Взять заготовку из тары — переместить к приспособлению – забазировать – закрепить.

Переход при механической обработке может выполнять за один рабочий ход или несколько (черновая обработка, шлифование).

Рабочий ход (проход) – однократное относительное движение приспособления и заготовки, в результате которого с ее поверхности удаляется один слой материала, равный глубине резания (рис.5.1).

Чтобы обработать заготовку ее необходимо расположить относительно рабочих органов станка и закрепить (зафиксировать).

Процесс придания требуемого положения детали и закрепление называется установом. Для полной обработки детали нужно, как правило, несколько установов.

Для выполнения отдельных частей операции или технологического процесса в целом бывает необходимо перемещение объекта производства в пространстве вместе с приспособлением

Позиция – каждое новое фиксированное положение объекта производства совместно с приспособлением, в котором установлен объект, относительно рабочих органов станка.

При выполнении любой части операции или технологического процесса затрачивается какое-то количество труда рабочих надлежащей квалификации. Затраты эти измеряются продолжительностью, то есть временем.

Рис. 5.1. Рабочий проход

Трудоемкость – количество времени, затрачиваемое работающим при нормальной интенсивности труда на выполнение технологического процесса или его части. Единица измерения – человеко-час. Для планирования затрат труда используют:

· норму времени – время, установленное рабочему, соответствующей квалификации на выполнение операции или технологического процесса в нормальных производственных с нормальной интенсивностью труда. Единица измерения – 3ч. 5-го разряда.

· норма выработки (для нормирования малотрудоемких работ) – установленное количество изделий, которое должно быть изготовлено в единицу времени. Единица измерения – 1000шт. в 1ч., 3-го разряда.

Цикл – отрезок календарного времени, определяющий длительность периодически повторяющейся технологической операции от начала до ее конца.

Интенсивность производства одинаковых изделий характеризуется тактом выпуска.

Такт– промежуток времени, через который периодически осуществляется выпуск изделия. Если говорят, что машину изготовляют с тактом в 5 мин, это значит, что через каждые 5 мин завод выпускает машину.

Ритм выпуска – величина обратная такту.

Показатели производственного и технологического процесса (трудоемкость, цикл, такт) могут быть номинальными, действительными и измерительными. Случайный характер действительных и измерительных значений показателей производственного и технологического процесса заставляет рассматривать их во времени с позиции теории случайных функций.

5.2. Понятие о производительности

Под производительностью понимают объем годной продукции, выпущенной в единицу времени :

.

Производительность станка (ПС) – либо объем удаленного с заготовки материала, либо площадь обработанной поверхности, отнесенные к единице времени. ПС зависит от мощности, режимов, качества инструмента.

Производительность труда рабочего – количество годной продукции, произведенной им за единицу времени. Производительность труда рабочего зависит от: производительности оборудования, удобства управления оборудованием, интенсивности и организации труда, условий труда.

Производительность производственного процесса – учитывает уровень организации планирования и управления, это интегральный показатель деятельности всего трудового коллектива, непосредственно участвующего в осуществлении производственного процесса. Оценивается объемом продукции (штуках, тоннах, рублях), произведенной в единицу времени.

Производительность труда работающего – количество продукции, выпущенной в единицу времени и приходящейся на одного работающего – отражает деятельность коллектива завода. Учитывает деятельность и численность ИТР, управленческого состава и штатов других категорий (то есть всех сотрудников). Измеряется в рублях.

Производительность общественного труда – сопоставление количества выпущенной продукции за некоторый интервал времени с трудовыми затратами на оборудование, здания (прошлый труд), текущие затраты (электроэнергия, инструмент, СОЖ и т.п.), вложенными в эту продукцию. Например, выпущенную продукцию измеряют либо:

· в физических величинах: штуки, единицах массы (т, кг), объема и др.;

· в стоимостном выражении (рублях).

Трудовые затраты выражают:

· либо человеко-час, человеко-день и др.;

· либо в рублях.

В соответствии с этим производительность общественного труда может иметь различную размерность: шт/чел, ч, шт/руб, год, руб/руб.год.

Производительность может быть: номинальной, действительной, измеренной.

5.3. Себестоимость машины

Изготовление машины связано с расходами материалов, живого и общественного труда.

Затраты на материалы, средства производства и зарплату, связанные с изготовлением машины и выраженные в денежной форме, называют цеховой себестоимостью (просто себестоимость).

Различают себестоимость машины, СЕ, деталей, операций, технического процесса и т.д.

,

где – расходы на материалы на единицу продукции за вычетом стоимости отходов, руб.;

– расходы на амортизацию, содержание и эксплуатацию оборудования, приходящую

на единицу продукции, руб.

– расходы на амортизацию, содержание и эксплуатацию приспособления,

приходящую на единицу продукции, руб.

– расходы на амортизацию, содержание и эксплуатацию инструмента, приходящую

на единицу продукции, руб.

– начисления на расходы по зарплате на социальные нужды, %.

– накладные расходы, начисляемые на расходы по зарплате, %.

– число различных марок материала на единицу продукции;

– число операций, которые проходит единица продукции при ее изготовлении;

– расходы на заработную плату, приходящиеся на единицу продукции, руб.

Себестоимость бывает номинальная, действительная и измеренная.

Себестоимость различают:

· сметную (плановую) – на стадии проектирования;

· отчетную (на основе измеренных фактических затрат производства) – для оценки деятельности.

Сопоставление отчетной и сметной себестоимости позволяет судить о соответствии действительного технологического процесса изготовления машины запроектированному.

5.4. Типы производства и виды организации производственных процессов

В зависимости от потребностей, машины изготавливают в разных количествах, определяемых объемом и программой выпуска.

Объем выпуска характеризует примерное количество машин, деталей, заготовок, изделий,подлежащих выпуску в течение планируемого периода времени (год, месяц). Это понятие используется на стадии проектирования завода, цеха, технологического процесса.

Программа выпуска – перечень изделий с указанием количества выпуска по каждому наименованию на планируемый период (год, месяц). Программу выпуска изделий устанавливают в соответствии с планом отрасли и выполнение ее обязательно.

Серия – общее число изделий, подлежащих изготовлению по неизменным чертежам. Размер серии зависит от совершенства конструкции и степени спроса у потребителей.

Партия – количество заготовок (изделий) одного наименования и типоразмера, одновременно (или непрерывно) поступающих для обработки на одно рабочее место в течение определенного времени.

Различие объемов выпуска приводит к делению производства на три типа: единичное, серийное, массовое.

Под единичным производством понимают изготовление машин (изделий), характеризуемое малым объемом выпуска. При этом считают, что выпуск таких же машин (изделий), не повторится по неизменным чертежам. Продукция единичного производства – опытные образцы, тяжелые прессы, уникальные станки т.п.

Под серийным производством понимают периодическое изготовление повторяющимися партиями по неизменным чертежам в течение продолжительного промежутка календарного времени. Возможна партия из одного изделия. Различают:

· мелкосерийное;

· среднесерийное;

· крупносерийное.

Продукция серийного производства – станки, компрессоры, судовые двигатели и т.п. выполняется периодически повторяющимися партиями.

Под массовым производством понимают непрерывное изготовление в больших объемах по неизменным чертежам продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна и та же операция. Характерно:

· узкая номенклатура;

· большой объем выпуска.

Продукция массового производства – автомобили, холодильники, часы, телевизоры, и т.п.

Отнесение производства к какому-то типу условно. На одном и том же предприятии можно встретить все типы, поэтому определяют тип по преобладающему типу.

По организации производственные процессы делят на два вида:

· поточный;

· непоточный.

Поточный вид характеризуется непрерывностью и равномерностью. Заготовки без задержек передаются с одной операции на другую, а деталь сразу на сборку. Деталь и сборка находятся в постоянном движении со скоростью, подчиненной такту выпуска. Все необходимое оборудование расставляется по ходу технологического процесса

Непоточный вид – движение заготовок на разных стадиях изготовления прерывается пролеживанием на рабочих местах или на складах. Не соблюдается такт выпуска. Поточный вид организации применяется в массовом типе производства. Непоточный вид – в единичном и мелкосерийном типах производства. Принцип организации поточного производства используется и в крупносерийном производстве при изготовлении изделий близких по-своему служебному назначению, которые объединяют в группы. Изготовление ведут поточным методом в пределах одного изделия, со сменой изделия меняется поток и такт выпуска. Такой вид организации называется переменно-поточным.

ЛЕКЦИЯ 6

6. Связи в машине и производственном процессе ее изготовления

Машина представляет собой не механическое соединение разнообразных деталей и совокупность разрозненных, независимых друг от друга явлений, происходящих в ней, а нечто единое целое, все составляющее которого (материалы, приданные им формы, размеры, относительные повороты) органически связанные между собой.

Работа машины обеспечивается действием многочисленных связей между явлениями различного физического содержания.

Производственный процесс реализует требуемые связи в изготавливаемой машине (изделии) с помощью своих связей между объектами и явлениями различного физического содержания.

Производственный процесс реализует требуемые связи в изготавливаемой машине (изделии) с помощью своих связей между объектами и явлениями, сопровождающими его. Строение связей в производственном процессе предопределяется связями в конструкции изготавливаемой машины и экономическими соображениями. Поэтому связи производственных процессов имеют строгую направленность и целеустремленность.

6.1. Определение понятия «СВЯЗЬ»

В каждой отрасли науки понятие «связь» определяется применительно к рассматриваемым задачам и явлениям.

Связь – взаимообусловленность существования явлений, разделенных в пространстве и (или) во времени. Связь между какими-то объектами понимают как отношение между ними, при котором наличие (отсутствие) или изменение других объектов.

Какое – либо общее свойство или признак, делающие возможной связь называется основанием связи.

В машине существуют размерные, кинематические и динамические связи, с помощью которых она выполняет свое служебное назначение. Например, токарный станок.

Размерные связи – используются при придании нужного относительного положения заготовке и инструменту в рабочем пространстве станка.

Кинематические связи – используются для создания требуемого относительного движения.

Динамические связи – обеспечивают процесс резания.

Между операциями процесса и на каждой операции также действуют связи, обеспечивающие нужные размеры и их точность. Обработка заготовки сопровождается действием временных связей, образуемых затратами времени на выполнение операции.

Проектирование машины, технического процесса, производственного процесса – выбор и целенаправленное построение строго определенных систем связей, действие которых и обеспечивает получение качественной продукции.

6.2. Аналитическое выражение связей. Прямая и обратная задача

Математическое соотношение, отражающее качественную сторону связи явлений или объектов, называют уравнением связи. В общем виде оно может быть записано так:

В различных задачах y и x_i уравнения связи могут иметь разный смысл (табл.6.1).

Таблица 6.1. Смысл функции и аргументов в различных задачах

Задача	y
Переход от служебного назначения машины к связям	Показатель служебного назначения машины	Показатели какого-то вида связей, обеспечивающие выполнение служебного назначения по показателю y
Преобразование связей в машине или производственные процессы	Показатель данного вида связи	Показатели другого вида связей, к которому осуществляется переход
Обеспечение действия связей одного вида	Показатель данного вида в машине или производственные процессы	Показатели того же вида, обеспечивающие значение y

Например, токарный станок. Техническое требование – обеспечение цилиндрической формы обрабатываемой поверхности заготовки

Цилиндричность формы

диаметр

Например, одним из пунктов служебного назначения токарного станка является требование об обеспечении цилиндрической формы обрабатываемой поверхности заготовки. Исследование процесса формообразования показало, что для обеспечения технического требования (цилиндричность формы поверхности) необходимо, чтобы ось вращения заготовки была параллельна направлению перемещения резца в двух координатных плоскостях (рис.6.1). Отклонение в горизонтальной плоскости приводит к конической поверхности, а отклонение в вертикальной плоскости приводит к однополостному гиперболоиду вращения.

Рис.6.1. Возникновение отклонений формы поверхности вала

Причинами отклонения от параллельности оси вращения заготовки относительно направления перемещения резца как в горизонтальной так и вертикальной плоскостях могут быть собственно отклонения и от параллельности общей оси центров станка направлению перемещения резца, смещения центров и , повороты центров и и отклонения и от параллельности перемещения заднего центра относительно оси переднего центра (рис.6.2).

Таким образом, в общем виде уравнение связи, отображающее решение задачи образования цилиндрической поверхности, будет иметь вид:

.

6.2 Рис. Факторы, вызывающие отклонение формы

При создании машины встречаются два типа задач: прямая и обратная.

В прямой задаче (рис.6.3 а) значение функции в уравнении связей известно (задано условием задачи) Решение задачи сводится к установлению значений аргументов, удовлетворяющих значению функции. Прямую задачу называют проектной.При наличии единственного уравнения связи и известном значении функции возможно бесчисленное сочетание значений аргументов. Поэтому единственный путь решения такой задачи – подбор аргументов, исходя из значения функции. Опыт решения подобных задач позволяет сократить число решений.

Обратная задача имеет противоположное направление решения (рис. 6.3 б). Решение обратной задачи сводится к определению значения функции по известным из условия задачи значениям аргументов. Такую задачу называют проверочной.

Рис. 6.3. Схемы решения прямой (а) и обратной (б) задач

Различие в направленности решения прямой и обратной задач имеет принципиальное значение, так как за этим стоит направленность действий в проектировании машины, технологического процесса. Все проектные работы ведутся от конечного результата. Процесс изготовления машины идет в противоположном направлении.

6.3. Ограничение отклонений показателей связи допусками

Все связи в производственных процессах и в машине носят вероятностный характер. Поэтому величина имеют отклонения, носящие случайный характер, а их функция «у» представляет собой функцию случайных аргументов, которую необходимо ограничивать допусками. Согласно теории вероятности среднее значение «у» будет функцией средних значений аргументов:

.

Для ограничения рассеяния случайных отклонений функций и аргументов полями допусков можно воспользоваться формулой:

.

Так как в корреляционной связи между допусками нет, то для перехода к ним достаточна зависимость:

.

Для теоретических расчетов поле допуска Т, ограничивающее рассеяние случайных отклонений, распределенных по нормальному закону в пределах , определяется:

или

,

где ;

— коэффициент риска (при риске 0,27% t = 3); для закона Гаусса и тогда:

.

Формулы, связывающие, как среднее значения, так и поля допусков функции и аргументов, являются универсальными и могут быть применены для расчета допусков в связях различных физических величин при решении прямых и обратных задач.

6.4. Свойства связей

Связь в машине или в производственном процессе можно рассматривать как замкнутый контур, который состоит из:

· результата решения данной задачи;

· аргументов (не менее двух), обеспечивающих решение задачи.

Контуры связей могут сопрягаться друг с другом, имея общие звенья. При этом могут встречаться три случая (рис.6.4).

1. Связи могут иметь общие аргументы

;

2. Один из аргументов одной связи является функцией другой связи. В свою очередь аргумент другой связи может быть функцией третьей связи и т.д.

3. Каждый из аргументов данной связи является функцией какой-то связи.

В третьем случае раскрывается содержание не отдельного аргумента, а детализируется вся функция в целом.

Рис.6.4. Три случая сопряжения контуров связей

Проектирование машин – это последовательный переход от связей, с помощью которых машина выполняет свое служебное назначение, к связям материалов и размерным связям, составляющим ее конструкцию. Переход сопровождается многократным преобразованием связей.

Производственный процесс изготовления машины представляет собой проявление различного вида связей. Связи производственного процесса можно разделить на уровни:

1) высший – к ним относятся связи свойств материальные, размерные, информационные, временные, экономические, то есть те связи, за счет непосредственного действия которых создаются детали машин, осуществляется сборка и определяется ее качество и себестоимость;

2) более низкий уровень – обеспечивают связи более высокого уровня. Например, размерные связи в технологическом процессе изготовления обеспечиваются действием либо механических, либо гидравлических, либо других, создающих необходимые относительные движения инструмента и заготовки.

В производственном процессе происходит преобразование связей, за счет которого технологический процесс и функционирует. Связи в машине и производственный процесс ее изготовления многообразны и неразрозненны.

ЛЕКЦИЯ 7

7. Основы базирования

Определение положения детали в машине и в процессе ее изготовления является важнейшей задачей, решение которой влияет на качество деталей и машины в целом. Теория базирования является одним из «китов» технологического машиностроения. Большой вклад внесли в теорию базирования: Балакшин Б.С., Каширин А.И., Кован В.М., Маталин А.А., Соколовский А.П., Фираго В.П., Колесов И.М. и другие. Теория базирования разрабатывалась в двух направлениях. В основе первого направления лежит обобщение опыта машиностроения, а другое, научное направление, опирается на законы теоретической механики. Второе направление (автор Балакшин Б.С. – 40-е годы) принято при разработке ГОСТа 21.495 «Базирование и базы в машиностроении».

Теоретическая механика рассматривает два состояния твердого тела «покоя» и «движения». Эти понятия относительны, необходимо поэтому указывать систему отсчета. Если положение тела относительно выбранной системы отсчета со временем не изменяется, то считается, что это тело покоится относительно данной системы отсчета. Если же тело изменяет свое положение относительно выбранной системы отсчета, значит тело находится в движении. Требуемое положение или движение тела достигается наложением геометрических или кинематических связей.

Связями в теоретической механике называют условия, которые налагают ограничения либо только на положение, либо также и на скорость точек тела. В первом случае геометрическая связь, во втором – кинематическая.

Связи обычно осуществляются в виде различных тел, стесняющих свободу движения данного тела. Независимые перемещения, которые может иметь тело, называют степенями свободы.

Абсолютно твердое тело имеет шесть степеней свободы (3 перемещения и 3 вращения). Для того, чтобы придать телу необходимое положение и состояние покоя относительно выбранной системы отсчета, его надо лишить шести степеней свободы, наложив на него шесть двусторонних геометрических связей.

Аналитическое определение положения абсолютно твердого тела сводится к заданию значений шесть независимых параметров, однозначно характеризующих его положение. С твердым телом связывают подвижную систему координат . Ее положение в системе координат можно характеризовать различными способами (рис.7.1).

а)

б)

Рис.7.1. Определение положения абсолютно твердого тела.

По первому способу (рис.7.1.а) положение подвижной системы координат в системе характеризуют координаты начала и три угла Эйлера: - угол нутации, - угол прецессии и угол собственного вращения системы .

По другому способу (рис.7.1.б) положение подвижной системы координат в системе характеризуют шесть точек, из которых три определяют положение плоскости , две – и одна – . Из восемнадцати координат, определяющих положение шести точек, шесть ( ) будут независимыми.

Неизменность их значений есть условие действия шести геометрических связей, наложенных на тело.

Тело находится в неподвижном состоянии, если выполняются два условия:

1. сумма всех активных сил, действующих на тело, и реакции равна нулю;

2. в начальный момент скорость тела также равна нулю.

Если в избранной системе отсчета требуется создать движение тела с определенной скоростью в одном или нескольких направлениях, то соответствующее число геометрических связей должно быть заменено таким же числом кинематических связей.

7.1. Базирование и базы

Базирование – придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

Теоретически базирование детали (изделия и т.п.) связано с лишением ее шести степеней свободы.

Придание детали требуемого положения в избранной системе координат осуществляется путем соприкосновения ее поверхностей с поверхностями детали или деталей, на которые ее устанавливают или с которыми ее соединяют. Фиксация достигнутого положения и постоянство контакта обеспечивается силами, в числе которых первым проявляется действие массы самой детали и сил трения. Реальные детали машин ограничены поверхностями, имеющими отклонения формы от своего идеального прототипа. Поэтому базируемая деталь может контактировать с деталями, определяющими ее положение лишь на отдельных элементарных площадках, условно считаемых точками контакта (рис.7.2.).

В общем случае при сопряжении детали по трем поверхностям с деталями, базирующими ее, возникает шесть точек контакта. При этом точки контакта распределяются определенным образом.

Рис.7.2. Сопряжение реальных деталей

Базирование детали осуществляется с помощью нескольких ее поверхностей, которые выполняют функцию баз.

Базойназывается поверхность, или заменяющее ее сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования.

Для базирования детали обычно требуется несколько баз, образующих систему координат. Совокупность трех баз, образующих систему координат заготовки (изделия, детали) называют комплектом баз.

На схемах двусторонние связи заменяются опорными точками. Опорная точка – символ связи, который изображается в виде «галочки» или «ромбика» (рис.7.3).

Рис.7.3. Изображение опорной точки: а)- вид сбоку; б) – вид сверху

Базирование призматической детали схематично можно изобразить так, как показано на рис.7.4.

Рис.7.4. Базирование призматической детали: а) – в трехмерном изображении; б) – в проекциях на плоскостях

Базирование призматической детали с использованием двусторонних связей представлено на рис. 7.5.

Рис.7.5. Базирование деталей с помощью двусторонних связей

При базировании призматической детали, в качестве баз используются три поверхности, которые образуют комплект баз, включающий в себя установочную, направляющую и опорные базы (рис.7.6.).

Рис.7.6. Комплект баз призматической детали

Установочной базой называется база, которая накладывает на деталь 3 двусторонние связи и, тем самым, лишает деталь трех перемещений. На практических схемах установочная база отображается 3 опорными точками. Например. На рис. 7.5 первая двусторонняя связь (или первая опорная точка) лишает деталь перемещения вдоль оси ; вторая – вращения вокруг оси параллельной третья – вращения вокруг оси параллельной .

Направляющей базой называется база, которая накладывает на деталь 2 двусторонние связи, лишает деталь 2 перемещений. На практических схемах направляющая база отображается 2 опорными точками. На рис.7.5 четвертая двусторонняя связь (или четвертая опорная точка) лишает деталь перемещения вдоль оси OY; пятая – вращения вокруг оси параллельной .

Опорной базой называется база, которая накладывает 1 двустороннюю связь и лишает деталь одного перемещения. На практических схемах опорная база отображается 1 опорной точкой. На рис. 7.5 шестая двусторонняя связь (или шестая опорная точка) лишает деталь перемещения вдоль оси .

7.2. Базирование цилиндрической детали

Любая цилиндрическая деталь имеет две плоскости симметрии, которые, пересекаясь, образуют ось.

Рис.7.7. Базирование цилиндрической детали

Эта особенность и позволяет использовать при базировании цилиндрической детали в качестве базы ось. Базирование цилиндрической детали с использованием двусторонних связей представлено на рис. 7.7.

При базировании цилиндрической детали в качестве баз используются ось и две плоские поверхности, которые образуют комплект баз, включающий в себя двойную направляющую и две опорные базы (рис.7.8).

Рис. 7.8. Комплект баз цилиндрической детали

Двойной направляющей базой называется база, которая накладывает 4 двусторонние связи и лишает, тем самым, деталь 4-х перемещений. На практических схемах двойная направляющая база отображается 4 опорными точками. Например. На рис.7.7 первая двусторонняя связь лишает деталь перемещения вдоль оси , вторая – вращения вокруг оси , третья — перемещения в вдоль оси , четвертая — вращения вокруг оси . .

Из двух опорных баз у цилиндрической детали одна лишает деталь перемещения, а другая вращения. На рис.7.7. пятая опорная точка лишает деталь перемещения вдоль оси а шестая – вращения вокруг оси .

7.3. Базирование диска

Деталь типа «диск», как правило, имеет две плоскости симметрии, которые, пересекаясь, образуют ось, и хорошо развитые торцовые поверхности. Базирование детали типа «диск» с использованием двусторонних связей приведено на рис. 7.9.

Рис.7.9. базирование детали типа «диск»

При базировании детали типа «диск» в качестве баз используются ось и две плоскости, которые образуют комплект, включающий в себя установочную, двойную опорную и опорную базы (рис.7.10).

Рис.7.10. Комплект баз деталей типа «диск»

Установочная база – лишает деталь трех степеней свободы. Эта база была рассмотрена при базировании призматической детали. У диска эта база выполняет ту же функцию – она лишает деталь одного перемещения и двух вращений.

Первая двусторонняя связь (первая опорная точка) лишает деталь перемещения вдоль оси (рис.7.9); вторая – вращения вокруг оси параллельной ; третья – вращения вокруг оси параллельной .

Двойной опорной базой называется база, которая накладывает 2 двусторонние связи и лишает деталь 2 перемещений во взаимно перпендикулярных направлениях. Обе двусторонние связи накладываются на оси, но одна в горизонтальной, а другая в вертикальной плоскости симметрии.

Опорная база накладывает одну двустороннюю связь и лишает деталь типа «диск» вращения вокруг своей оси. Располагается такая база как можно дальше от оси в горизонтальной или вертикальной плоскости симметрии. Реализуется в виде паза или лыски на цилиндрической поверхности детали.

Итак, при базировании любой детали действует правило «шести точек». Сущность его такова: для определения положения детали необходимо и достаточнолишить ее шести степеней свободы, то есть задать координаты шести точек. При нарушении правила шести точек появляется неопределенность базирования.

Базирование необходимо на всех стадиях создания изделия. Несмотря на разнообразие задач, возникающих при этом, ГОСТом 21495 предусмотрена классификация баз по трем признакам: по решаемым задачам, по числу лишаемых степеней свободы и по конструктивному оформлению. Схематично классификация баз представлена на рис.7.11.

Рис.7.11. Классификация баз

Конструкторской базойназывается база, которая определяет положение детали или сборочной единицы (СЕ). Различают конструкторские базы основные и вспомогательные.

Основная база – база, принадлежащая детали и используемая для определения ее положения в изделие.

Вспомогательная база – база, принадлежащая детали используемая для определения положения присоединяемой к ней детали.

Технологическая база называется база, которая определяет положение заготовки или изделия в процессе изготовления и ремонта.

Измерительной базой называется база, которая определяет положение заготовки или изделия и средств измерения.

По числу лишаемых степеней свободы базы различают: установочную, направляющую, опорную, двойную направляющую, двойную опорную. Характеристики этих баз были рассмотрены выше при изучении базирования различных деталей.

По конструкторскому оформлению различают базы явные и скрытые.

Явной базой называется реальная поверхность, разметочная риска или точка пересечения рисок. Скрытой базой называется ось, воображаемая поверхность или точка. Схемы базирования при использовании скрытых баз приведены на рис.7.12.

Рис.7.12. Базирование деталей с использованием явных и скрытых баз

ЛЕКЦИЯ 8

8. Теория размерных цепей

Размерные цепи отражают объективные размерные связи в конструкции машины, технологических процессах изготовления ее детали и сборки, при измерении, возникающие в соответствии с условиями решаемых задач.

8.1. Основные понятия и определения

Размерная цепь – совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующих замкнутый контур. Обозначаются размерные цепи прописными буквами русского алфавита ( ) и строчными буквами греческого алфавита ( , …, кроме , , , , ).

Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи. Одно звено в размерной цепи замыкающее (исходное), а остальные – составляющие.

Замыкающим (исходным) звеном размерной цепи называют звено, получающееся последним или первым (исходным) при ее построении. Замыкающее (исходное) звено отличается значком - (рис.8.1).

Составляющимзвеном размерной цепи называют звено размерной цепи, функционально связаны с замыкающим звеном. Составляющие звенья, в зависимости от их влияния на замыкающее звено, бывают увеличивающие или уменьшающие:

Увеличивающимзвеном называется звено, при увеличении которого, замыкающее звено увеличивается.Такоезвено обозначается стрелочкой слева направо над буквой- (рис.8.1).

Уменьшающимзвеном называется звено, при увеличении которого, замыкающее звено уменьшается. Такое звено обозначается стрелочкой справа налево над буквой - (рис.8.1).

Компенсирующее звено – звено, за счет изменения величины которого, достигается требуемая точность замыкающее звено. Выделяется такое звено заключением его в квадрат (рис.8.1).

Общее звено – звено, одновременно принадлежащее нескольким размерным цепям. В его обозначении используются столько букв, звеньями скольких цепей оно является – .

Рис.8.1. Размерная цепь

Размерные цепи удобно классифицировать по характеру решаемой задачи, содержанию, характеру звеньев, геометрическому представлению и виду связи. Схематично классификация представлена на рис.8.2.

Рис.8.2. Классификация размерных цепей

По характеру решаемой задачи размерные цепи различают конструкторские, технологические, измерительные.

Конструкторская размерная цепь – размерная цепь, определяющая расстояние или относительный поворот поверхностей (осей) в деталях. Примером конструкторской размерной цепи служит размерная цепь, приведенная на рис.8.1.

Технологические размерные цепи – размерные цепи, обеспечивающие требуемые расстояние или относительный поворот поверхностей изделия в процессе их изготовления.

Технологические размерные цепи бывают первого и второго рода.

К технологическим цепям первого рода относят технологические системы, связывающие между собой оборудование (станок), приспособление, инструмент и деталь - ОПИД. Пример подобной технологической системы приведен на рис.8.3,

где – оборудование (станок) –

– приспособление – ;

– инструмент – ;

– деталь - .

Замыкающим звеном технологической цепи первого рода ( ) является звено, заключенное между режущей кромкой инструмента и базой (или соответствующими осями). Так в цепи, приведенной на рис.8.3, звено , является замыкающим и принадлежит детали; звеньям принадлежат станку (являются конструктивными элементами станка); звенья принадлежат приспособлению (являются конструктивными элементами приспособления или другой технологической оснастки); звено принадлежит инструменту (ширина дисковой фрезы).

Изображать технологическую цепь первого рода можно подробно (рис.8.3 а) или упрощенно (рис.8.3 б).

Рис.8.3. Технологическая размерная цепь первого рода: а) – подробное изображение технологической цепи первого рода; б) – упрощенное изображение технологической цепи первого рода

К технологическим цепям второго рода относятся размерные цепи, связывающие отдельные операции, переходы (цепи первого рода). Для того чтобы выявить технологическую цепь второго рода, необходимо проанализировать весь технологический процесс изготовления детали, от операции, на которой заканчивается решение поставленной задачи, до начала технологического процесса. На рис.8.4 представлен анализ технологического процесса изготовления валика, у которого необходимо обеспечить длину ступени . При изготовлении валика в решении поставленной задачи участвуют цепи первого и второго рода. К цепям второго рода относятся размерная цепь , которая связывает операции (переходы) получения левой и правой шеек валика; и размерная цепь , которая связывает операции (переходы) получения одной из шеек и торцов заготовки. Размерные цепи являются цепями первого рода.

Рис. 8.4. Технологические цепи второго рода

Измерительная размерная цепь – цепь, с помощью которой познается значение измеряемого размера, относительного поворота, расстояния поверхностей или их осей изготовленного или изготавливаемого изделия (рис.8.5).

Рис.8.5. Измерительная размерная цепь

Если рассматривать измерение как процесс, то можно встретить цепи первого и второго рода так же, как и в технологическом процессе (рис.8.6).

По содержанию размерные цепи бывают основные и производные.

Основная размерная цепь – цепь, замыкающим звеном которой является размер (расстояние, относительный поворот), обеспечиваемый в соответствии с решением основной задачи (цепь на рис.8.3).

Производная размерная цепь – цепь, замыкающим звеном которой является одно из составляющих звеньев основной размерной цепи (цепи и на рис.8.3).

Производная размерная цепь раскрывает содержание составляющего звена основной размерной цепи.

По характеру звеньев размерные цепи бывают линейные и угловые.

Рис.8.6. Познание размера

Линейная размерная цепь – цепь, звеньями которой являются линейные размеры. Они обозначаются прописными буквами русского алфавита ( ) и двусторонней стрелочкой.

Угловая размерная цепь – цепь, звеньями которой являются угловые параметры. Они обозначаются строчными буквами греческого алфавита ( ) и односторонней стрелочкой (рис. 8.3).

По геометрическому представлению цепи бывают плоские и пространственные.

Плоская размерная цепь – цепь, звенья которой расположены в одной или нескольких параллельных плоскостях.

Пространственная размерная цепь — цепь, звенья которой расположены в непараллельных плоскостях.

По виду связей размерные цепи бывают параллельные, последовательно и параллельно-последовательно связанные.

Параллельно связанные цепи – цепи, имеющие одно или несколько общих звеньев (рис.8.7 а).

Последовательно связанные цепи – цепи, в которых каждая последующая имеет одну общую базу с предыдущей (рис.8.7 б).

Параллельно последовательно связанные цепи (комбинированные) – цепи, имеющие оба вида связей (рис.8.7 в).

Рис.8.7. Различные виды связей размерных цепей

8.2. Постановка задачи и выявление размерной цепи