Логічна оцінка варіантів маршруту обробки деталі (МОД) і вибір найбільш прийнятного

Проектування технологічних процесів. Перевірка забезпечення точності розмірів по варіантах технологічного процесу. Використання стандартного різального, вимірювального інструменту і пристроїв. Розрахунки по визначенню похибки обробки операційних розмірів.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Логічна оцінка варіантів маршруту обробки деталі (МОД) і вибір найбільш прийнятного

Вступ

На етапі логічної оцінки варіантів маршруту обробки деталі при проектуванні технологічних процесів розв'язуються такі задачі:

· визначення критеріїв оцінки варіантів МОД;

· розрахунок та логічна оцінка варіантів МОД за вибраними критеріями;

· аналіз, висновки та загальна оцінка варіантів МОД і вибір кращого;

· формування остаточної послідовності обробки деталі та побудова раціональної структури операції прийнятого варіанту МОД.

1. Загальні положення

Логічна оцінка варіантів МОД потребує значних знань і досвіду розробника технологічного процесу і тому його доцільно виконувати шляхом обговорення “захисту” перед керівником проекту. Логічна оцінка варіантів МОД найважче піддається формалізації, оскільки критерії оцінки дуже багатосторонні і часто не можуть бути представлені засобами формальної логіки.

Найбільш поширеними критеріями вибору варіанта технологічного процесу є [2]:

1) оцінка доцільності прийнятого методу виготовлення заготовки;

2) забезпечення заданої точності по всіх лінійних і кутових розмірах, а також заданих параметрів шорсткості;

3) величини сумарних похибок обробки, від яких залежать припуски на обробку;

4) можливість використання стандартного різального, вимірювального інструменту і пристроїв;

5) можливість створення та придбання спеціальних верстатів, пристроїв, інструментів й іншого технологічного оснащення в заданий термін підготовки виробництва;

6) число, складність та орієнтовна вартість технологічного обладнання, пристроїв, різальних і вимірювальних інструментів тощо;

7) оцінка можливості автоматизації операцій та процесу в цілому;

8) організаційно-технологічні характеристики виробництва (потреба у виробничих площах, робітниках, складність та тривалість циклу технологічної підготовки виробництва, тривалість виробничого циклу тощо);

9) зручність розміщення обладнання на виробничих площах з оцінкою можливостей автоматизації транспортування деталей, видалення стружки, багатоверстатного обслуговування тощо;

10) комплексна оцінка всього маршруту технологічного процесу з аналізом доцільності вибраної послідовності механічних, термічних, гальванічних та інших операцій.

Після такої логічної оцінки з декількох попередньо запропонованих варіантів вибирають один з його коректуванням і доробкою. Фактично при цьому виникає необхідність повернення до другого етапу проектування, але вже на більш обгрунтованій логічній базі.

2. Перевірка забезпечення точності розмірів по варіантах технологічного процесу

Забезпечення точності розмірів є основним критерієм вибору варіанта технологічного маршруту. На точність обробки в першу чергу впливає вибрана схема базування, тому при її виборі треба дотримуватись правил.

Похибка операційного розміру, крім базування, залежить від багатьох факторів: від пружних коливань технологічної системи, геометричних неточностей елементів системи, похибок встановлення, похибок вимірювання та ряду інших причин систематичного і випадкового характеру.

Сумарну похибку обробки можна визначити розрахунково-аналітичним методом [3], згідно з яким:

?сум = ??і,

де ?і - похибка, обумовлена і-м фактором.

Але розрахунково-аналітичний метод можна використати не завжди, оскільки це зв'язано з великими технічними і розрахунковими труднощами, недосконалістю методик визначення елементарних похибок. На практиці похибки обробки визначають за статистичними (табличними) даними, так званими таблицями економічної точності обробки. Але ці таблиці не враховують похибки базування заготовок, а також ряд інших, які можна назвати додатковими. Не враховується в цих таблицях також похибка вимірювання.

Очікувані похибки обробки визначаються на основі розмірних зв'язків всієї технологічної системи, які виникають в процесі виготовлення з включенням розмірних зв'язків верстата, деталі, інструменту та пристроїв. Для технологічних систем з ланками, які регулюються (підналагодження інструменту, регулювання вильоту інструменту), можна розглядати спрощені розмірні зв'язки (ланцюги). В цих ланцюгах взаємозв'язані розміри деталей верстата, пристрою та інструменту замінюються замикальною ланкою Ан.р. [3], яка є налагоджувальним розміром різального інструменту відносно установчих елементів пристрою, еталона або нерухомих частин верстата. При обробці різанням в розмірний ланцюг технологічної системи включається своїми розмірами оброблювана деталь. Під дією сил різання та інших факторів початковий розмірний ланцюг налагодження змінюється і в ньому утворюється нова ланка Ат.с. [3]. Величина і точність ланки Ат.с. залежить від технічного стану технологічної системи. У спрощені розмірні ланцюги включають додаткові ланки, які враховують похибки, що виникають при зміні взаємного положення різального леза інструмента та оброблюваної поверхні.

Зміна взаємного положення інструмента та оброблюваної поверхні виникає при повороті револьверної головки на торкано-револьверному верстаті, при повороті стола на нову позицію на токарних багатошпиндельних верстатах і т.д. Ланки Адод. враховують виникнення похибок індексації положення інструменту (пристроїв, шпинделів верстата тощо), і ці похибки позначаються ?дод. або ?інд.

В загальному випадку спрощені розмірні ланцюги технологічної системи можна представити в такому вигляді [3]:



Схема спрощених операційних розмірних ланцюгів

Для випадку, коли конструкторські та технологічні бази збігаються (виконується принцип суміщення баз), розмірний ланцюг включає такі розміри: Ан.р., Ат.с., Аз, Вт і Адод. Замикальною ланкою є технологічний /операційний розмір Вт.

Формула для розрахунку очікуваної похибки обробки має вигляд:

. (1)

Для випадку, коли конструкторська та технологічна бази не збігаються, розмірний ланцюг включає такі розміри: Ан.р., Ат.с., Аз, Ар.б., Ао.п., Адод. Ланка Ар.б. - це розмір або декілька розмірів, що зв'язують розмірну (конструкторську) і технологічну бази деталі, що обробляються. Допуски на них приймаються з попередніх операцій, і вони визначають похибку р.б положення розмірної бази деталі при її базуванні.. Замикальною ланкою в цьому розмірному ланцюгу є операційний розмір Ао.п.

Формула для розрахунку похибки, яка очікується, має вигляд:

?обр. = ?к.р. + ?т.с. + ?з. +?р.б. + ?дод.. (2)

Похибки ?к.р. + ?т.с. = ?с у формулах (1) та (2) - це поле розсіювання розміру Ас = Ан.р. + Ат.с. - величина цілком визначена для даних конкретних умов обробки. Вона залежить від точності та жорсткості елементів технологічної системи, їх стану, сил різання. Саме ця похибка показана в таблицях економічної точності обробки. Із врахуванням цього похибки обробки за формулами (1) і (2) будуть мати вигляд:

?обр. = ?с + ?з. + ?дод.; (3)

?обр. = ?с + ?з. + ?р.б.?дод.. (4)

Похибки індексації ?інд визначають за паспортними даними верстатів, кресленням пристроїв. При орієнтовних розрахунках рекомендується приймати ?інд = 0,03...0,05 мм. Похибка закріплення ?з залежить від стану базуючих поверхонь оброблюваної деталі, величини, стабільності та напрямку сил затискання. Визначається експериментальним шляхом або знаходиться за довідниковими даними [1, табл. 12-15].

При виявленні розмірних ланцюгів технологічної системи при розрахунках похибки обробки потрібно враховувати ряд обставин [3].

1. Похибки налагодження та похибки, які вносяться технологічною системою (?к.р + ?т.с. = ?с) завжди мають місце не залежно від параметрів, які потрібно витримати. Інші похибки (?з, ?р.б., ?дод.) можуть виникати, або не виникати при виконанні конкретної операції. У відповідності до цього і розмірні ланцюги у своєму складі будуть мати різні складові ланки. Правильно виявити розмірний ланцюг можна тільки на основі детального аналізу сутності кожної конкретної операції та всього технологічного процесу в цілому. Проведення такого аналізу допомагає також виявити шлях скорочення кількості ланок розмірного ланцюга і намітити заходи щодо підвищення точності параметрів, які потрібно витримати.

2. Окремі складові елементи (?з, ?дод.) загальної похибки параметру, який потрібно витримати, можуть бути величиною другого порядку у порівнянні із середньостатистичною точністю обробки і складати приблизно (0,1...0,2)?с. В таких випадках при розрахунках можна ними знехтувати.

Похибки вимірювання можуть бути визначені з аналізу розмірних зв'язків системи: вимірювальний інструмент або прилад - деталь, яка вимірюється. При роботі на налагодженому верстаті не завжди потрібно враховувати похибку вимірювання. Точність налагодження верстатів перевіряється шляхом вимірювання, тим самим похибка вимірювання вже врахована у величині середньої статистичної точності обробки (?с). У цьому випадку її не потрібно враховувати. Це положення справедливо у тих випадках, коли вимірювальна база є чисто обробленою поверхнею, похибка форми якої незначна за величиною.

Часто вимірювальною базою деталі є чорнова поверхня вихідної з...