Технология машиностроения в 2 т. - Т.1 (Бурцев В.М., Васильев А.С. и др., 2001) (Бурцев Васильев Технология машиностроения), страница 3

Технический и экономическиЙ принципы проектирования ТП, Отражая р11зли'1ные стороны изготовления машины, находятся В диалектическом противоречии. Разрешение данного ПроТИворЕЧИЯ ДОСТИГЯЕТСЯ За СЧЕТ КОМПРОМИССЯ И РЕШЕНИЯ ЗЯДЯЧ оптимизации ТП. Технический принцип должен соблюдаться Всегда. Наиболее часто дост'игя10т компромисса между производительностью и Затратами. При равнОЙ производительности сО- поставляемых ТП Выбирают процесс, Обеспечивя10щий минимум затрат. При равных затратах обычно выбирают более производительный ТП. При разных затратах и производительностях выбирают ТП, обеспечивающий минимум затрат, при условии, что производительность Всех срявниВяемых Вариантов не ниже заданноЙ. При выпуске особо важной продукции или В экстремальных условиях ня Определенный период Времени предпочтение отдают более производительному ТП.

Сборочные размеры определяют положение'одних Элементов Машин Относительно других. Это размеры Прежде Всего присоединительных поверхностей. У корпусных изделий присоедини- тельными чац1е Всего быва1от плоские поверхности. Кроме указанных применяют технологические размеры, которые необходимы при изготовлении деталей и их Контроле. К какой бы группе не относился размер, его точность непосредственно Влияет на Качество машины, т.е. На способность Выполнять свои Функции В установленных пределах. Решение проблемы точности требует еще одного аспекта рассмотрения понятия размер'.

Различают номинальные, действительные и предельные размеры. Относительно номинального Определяют предельные размеры. НоминальныЙ размер служит началом Отсчета Отклонений и устанавливается конструктором, исходя из служебного назначения детали. Поскольку технологическая система станок — приспособление — инструмент — заготовка не может обеспечить постоянный (номинальный) размер из-за Особенностей функционирования, Вводят понятие действительного размера. Его Определяют измерением с допус- тимоЙ погрешностью. Действительные размеры не должны Отличаться от номинальных более, чем на допустимую Величину.

Поэтому различают два предельных размера — наибольший и наименьшиЙ. Значение номинальноГО размера находится между наибольшим и наименьшим, а также может быть равно одному ИЗ НИХ. Размер, называемый действительным, для Оценки качестВа продукции имеет особое значение. В ходе изготовления детали в Каждый момент Времени этот размер Оказывается различным.

Физическая природа этОГО явления сВязана с испОльзованием В машиностроении реальных технОлОГических систем, которые собственного Изготовления, работают в условиях пОстояннОГО изнашиВания инструмента и, следовательно„пОстОянно изменяюшихся силОВых факторов. Кроме ТОГО, Они ВОсприиимяит деиствиО нОстЗциоиярноГО тОплОВОГО поля, переменноЙ жесткости, На Качество детали по параметру Точности Влияют также погрешности настройки инструмента, установки обрабатываемой заготовки и ряд других факторов.

Детали, изГотовленные с сОблюдением ДОпускоВ на размеры, способствуют созданию Качественной машины, Несмотря на то, ,что каждая деталь ОГраничена поВерхностями, размеры которых ОГЛИЧЯЮГСЯ О"Г НОМИНЗЛЬНЫХ. Детали лишь на чертежах характеризуются номинальными ~идеальными) поверхностями, а фактически ограничены реальными поверхностями, Детали Всегдс1 имеют Отклонения формы. Обеспечение Точности формы Всегда связано с преодолением технологических трудностей, гораздо более ощутимых, чем в случае достижения заданного размера. В частности, В произВОдственных условиях Возникают Отклонения от Круглости. Они непосредственно сказываются на Качестве соединений, имеюших цилиндрические поВерхности, пОтОму что по таким поверхностям устанавливают Ответственные детали и элементы машин и прежде всего — подшипники качения. Подшипники вследствие Отклонения формы Колец Могут быстрее утратить свои первоначальные характеристики. Условия формообразования деталей оказываются настолько сложными, что Одновременно Возникает целый ряд Отклонений '': ' ГеометрическОГО характера: ОтклОнение От цилиндричн ости, „.

перпенди кулярности и пр. Технологическое обеспечение геометрических п11раметров В заданных пределах является Одним из условий Обеспечения Качества Машин. Так, у пары "Вал — кор;:.: пус" вал при поступательном движении не может перемещаться строго по прямолинеЙноЙ траектории, если он имеет отклонение От цилиндричнОсти или такие Отклонения имеет Отверстие корпуса. Следовательно, Такая пара из-за Отклонений формы не обеспечивает необходимого качества соединения. При оценке точности формы необходимо использовать кол и ч ест ве н н ые по к11зател и.

На рис. 2. 3 В ~ триро Ва11ном представлена деталь типа двухступенчатого Вала. В любом пог1еречном сечении размеры Вала Определяютс11 переменным радиусом Л, Отсчитываемым от центра О номинального сечения диа" метром В„. Радиус Л, являющийся текущим размером, зависит ,"' от угловой координаты р. Текущий размер будет также меняться ",' От координаты ~, Начальное значение радиуса ОГОВаривают. На, пример, им может быть радиус Р1 с угловой координатой д1. ЛюбОЙ контур поперечного сечениЯ удовлетВорЯет условию '~.,' замкнутости, т.е. ~(~р) =~'~~р + 2~). Период функции равен 2н. ~фР4Х)3~, 1 Где ЙОД вЂ” нулеВОЙ член разложения; 01~, 61; — коэффициенты ряда Фурье к-Й Гармоники; к — порядковыЙ номер соответст- ВующеЙ Гармоники.

Вместо рядов для практических целеЙ удобно ПОЛЬЗОВаться ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИМ ПОЛИНОМОМ Ддр) = — + С~(соьйр+ ~р~), А -=1 где л — порядковый номер высшей гармоники разложения. Отношение Со/2 Можно прин~1ть В Качестве среднего Значения функции /'(~р) за период т = 21т и ог1ределять.как расстояние от базового Значения Текущего размера до СреднеЙ Линии геометрических ОтклонениЙ профиля. Поэтому значение Со/2 преД- ставляет СобоЙ Отклонение размера. ПервыЙ член разложения С1 сОБ(9 + ~~) характеризует рас'стояние между центрами вращени11 01 и геометрическим центром О, т.е.

эксцентриситет е (см. рис. 2.3). Такой эксцентриситет указыВает на Отклонение расположения поверхнОсти и Выражает его количественно. Последующие члены полинома (начи: ная со Второго) Описывают спектр ОтклонениЙ формы детали в ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ. Второй член С2 (соь 2~~1 + ~р2) характеризует овальность сече' ния, третий Сз (сов Зу + ~~1з) — огранку с трехвершинным профилем и т.д. Поэтому Сечение Детали Следует 11редставлять Очерченным контуром, имеющим Отклонение размера, с центрОм, смещенным От ГеометрическоГО центра. Контур имеет Овальную форму„на котору10 налОжены огранки с различным числОм Вер1',', шин. ДальнеЙшее р1ссмотрен ие членов рядс1 приводит к ВысО- коч ~1с Готным соста Вл11ющи м, соотВетствующи м ВОлн истОсти и Ш Орох ОВЗТОСТИ.

Высказанные соображения характерны и для ступени ~ вала "; длиной /. (См. рис, 2.3). Однако у этой ступени может оказаться ', своя ось, повернутая на угол О в любой из плоскостей относи- "'". тель11О оси О»,, а г11кже Могут Возникать свои сооствснные погрешности. Отклонения профилей, т.е. Погрешности формы„це- 1 лесообразно представлять и в продольных сечениях. Тригоно,;. мегри1сс~иЙ пол,и~ом для, Описййия цродол~~о~о с~"~е~ия може~ Ри~. 2.3. Схе~~~ Опр~й~л~".ния Откло~~~йиЙ Р~3~1~РО~, фор~1,~ и Рйсполо>~~сия (а~ соз Ьр + Ь~ й'и Ьр), РеальныЙ Контур Диаметром Л на Левом Торце вала Ограничен прилега1ощеЙ Окружностью (на рис.

2.3 показана пунктиром). Отклонение от Круглости, Характерное для Каждого сечения, Определяют по СпециальноЙ методике и Обозначают ЛФ. Следовательно, для Каждого Сечения Можно Определить лй— отклонение размера. Прилегающая окружность имеет центр в точке 01. Поэтому действительный контур детали отличается от нОминальнОГО (идеальнОГО), а их Оси смещены на Величину эксцентриситета 8. При более детальном рассмотрении геометрической картины образования действительного контура можно убедиться, что его Ось В Общем виде не является ПрямоЙ Линией. Тот фак1 что на прзктике Оси Часто Считают Прямыми, является условностью, Которая, Однако, В большинстве Случаев удовлетворяет машиностроителей., Приведенный анализ характерен для Любого Сечения Ступени А вала ДлиноЙ /1.

Отклонения формы весьма удобно описывать с помощью рядов Фурье. Рассмотрим функцию погрешности деЙствительного профиля ~ф) в ПолярноЙ Системе Координат: водственной обстановки. При этом не наблюдается линейная зависимость затрат и достигаемой точности (рис. 2.5). С уменьшением допуска !Т существенно возрастают затраты С. Затраты особенно велики, когда допуски исчисляются долями микрометра. Проблема соотношения точности и стоимости обработки является одной из основных при разработке ТП. 22.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТОЧНОСТИ ЗАГОТОВОК, ДЕТАЛЕЙ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ 2.2.1. точность заготовок Ю К'." Ю ИИ Юб ТЧ0 Иб0 ИХ ЮОО 1Т ГОЛ Рис. 2.4. ГраФик изменения по- Рис. 2.5. Ззвисикзззт0лСЙ ГОч н Ости В т0кушсм МОСТЬ ЗЗТРЗТ От ТОЧСТОЛОТИ И: нс~с~и ~б~~бс~ ~~и / — Офйдицыонная 00~) 000якб; 2— жбчиБЯ 06~)ЙЙОР1ки; 3 сВВ~)хыОч- ИИЯ ООРОООЖКО Характеристики точности заготовок необходимы для назна' чения режима обработки, проектирования технологической ос:,; настки (приспособлений), прогнозирования точностных показа- ~:: телей деталей и решения ряда друГих технолоГических задач.

Заготовки деталеЙ машин получают литьем, обработкоЙ дав: лением, прокаткоЙ, а Также комбинированными способами. ТОчнОсть литых заГотОвок существенно зависит От метода их получения. При ручной формовке с использованием песчаных смесей масса заготовок не ограничивается.

Такие заготовки выПОлняют из чуГуна, стали, цветных и алюминиеВых сплавОВ. ,. Толщина стенок у заготовок из чугуна и сплавов цветных металлов, .." Как правило, не превь~шает 3...8 мм. Для стальных заготовок она .; ДОхОДит ДО 5...8 мм. ,!с$:~ ! с ,с С 'с с сс: г ~ "~ ' и! !'! с с Качество и, В частнОсти, тОчнОсть машин заВисят От качестВа исходных материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделия, поступающих От друГих предприятий.