5.3.Э Анализ возможности оформления группы переходов в отдельные операции

При проектировании операций на базе попереходной технологии возможны как варианты концентрации операций, так и дифференциации, разукрупнения операций.

- 285 5.3.3.1 Особенности дифференциации операций

В основе получения такого важного параметра качества детали как точность относительных поворотов поверхностей лежит известный принцип единства баз [9, 160, 126 и др.]. При вынужденной смене баз и нарушении принципа их совмещения необходимо производить перерасчет технологиче-ских размеров заготовок на операциях [160]. Кроме того, изменение технологических размеров приводит к перерасчету допусков на операциях и, следовательно, режимов обработки. Таким образом, процесс дифференциации и последующего синтеза операций должен обеспечивать точность поворотов и взаимного расположения поверхностей.

При анализе технологических процессов изготовления деталей было выявлено, что существует два варианта дифференциации операций:

а) Вариант дифференциации без нарушения принципа совмещения баз

обработки;

б) Вариант дифференциации с нарушением принципа совмещения баз

обработки.

Вариант без нарушения принципа единства и совмещения баз обработки характерен для деталей, не имеющих требований по точности поворотов и взаимному расположению поверхностей (рис.5.11). Чаще всего это относится:

- к деталям на заготовительных операциях;

-к деталям невысокой точности, погрешности взаимного расположения и поворотов поверхностей которых, получаемые при смене баз, не приводят к искажениям сборочной размерной цепи и потере функциональных свойств детали;

к деталям несложной формы;

к деталям, минимальное количество размеров которых присутствует в сборочных размерных цепях;

286

- к деталям, обработка поверхностей которых планируется по цепному методу, т.е.

\а

i /2 В

А" /

*5"

h 1

1

"< > а)

V.c V.c V.- V..

'а

о го г/ г4 v

fe

¦¦<-

ЙЙЯ

Ы

Ъл*

\

1

2 XW/ '/ «-'з 74 7576 hi

б)

v/7

УЛ.

X.

v*6 v/5 v/4 v/3

--2-Зч

VU

'2

в) Рис.5.11. Зависимость возможности дифференциации от метода

простановки размеров

Такая возможность дифференцирования по первому варианту может быть обусловлена отсутствием требований на взаимное расположение и поворот поверхностей и совпадение технологических размеров с чертежными, что говорит об использовании цепного метода простановки и выдержки размеров. Кроме того, на невозможность «безболезненной» дифференциации указывает отсутствие в уравнениях размерной технологической цепи размерного анализа связанных между собой технологических размеров - в каждом уравнении должен быть только один технологический размер.

287

В большинстве случаев встречается вариант дифференциации с нарушением принципа единства баз, поэтому вышерассмотренный случай без нарушения единства баз всегда формально можно свести к общему случаю.

Рассмотрим наш общий случай на примере ТП изготовления детали типа зубчатое колесо.

На рис. 5.12 представлена сама деталь, на рис.5.13 - часть технологического процесса ее изготовления, а на рис.5.14 и 5.15 - граф-схемы размерного анализа для линейных и диаметральных размеров соответственно.

/ 0.05 А

Рис.5.12. Чертежные размеры детали

288

3$ШШ:§§

Операция 05 (токарная)

Операция 10 (токарная)

i^^^^ss^^

«

|

Г

рми

Ш 1оШ

ыА.1

17

«О

¦о

«Б

Операция 15 (токарная)

Операция 20 (токарная)

Операция 25 (токарная)

Операция 30 (токарная)

Рис.5.13.

289

z11 z11 z05 z15

Ш

ш

i

24

'25

II

5 6

Id

8 vsss/sssssjws/rss/^fss/.rjfss/rsssysssj /j ;x

^^^

llj

$?$

I 7

SS^^^SKSS^s^

s

1С

Z3

9

8

%

12 Kp \17 18f/fM21 "V Ш if V20

/b

la

«•

/f

/3

/2

^1б(Фаска)

/5

U

/7

/9

ho

/8

112

113

115

Рис.5.14. Схема линейных размеров

/16

117

^U

О

Рис.5.15 Схема диаметральных размеров

291

Для формального обозначения любой у-й операции на /-й детали пред-ложим следующую последовательность как нотацию записи ее структуры:

w,

(^^):{{v^1(/r..,^^1,.,^),..,vap(/w+r..,/^^+1,..,^)},

(5.4)

гп_

V

/J1 e {0,1-1} 1,п

J J

, /,«еА.;

(5.5)

ld.~

i

Iji

, l,neh.; d.{ieM},

где Л .- количество переходов на у-й операции; р, - количество длиновых

j

размеров, получаемых на h .-ом переходе; д, - количество диаметральных

j

технологических размеров, получаемых на h .-ом переходе; /, - к-й длино-вой технологический размер на переходе; д,- к-й диаметральный техноло-

гический размер на переходе. Под L .К понимается некая k-я попереходная

последовательность дляу-й операции.

Переходы v.. , помещенные во внутренние фигурные скобки в выра-ЧР

жении (5.4) выполняются совместно. Порядок перечисления переходов совпадает с порядком их выполнения.

Нотация структуры операции (5.4) по сути дела является полной, в ней уже отражены условия совмещения и предшествования переходов и уже известные матрицы предшествования и совмещения переходов дополняют систему (5.5) для пояснения особенности структуры (5.4).

Структура операций и их количество в процессе дифференциации оп-

ределяется, прежде всего, матрицами T\L и ГУ . Так, теоретически, на об-

У U

292

щем количестве переходов h . для любой детали при нулевой матрице 7л1 и

J atj

ненулевой Г? (все элементы Г? *0) количество возможных вариантов

У У

дифференцированных операций определяется как следующее соединение:

2 ,

Количество самих операций будет зависеть от возможности их совмещения и определится как

KQ =h-,Ph =1-.,Л.! (5.7)

У J

При этом в КДГ) получаются различные операции, включающие bUmaxy

в себя переходы от одного до h • в различной последовательности. С учетом

П С

действительных, реальных матриц Т\ и 7т количество вариантов соедине-

aiJ uij ний будет значительно меньше:

КПЛ =/(KRO 2Л ->ТА )' (58)

У ' maxn У У

LBO.. Jy BOmax ' d.rd.

У

а в ряде случаев, при невозможности совмещения ни одной пары переходов

и жесткой их последовательности выполнения, KD/~ = 1.

r>U..

У

Рассмотрим возможности дифференциации операций для вышерас-смотренного ТП изготовления детали (рис.5.13).

Если дифференцировать операцию 25, на которой мы имеем пять переходов необходимых для обработки соответствующего количества поверхностей, то изначальная структура операции имеет следующий вид:

293

Матрицы предшествования и совмещения переходов для данной операции имеют следующий вид исходя из анализа ТП:

V

0 0 0 111

0 0 10 0 0

0-10000

-10 0 0 11

-10 0-100

-10 0-100

V."

У

Необходимо напомнить, что когда мы говорим о матрице совмещения

с

ГУ , то имеется в виду возможность выполнения пары переходов i и у в пре-

V делах одной операции.

Согласно (5.6) на пяти переходах мы имеем максимальное количество возможных вариантов операций

2 , BOmax / = 5 ^ 6

Полученные последовательности операций вида

1

(IS1):^)}

<252>:*v25,2(/10»

(253):^('ll» (254):{v254(/12,rfg)}

(255):{v255(/13,rf9)}

294

(25»):{»ед^»

(252):{v252(;i0)}

(253):{v25;3(/n)} (254):{v25>4(;i2,d8)} (255):{v25>6(/14)}

(256):{v2 (llyd9)}

2670|(25):{v25J(;9)>v252(/10)>v2y(;n),v25j4(;12,rfg),v25>5(/13,rf9),

v25,6(/14»

TT С

необходимо скорректировать с учетом Ту и 7т . Коррекция заключается в

aij aij

том, что вначале все последовательности просматриваются с учетом т\ .

У

Последовательности операций, полученные после вышеприведенной коррекции, не являются окончательными, поскольку не решен вопрос с компенсацией погрешностей форм поверхностей и размеров вследствие возникающих, при глубокой дифференциации операций, погрешности смены баз - по-грешности угловых и линейных размеров.

Интуитивно, по опыту, проанализировав данную операцию, можно с уверенностью сказать, что возможно выделение в ранг отдельных операций переходов (v25 6^14^ и ^V25 5^W^9^' П0СК0ЛЬКУ обработанные на данных переходах поверхности имеют широкие допуски на размеры, погрешность их форм вследствие смены баз не окажет влияния на функциональные свойства детали в целом. В результате возможна следующая последовательность трех дифференцированных операций:

295 (251):{v254(/9),v252(i10),v25>3(/]1),v25;4(/12,^8)};

(252):{v25>6(/14)};

Таким же образом, на 30-й операции рассматриваемого ТП детали, имеющей изначальную структуру операции

(30):{v30)1(/15),V3052(?/12),V30j3(/16^10),V30)4(/17,/11),v305(/18), v30,6^19,rf13^v30,7^20^v30^^21^

можно отметить, что выделение в самостоятельную операцию перехода v^n6^1Q'^n) нежелательно, поскольку при смене баз возникают погрешность поворота поверхности d**> относительно d**, а эти поверхности связаны достаточно жестким требованием по чертежу детали. Кроме того, вследствие смены базы изменится размер ширины венца.

В обоих случаях мы воспользовались традиционными рекомендациями по формированию операций, не имеющих под собой формальной базы для точного анализа. Поэтому экспертный характер возможности того или иного способа дифференциации операций необходимо в любом случае сводить к точностной оценке варианта дифференцирования.

Рассмотрим возможность точностной оценки следующего варианта дифференциации операции 30 нашего примера:

(30b:{v30>1(/15),V30)2(^12),v3a3(/16,J10),v3M(/17^11),V305(/18)^

(3o2):^v30J6(/19,При появлении операции 30 вследствие смены базы возникают погрешности исполнения размеров при обработке поверхности /, g, чертежного

296 размера «17», а также диаметрального размера d+~, связанного регламентированным биением с поверхностью d, fl.

Погрешность, связанная со сменой технологической базы определяется как традиционная погрешность установки дляу'-й операции [247]:

AsJy = ^(Д*б)2+ (Ае3)2 + (А%р)2, (5.9)

где Д^(г- погрешность базирования детали при установке; Ае3- погрешность закрепления; А^пр - погрешность приспособления.

Данная погрешность влияет на точность получения размера /,дИ на

графе линейных размерных связей (рис.5.16) она вносится на ветви данного размера. Размеры фасок по рекомендации В.П. Фираго [281] в графе не учитываются. В дальнейшем погрешность смены баз Ае^ (на рис.5.16 обозначено как 5) учитывается в соответствующих уравнениях размерного анализа:

/19=(12) + А^';

/10=(17) + z^+/19=(18)+z^0 + ((12) + A^);

В данном случае погрешность Ае? учитывается при выполнении размера L g и в результате отражается на размере L ft, который получается через размер Д g, а также на всех последующих технологических размерах и том размере заготовки, которые связаны с размером Д g, на который была внесена поправка-погрешность Ае^.

297

Z2504) J2>

Z25(I5)

Рис.5.16. Граф линейных размерных связей

298

AZw(i)

V"±0.025

Рис.5.17. Граф диаметральных размерных связей (граф биений)

299 Обработка размера ^igHa операции 30 также зависит от возникающей погрешности А^, что должно учитываться в графе биений (рис.5.17) и соответствующих уравнениях:

<=К)2+<)2+(4*у)2-

Погрешность смены баз Asl зависит от жесткости и точности станков

и приспособлений, от типа приспособления, от способа базирования заготовки и определяется по известным формулам [247].