1805- Е 1200-1805;

Д00 = 60,4995 + 2,28 – 0,04 - 0,02 = 62,7195;

16)      [Z1310] = - Е10+ Е 1310- 1805+ Е 1300-1805 + Е00;

Е00 = Е10+ [Z1310] - Е 1310- 1805- Е 1300-1805;

Е00 = 55,4275 + 2,28 – 0,04 - 0,02 = 57,6475.

Составим таблицу, в которой укажем значения операционных размеров в радиальном направлении:

Таблица 3.1 Значения операционных размеров в радиальном направлении

Символьное обозначение	Минимальный размер, мм Amin =Aср -TA/2	Максимальный размер, мм Amax =Aср +TA/2	Средний размер, мм	Окончательная запись в требуемой форме, мм
2А00			57,7245
2Б00			62,6425
2В00			77,22
2Г00			67,22
2Д00			62,7195
2Е00			57,6475
2А10			55,5045
2Б10			60,4225
2В10			75
2Г10			65
2Д10			60,4995
2Е10			55,4275
2А15			55,2545
2Б15			65,1675
2Д15			60,2445
2Е15			55,1775
2А30			55,112
2Б30			65,035
2Д30			60,112
2Е30			55,035
2А35			55,0115
2Д35			60,0115

Значения всех рассчитанных припусков и операционных размеров (в окончательном виде) заносим в схему размерного анализа в радиальном направлении.

7. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТОВ ОПЕРАЦИОННЫХ ДИАМЕТРАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ

 

7.1 Определение операционных диаметральных размеров расчетно-аналитическим методом (методом Кована)

Расчётно-аналитическим методом определим припуски на поверхность 3 Æ54H7(+0,02), являющуюся наиболее точной.

Качество поверхности после штамповки по прил.4 [3]:

Rz = 160 мкм, h = 300 мкм.

Качество поверхности после механической обработки по данным прил.4 [3] следующие:

1.         Растачивание черновое Rz = 50 мкм, h = 120 мкм;

2.         Растачивание чистовое Rz = 10 мкм, h = 50 мкм;

3.         Шлифование черновое Rz = 10 мкм, h = 40 мкм;

4.         Шлифование черновое Rz = 5 мкм, h = 20 мкм

Суммарное пространственное отклонение будем определять по формуле

, мм (4.1)

где - коэффициент уточнения (по табл. 3.17 [4]);

Di-1 - суммарное пространственное отклонение на заготовительной операции (эксцентричность отверстия);

- после штамповки D= 1,5 мм; - после растачивания чернового D = 0,06 × 1,5= 0,09мм;

- после растачивания чистового D = 0,04 × 1,5= 0,06 мм;

- после шлифования чернового D = 0,06 × 1,5= 0,09 мм;

- после шлифования чистового D = 0,04 × 1,5= 0,06 мм

Определим значение минимального припуска 2Zmin после каждой операции по формуле:

, мм (4.2)

где Rzi-1, hi-1 – высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке;

Di-1 - суммарное значение пространственных отклонений с предыдущей операции;

ei - погрешность установки (определяем по табл.1.13[4] для закрепления в 3 к. патроне);

При расчете припуска на операции 35-1 внутришлифовальной значение hi-1=0

 мм;

 мм;

 мм;

 мм.

Определяем предельные размеры для каждого перехода по формулам:

2Аi-1 max = 2Аi max - 2Zi min , мм (4.3)

2Аi-1 min = 2Аi-1 max – T2Аi-1 , мм (4.4)

2Е35-2 min = 54 мм;

2Е35-2 max = 54,02 мм;

2Е35-1 max = 2Е35-2 max -  = 54,02 – 0,4 = 53,62 мм;

2Е35-1 min = 2Е35-1 max - T2Е35-1 = 53,62 - 0,12 = 53,5 мм;

2Е15max = 2Е35-1 max - = 53,62 – 0,288 = 53,332 мм;

2Е15 min = 2Е15max - T2Е15 = 53,332 - 0,05= 53,282 мм;

2Е05max = 2Е15max - = 53,332 – 0,608 = 52,724 мм;

2Е05 min = 2Е05max – T2Е05= 52,724 – 0,19 = 52,534 мм;

2Е00max = 2Е05max - = 52,724 – 4,02 = 48,704 мм;

2Е00 min = 2Е00max – T2Е00= 48,704 – 2,5 = 46,204 мм;

Определим предельные значения припусков по формуле:

 (4.5)

 мм;

 мм;

Изобразим на рис.4.1 схему расположения операционных размеров, допусков и припусков.

Таблица 4.1 Расчет припусков на обработку диаметра 2А (пов. 8 Æ55k(+2+0,21))

Техноло гические переходы	Элементы припуска, мкм			Расчетный припуск 2Zmin, мм	Допуск TD, мм	Предельные размеры заготовки		Предельные припуски, мм
	Rz	h	DS			Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin
Штамповка	100	200	800	-	3,6	63,4	59,8	-	-
Растачивание черновое	80	100	48	2,2	0,3	56,11	55,81	7	3,99
Растачивание чистовое	30	40	32	0,456	0,074	55,428	55,354	0,682	0,456
Шлифование черновое	20	30	24	0,204	0,046	55,196	55,15	0,232	0,204
Шлифование чистовое	5	15	16	0,148	0,019	55,021	55,002	0,175	0,148

4.2 Сравнение результатов расчетов

Для сравнения необходимо сопоставить результаты расчетов операционных размеров, операционных и общих минимальных, максимальных, номинальных припусков.

Общие припуски определяются по формулам:

Zоmin = S Zmin (4.6)

Zоmax = S Zmax (4.7)

Zоmin = 0,148+0,204+0,456+3,99 = 4,798 мм,

Zоmax = 0,175+0,232+0,682+7 = 8,089 мм.

Общий номинальный припуск для отверстия:

Zоном = Dномдет - Dномзаг (4.8)

Zоном = 59,8-55,002 = 4,798 мм.

где Dномзаг, Dномдет – номинальные диаметры заготовки и детали соответственно.

Результаты расчетов припусков приведем в табл. 4.2.

Данные по их изменению:

DZо = (ZоОЦ – ZоРА) ×100% / ZоРА , (4.9)

где ZоОЦ , ZоРА – значения общих припусков, определенные методами решения размерных цепей и расчетно-аналитическим соответственно.

Таблица 4.2 Сравнение общих припусков

Метод расчета	Zоmin	Zоmax	Zоном
Расчетно-аналитический	4,798	8,089	4,798
Расчет размерных цепей	1,646	4,152	2,713

D Zоmin = (1,646 – 4,798) ×100% / 4,798 = - 65,7 %;

D Zоmax = (4,152 – 8,089) ×100% / 8,089 = - 48,67 %;

D Zоном = (2,713 – 4,798) ×100% / 4,798 = -43,46 %.

Вывод: метод операционных размерных цепей позволяет существенно уменьшить припуски на обработку, а, следовательно, увеличить коэффициент использования материала и удешевить изготовление детали.