При неточном оборудовании позволяет получать высокую точность обработки; могут быть устранены погрешности заготовки, возникающие при ее обработке на неточном станке;

При неточной заготовке позволяет правильно распределить припуск и предупредить брак;

Освобождает рабочего от необходимости изготовления точных и дорогостоящих приспособлений (типа кондукторов).

Недостатки метода пробных проходов и промеров:

1) зависимость достигаемой точности от минимальной толщины снимаемой стружки (при токарной обработке доведенными резцами t>=0.005мм, при точении заточенными резцами t=0.02мм). Очевидно, что рабочий не может внести в размер заготовки, поправку меньше толщины снимаемой стружки, а следовательно и гарантировать получение размера с погрешностью меньше этой толщины;

Появление брака по вине рабочего, от внимания которого зависит достигаемая точность обработки;

Производительность обработки из-за больших затрат времени на пробные проходы, промеры и разметку;

Высокая себестоимость обработки детали (в следствии низкой производительности и высокой квалификации рабочего, требующая повышенной оплаты труда).

Метод пробных проходов и промеров не пользуется как правило, при единичном и мелкосерийном производстве изделий, в опытном производстве, ремонтных и инструментальных цехах. Особенно он применяется в тяжелом машиностроении.

В серийном производстве применяется для получения годных деталей из неполноценных исходных заготовок (спасение брака по литью и штамповке). В крупносерийном производстве главным образом при шлифовании.

4.1.2.МЕТОДЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ РАЗМЕРОВ НА

НАСТРОЕННЫХ СТАНКАХ

При обработки заготовок по методы автоматического получения размеров станок предварительно настраивают таким образом, чтобы требуемая от заготовок точность достигалась автоматически, т.е. независимо от квалификации и внимания рабочего.

Размер a=c-b, где c- расстояние от торца зажимного приспособления до упора;

b – расстояние от поверхности упора до вершины лезвия резца.

k и b – размеры=const.

Следовательно, при использовании этого метода получения размеров на настроенных станках задача обеспечения требуемой точности обработки переносится с рабочего оператора на настройщика, выполняющего предварительную настройку станка и на инструментальщика, изготавливающего специальные приспособления и на технолога, назначающего технологические базы и размеры, а также конструкцию приспособления.

К преимуществам метода автоматического получения размеров относятся:

1) повышение точности обработки и снижение брака, точность не зависит от минимально возможной толщины снимаемой стружки (т.к. припуск на обработку устанавливается заведомо больше этой величины) и от квалификации и внимательности рабочего;

2) рост производительности обработки за счет устранения потерь времени на предварительную разметку и осуществление пробных проходов и промеров;

3) рациональное использование рабочих высокой квалификации, работу на настроенных станках могут производить ученики и малоквалифицированные рабочие – операторы.

4) Повышение экономичности производства за счет выше перечисленных преимуществ.

Применяется в серийных и массовых производствах. Каждый из перечисленных методов достижения заданной точности неизбежно сопровождается погрешностями обработки, вызываемыми различными причинами систематического и случайного характера.

3.Методы решения размерных цепей. Метод решения размерных цепей, обеспечивающих полную взаимозаменяемость: прямая и обратная задачи (способ равных допусков, способ допусков одного квалитета точности; преимущества и недостатки метода полной взаимозаменяемости).

Расчет размерных цепей – обязательный этап конструирования машин, способствующий повышению качества, обеспечению взаимозаменяемости и снижению трудоемкости их изготовления. Сущность решения размерной цепи заключается в установлении допусков и предельных отклонений всех ее размеров исходя из требований конструкции и технологии. При этом различают две задачи:

Обратная задача – определение номинального размера и допуска (предельных отклонений) замыкающего звена по заданным номинальным размерам и предельным отклонениям составляющих звеньев (такая задача возникает в тех случаях, когда требуется проверить соответствие допуска замыкающего размера допуском составляющих размеров, проставленных на чертеже, - проверочный расчет);

Прямая задача – определение допуска и предельных отклонений составляющих размеров по заданным номинальным размерам всех размеров цепи и заданным предельным размером исходного размера (такого типа задачи ставятся при проектном расчете размерной цепи).

Существуют следующие методы решения размерных цепей:

метод полной взаимозаменяемости (по max и min);

теоретико –вероятностный (не полной взаимозаменяемости или частичной);

способ группового подбора при сборке (селективная сборка);

способ регулирования;

способ пригонки.

Чтобы обеспечить полную взаимозаменяемость, размерная цепь решается по методу max и min, при котором допуск замыкающего размера определяется арифметическим сложением допусков составляющих размеров.

Различают две задачи:

Первая задача. У детали вначале обрабатывается плоскость 1, затем по настройке от этой базы – плоскость 2, в размер А₂=28 ± 0.14 мм и плоскость 3 в размер А₁= 60 ± 0.2 мм.

В технологической линейной размерной цепи размер А_D является замыкающим; его величина зависит от действительных размеров А₁(увеличивающего) и А₂ (уменьшающего):

.

В общем случае при n увеличивающих и p уменьшающих размерах уравнение размерной цепи можно представить в виде

(5.1)

По уравнению (5.1) определяется номинальный размер замыкающего звена линейной размерной цепи через номинальные размеры составляющих звеньев этой цепи. Оно будет справедливо и в том случае, когда вместо номинальных взяты значения соответствующих действительных размеров размерной цепи.

Составляющие размеры могут изменяться в установленных допусками пределах. При сочетании наибольших увеличивающих и наименьших уменьшающих составляющих размеров А_D будет иметь наибольшее значение, а при сочетании наименьших увеличивающих и наибольших уменьшающих составляющих размеров – наименьшее значение т.е.

(5.2)

(5.3)

Учитывая, что разность между max и min предельными размерами есть допуск, получаемый:

Если принять общее количество звеньев в цепи равным m, а общее количество составляющих звеньев равным m-1=n+p, то

(5.4)

Пример: при dА₁=0,40 мм и dА₂=0,28 мм допуск замыкающего размера dА_D = 0,4+ 0,28 = 0,68 мм.

Равенство (4) показывает также, что в каждый момент времени погрешность замыкающего звена равна алгебраической сумме погрешностей всех составляющих звеньев цепи. Поэтому, чтобы обеспечить наименьшую погрешность замыкающего звена, размерная цепь должна состоять из возможно меньшего числа звеньев, т.е. необходимо при конструировании изделий соблюдать принцип кратчайшей цепи. Кроме того, порядок обработки и сборки деталей нужно строить (если это возможно) таким образом, чтобы замыкающим размером являлся менее ответственный размер, (его погрешность будет наибольшей).

Определение предельных отклонений замыкающего размера

или

(5.5)

В то же время

(5.6)

Вычитая из уравнения (5) уравнение (6), получаем

В общем случае это уравнение можно представить в виде

(5.7)

аналогично

(5.8)

Пользуясь уравнением (7) и (8), определяем предельные значения замыкающего размера для нашего примера

таким образом А_D=32±0,34 dА_D=А_Dнаиб-А_Dнаим=32,34-31,66=0,68 мм. Как видим, допуск замыкающего размера равен сумме допусков составляющих размеров, т.е. уравнение (4) удовлетворено.

На основании уравнения (4) напишем формулу для определения допуска любого составляющего размера при условии, что известны допуски и предельные отклонения остальных размеров цепи, включая и замыкающий размер:

(5.9)

где суммируется допуски всех составляющих звеньев, кроме звена С.

Вторая задача. Такая задача встречается на практике чаще. При заданной точности сборки (величине допуска исходного размера) – обеспечить выполнение машиной ее служебного назначения. Точность составляющих размеров должна быть такой, чтобы гарантировалась заданная точность исходного (функционального) размера. Эту задачу можно решить двумя способами:

1.Способ равных допусков.

Применяют, если составляющие размеры являются величинами одного порядка (например, входят в один интервал диаметров) и могут быть выполнено с примерно одинаковой экономической точностью. В этом случае можно условно принять

Тогда из уравнения (4) получим

;

откуда

(5.10)

Полученный средний допуск Т_срА_i корректируется для некоторых составляющих размеров в зависимости от их величины, конструктивных требований и технологических трудностей изготовления, но так чтобы удовлетворялось уравнение (4). При этом, как правило, надо использовать только стандартные поля допусков, желательно предпочтительного применения.

Способ равных допусков прост, но достаточно точен, т.к. корректировка допусков составляющих размеров произвольна.

2. Способ допусков одного квалитета точности.

При таком способе предполагают, что все составляющие цепь размеры могут быть выполнены по одному квалитету точности, а допуски составляющих размеров зависят от их номинального значения. Требуемая степень квалитета точности определяется следующим образом.

Величина допуска каждого размера равна Т=а*i, где i – единица допуска. Для размеров от 1 до 500 мм , где А_iср – средний размер для интервала диаметров по ГОСТ (), к которому относится данный линейный размер. Тогда

где а_i – число единиц допуска, содержащееся в допуске данного i-го размера звена.

Далее в соответствии с уравнением (5.4) можно написать

откуда

; (5.11)

где ТА_D - в мкм; А_iср – в мм.

По а_ср выбирают ближайший квалитет точности.

Число единиц допуска а_ср, полученное по формуле (5.11) в общем случае не будет равняться какой-либо из величин а, определяющих квалитет точности по ГОСТ 25347-82. Поэтому, выбрав ближайший квалитет точности и найдя по таблицам ГОСТ величины допусков составляющих размеров в соответствии с их номинальной величиной, корректируют их значения, учитывая конструктивно-эксплуатационные требования и возможность применения такого процесса изготовления, экономическая точность которого близка к требуемой точности размеров. Допуски для охватывающих размеров рекомендуется определять, как для основного отверстия, а для охватываемых – как для основного вала.

После нахождения величин допусков dА₁, dА₂, …, dА_m-1 по заданным величинам В.О.А_D и Н.О.А_D определяются величины и знак верхних и нижних отклонений составляющих размеров max, чтобы они удовлетворяли уравнениям (5.7) и (5.8).

Решение второй задачи (обратной) способом назначения допусков одного квалитета точности является более обоснованным по сравнению со способом равных допусков. Примеры на практических занятиях.

Основными преимуществами метода полной взаимозаменяемости является:

Наибольшая простота достижения требуемой точности замыкающего звена, т.к. построение размерной цепи сводится к простому соединению всех составляющих ее звеньев. Например, использование этого метода при сборке превращает сборку в простое соединение деталей;

Простота нормирования процесса во времени, при помощи которых достигаются требуемая точность замыкающего размера;

Относительная простота механизации и автоматизации технологических процессов;

Возможность кооперирования различных цехов и отдельных заводов.

Эти преимущества способствуют широкому использованию метода полной взаимозаменяемости. Однако, он может оказаться экономически целесообразным лишь для машин не высокой точности или для цепей, цепей состоящих из малого количества звеньев. В других случаях, особенно при расчете точности негеометрических параметров, допуски могут быть чрезмерно жесткими и технологически трудновыполняемыми; при установлении же технологически выполняемых допусков может получиться, что

В таких случаях допуски рассчитываются другими методами.

Случайные погрешности обработки. Кривые распределения и оценка точности обработки (полигон распределения, законы Гаусса, равной вероятности, Симпсона, Релея). Точечные диаграммы и их применение для исследования точности обработки.

Случайные погрешности – это погрешность, которая для разных заготовок рассматриваемой партии имеет различные значения, причем ее появление не подчиняется никакой видимой закономерности.

В результате возникновения случайных погрешностей происходит рассеяние размеров заготовок, обработанных при одних и тех же условиях. Рассеяние размеров вызвано совокупностью многих случайных причин: колебание твердости обрабатываемого материала и величины снимаемого припуска; изменения положение заготовки в приспособлениях, связанное с погрешностью ее базирования и закрепления или обусловленные неточностью приспособления; неточность установки положения суппортов по упорам и лимбам; т.д.

Для выявления и анализа закономерностей распределения размеров деталей при их рассеянии применяются методы математической статистики.

4.3.1. КРИВЫЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ

ОБРАБОКИ

Математическая статистика была точной научной базой, на которой начали проводить первые исследования точности технологических процессов. Первым шагом в этом направлении было изучение и анализ кривых распределения. Построение кривых распределения производится следующим образом. Всю совокупность измерений (точность измерения должно быть не ниже 0.1 допуска (разброса значений) исследуемой величины) интересующей нас величины (например, какого-либо размера в партии заготовок, обработанных при определенных условиях) разбивают на ряд групп: в каждую группу входят величины, результаты измерения которых находятся в пределах установленного интервала. Интервалы, число которых обычно берут в пределах 7-11, откладывают по оси абсцисс, а количество размеров, присоединяющиеся на каждый интервал, по оси ординат.

После соединение нанесенных на график точек получают ломаную линию, называемую полигоном распределения.

В место абсолютного количества m деталей в каждом интервале по оси ординат откладывают отношение этого количества к общему количеству n, деталей в партии; данное отношение называется относительной частотой или частостью.

На рисунке показан полигон распределения диаметральных размеров колец, подвергнутых предварительному обтачиванию; из него видно, что на средние интервалы размеров приходится большее количество колец. При увеличении количества деталей в партии, сужение интервалов и увеличения их числа ломанная линия приближается к плавной кривой.

В качестве самой приближенной меры точности исследуемого процесса обработки может служить поле рассеяния размеров. Величину поля рассеяния можно брать по полигону распределения или по таблице измерения исследуемых значений. Чем уже поле рассеяния, тем точнее исследуемый технологический метод.