Новая редакция технических требований привела к перестройке автоматизированного производства: перепланировке оборудования, к конструированию и изготовлению новых приспособлений и пр.

Таким образом, критический анализ технических требований, норм точности и рабочих чертежей позволяет привести их в соответствие со служебным назначением детали.

Переход от служебного назначения изделия к техническим условиям на отдельные детали

Назначение технических условий на изготовление деталей является важнейшим этапом проектирования машины. Заниженные допуски и технические условия ведут к невыполнению машиной ее служебного назначения. Чрезмерно «жесткие» требования к точности деталей являются причиной необоснованного увеличения себестоимости машины. Переход от служебного назначения машины к техническим условиям на изготовление ее деталей осуществляется на основе расчета размерных цепей.

Пример 1. Разработка служебного назначения плунжерного насоса.

Под служебным назначением понимается максимально уточненная и четко сформулированная задача, которую решает машина (изделие).

Служебное назначение плунжерного насоса – перекачивание жидкости. Насос выполнит свое служебное назначение, если будет соответствовать параметрам, характеризующим его качество.

Такими параметрами являются давление и производительность, которые должны быть заданы количественно, с допустимыми отклонениями:

Р = 50+5 атм,

Q = 30 л/с.

На основе служебного назначения изделия выявляют:

1.Функциональные параметры. Для плунжерного насоса таким параметром является зазор

вплунжерной паре (рис. 11.16).

Рис.11.16. Схема и размерная цепь плунжерной пары

Величину минимального зазора определяют тепловые деформации, а максимальная величина зазора зависит от интенсивности износа, расчетных сроков службы, а также условий недопустимости катастрофического износа и падения производительности.

Переход от параметров служебного назначения к функциональным параметрам производится на основе расчетов, исследований, опыта.

2. Технические условия. Технические условия на сборочную единицу устанавливают исходя из служебного назначения изделия и его функциональных параметров на основе техникоэкономических расчетов.

Необходимо учитывать при этом следующее:

-возрастание себестоимости и трудоемкости изделия с «ужесточением» технических условий на его изготовление (рис. 11.17,б);

-возрастание расходов на эксплуатацию более дешевого варианта

изделия с «заниженными» техническими требованиями в связи с ростом замен частей, сокращением сроков эксплуатации до ремонта (рис. 11.17,в).

Таким образом, существует некоторое оптимальное значение допуска (технического условия), обеспечивающее минимальные суммарные расходы на изготовление и эксплуатацию изделия (рис. 11.17,а).

Следовательно, максимальный зазор в новом изделии (плунжерный насос) недопустим (нельзя весь допуск на зазор отдать изготовителю).

Для плунжерной пары (рис. 11.16) назначают:

- функциональные параметры: Zном = 0, Zmin =0,0096, Zmax 0,3;

0,3

- технические условия на сборочную единицу: Z = 0 0,095

3.Служебное назначение деталей входящих в изделие, формируется исходя из служебного назначения изделия и технических условий на его изготовление на основе построения и анализа конструкторских размерных цепей.

4.Технические условия на отдельные детали определяются на основе расчета сборочных размерных цепей и выбора детали методов достижения точности.

Последовательность перехода от служебного назначения изделия к техническим условиям на сборочную единицу и отдельные детали можно представить в виде схемы (рис.11.18).

Рис.11.17. Графическое представление взаимосвязи точности изделия с себестоимостью и расходами на эксплуатацию

Рис.11.18.Схема перехода от служебного назначения изделия к техническим условиям

на сборочные единицы и детали

Пример 2. Формулировка служебного назначения специального станка.

Специальный горизонтальный фрезерный полуавтомат предназначен для фрезерования поверхностей К деталей типа «стойка» (рис. 11.19).

После обработки на станке деталь должна иметь:

Рис. 11.19. Схема базирования стойки при фрезеровании поверхности К

1)размер А - 0,12 мм;

2)перпендикулярность поверхности К установочной базе (допустимое отклонение от перпендикулярности ±0,05/300);

3)плоскостность поверхности К в пределах 0,03 мм;

4)шероховатость 2,5 .

Параметры качества и точности детали получают на станке при колебании припуска на обработку от 0,5 до 1,2 мм, колебании твердости в пределах НВ 180-220 и температуры – в пределах 15-45ºС.

Напряжение сети 380 В. Обработка деталей будет осуществляться на режиме: V = 50

м/мин; S = 0,05 мм/об.

Производительность обработки должна быть не менее 30 шт/ч.

Шум не более 70 децибел; срок службы станка – 6 лет.

Пример 3. Разработка технических условий на изделие (станок).

В результате обработки деталей на станке необходимо обеспечить перпендикулярность поверхности К установочной базе (рис. 11.20):

номинал заданного параметра точности β = 90º;

допуск .β = 0,1/300;

координата середины поля допуска º β = 0.

Получаемый в процессе обработки размер

где: βдет – номинальное значение заданного параметра; βy – номинальная величина погрешности установки; βст – номинальное значение технического условия на станок; βд – номинальная величина отклонения обрабатываемой поверхности (погрешность динамической настройки).

Рис. 11.20. Схема технологической размерной цепи фрезерной операции

Погрешность установки, связанную с базированием и закреплением назначают исходя из принятой схемы установки:

βy = ±0,005/300 мм.

Погрешность динамической настройки для данного режима обработки и диапазона колебания припуска и твердости [9-10]:

βд = + 0,02/300 мм.

В связи с тем, что допуски на βi даны в виде tgβi, при расчете допусков на повороты поверхностей их вначале необходимо привести к одной длине катета (общему знаменателю). Затем, отбросив знаменатель, можно использовать методику расчета для линейных размеров [11].

После расчета допусков следует добавить отброшенный знаменатель:

Координата середины поля допуска замыкающего звена

0 0 ст 0,01, отсюда ст 0,01/ 300

Таким образом,

900 0,025 / 300

ст 0,045

Схема расположения предельных отклонений технического условия на изделие (станок) приведена на рис. 10.

Для обеспечения заданной долговечности часть допуска размера статической настройки выделяют на компенсацию износа, а часть – на компенсацию погрешностей обработки. Из

величины ст = 0,07/300 выделяют на изготовление – 0,04 мм и эксплуатацию – 0,03 мм.

Размер на изготовление станка ст 900 0,030,01 / 300

Рис. 11.22. Схема технологической размерной цепи фрезерной операции

Следовательно, номиналы проставлены, верно.

Рассмотрим возможность применения метода полной взаимозаменяемости [1, 11].

Средний допуск составляющих звеньев

Сопоставление этого допуска с параметрами средне экономической точности, получаемыми при обработке плоскостей различными методами [10], показывает, что изготовление деталей с отклонениями, не выходящими за пределы рассчитанного среднего допуска, экономически целесообразно. Поэтому необходимо отказаться от метода полной взаимозаменяемости.

Рассмотрим возможность применения метода неполной взаимозаменяемости. Принимаем следующие исходные данные:

Закон рассеяния размеров близок к закону Гаусса [1]:

ñð/ 19

Допустимый процент брака

Р = 1%; t = 2,57.

Средний допуск составляющих звеньев для этих исходных данных:

Этот средний допуск можно считать экономически приемлемым.

Скорректируем его с учетом сложности изготовления составляющих звеньев: δβ1 = 2,0;

δβ2 = 0,02/300; δβ3 = 0,02/300; δβ4 = 0,03/300; δβ5 = 0,015/300.

Назначенные параметры точности составляющих звеньев приведены в табл.1.

Допуск на замыкающее звено определяется из уравнения