автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Построение и расчет пространственных размерных цепей по методу полной взаимозаменяемости

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ существующих методов расчета размерных цепей.

1.2. Анализ существующих методов простановки размеров в чертежах деталей машин.

1.3. Конструкторские и технологические требования к простановке размеров.

1.4. Анализ размерных связей в действующей технической документации на примере деталей газонефтяного машинос троения.

1.5. Цель и задачи исследований.

ГЛАВА П. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОСТРОЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ

2.1. Выявление поверхностей деталей изделия, участвующих в формировании точности его геометрических параметров.

2.2. Методика построения прямоугольных декартовых систем координат на комплектах баз деталей машин.

2.3. Разработка единого подхода к выявлению размерных связей, определяющих относительное расположение в цространстве комплектов баз деталей.

Выводы. эх

ГЛАВА Ш. ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕЛИЧИН РАЗМЕРНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗАМЫКАЩЕГО ЗВЕНА ПРОСТ

РАНСТВЕННОЙ РАЗМЕРНОЙ ПЕЛИ 3.1. Анализ разновидностей пространственных размерных цепей, выявление факторов, влияющих на точность замыкающего звена

3.2. Установление аналитических зависимостей, описывающих взаимосвязи между величинами составляющих и замыкающих размерных параметров пространственной цепи. ЮО

3.3. Методика проведения исследований механизма формирования точности замыкающего звена пространственной размерной цепи. Х

3.4. Аналитические исследования меха низ ш формирования точности замыкающего звена.

3.5. Экспериментальные исследования пространственных размерных цепей на ЭВМ. Х

Выводы.

ГЛАВА 1У. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО РАЦИОНАЛЬНОЙ ПРОСТАНОВКЕ РАЗМЕРОВ В ЧЕРТЕЖАХ И УСТАНОВЛЕНИЮ НОРМ ТОЧНОСТИ НА НИХ

4.1. Разработка методики простановки размеров в чертежах деталей машин.

4.1.1. Классификация размеров, проставляемых в чертежах в соответствии с функциями, выполняемыми поверхностями деталей.

4.1.2. Угловая координация комплектов баз, занимающих частное положение в цространстве.

4.1.3. Выявление размеров между поверхностями внутри комплектов баз.

4.1.4. Простановка размеров, определящшх положение рабочих поверхностей деталей.j^j

4.1.5. Выявление размерных связей, относящихся к связующим поверхностям деталей.

4.1.6. Выявление технологических размерных связей 180 4.2. Разработка методики расчета цросз^анственных размерных цепей по методу полной взаимозаменяемости

Выеоды.

Глава У. ВНВДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

5.1. Разработка рекомендаций по изменению системы размерных параметров е чертежах деталей бурового трехшаротечного долота

5.2. Разработка рекомендаций по простановке размеров в чертежах деталей стрыйского завода "Металлист".

5.3. Расчет экономической эффективности от внедрения результатов работы.

ВЫВОДЫ.

Намеченное ХХУ1 съездом КПСС повышение надежности и долговечное ги шишноотроительной продукции цредусматривает существенное повышение ее качества.

Одним из наиболее важных показателей качества является точность, которая, в свою очередь, во многом зависит от того, насколько правильно назначены и обеспечены в цроцессе изготовления изделий допуски на размерные параметры их деталей [7,10,16,17,18,20,39,45,76,72,81] .

Для решения данной задачи в настоящее время широко используется аппарат размерных цепей. Однако, названный аппарат имеет ряд недостатков, цричиной которых является отсутствие учета цространственности характера процесса образования погрешности изделия. В результате допуски на линейные и угловые размеры деталей устанавливаются на основе разобщенного расчета линейных и угловых размерных цепей. Это неизбежно вызывает либо необоснованно жесткие требования к точности изготовления деталей изделия, либо неудовлетворительную точность его выходных геометрических параметров.

Кроме того, существенным недостатком, вызывающим снижение точности изделий является несовершенство методов цроста-новки размеров в их чертежах, что чао то предподагает накопление погрешностей на выходных геометрических параметрах вследствие появления производных размерных цепей изделий. Этому воцросу посвящены работы Пузановой В.П., Брук С.И., Гончарова Г.И. и других ученых. Однако, общим недостатком существующих методов простановки размеров является отсутствие учета служебного назначения поверхностей деталей.

Учитывая вышеизложенное, в настоящей работе, с целью повышения точности выходных геометрических параметров изделий, впервые проведены исследования механизш их пространственного формирования. В результате разработан единый подход к выявлению и построению их пространственных размерных цепей, дано штештическое описание цроцесса формирования точности параметров замыкающих звеньев последних.

На основе проведенных исследований разработана методика цростановки размеров в чертежах, позволяющая учитывать служебное назначение поверхностей деталей, а также методика расчета цросзранственных размерных цепей по методу полной взаимозаменяемости. Главной особенностью предложенной методики расчета является возможность согласоваиного установления допусков на линейные и угловые размерные параметры деталей изделий, оказывающих совокупное влияние на точность их выходных геометрических параметров.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ и выявлены недостатки существующих методов простановки размеров в чертежах.

2. Разработан единый подход к построению пространственных размерных цепей.

3. Проведен анализ и классификация существующих разновидностей комплектов баз деталей, а также размеров, проставляемых в их чертежах.

4. Разработан единый подход к построению прямоугольных декартовых систем координат на комплектах баз деталей.

5. Проведены аналитические и экспериментальные исследования механизма формирования точности выходных геометрических параметров изделий.

6. На основе результатов исследований разработаны:

- методика простановки размеров в чертежах, позволяющая учитывать функциональное назначение их поверхностей;

- методика расчета пространственных размерных цепей по методу, полной взаимозаменяемости.

7. Разработан алгоритм и программа расчета на языке ФОРТРАН 1У применительно к ЭВМ серии ВС для расчета пространственных размерных цепей.

8. Методика простановки размеров принята к внедрению на Московском электромеханическом заводе им. Владимира Ильича. Ожидаемый экономический эффект от внедрения составляет 18 тыс. рублей в год.

1. Балакшин Б.С. Основы технологии шшиностроения. М.; Машиностроение, 1969.

2. Балакшин Б.С. и др. Взаимозаменяемость и технологические измерения в шшинос троении. М.: Машиностроение, 1972.

3. Балакшин О.Б. Автоматизация пневштического контроля размеров в шшинос троении. М.: Шшинос троение, 1966.

4. Базров Б.М. Расчет точности шшин на ЭВМ. М.: Шшино-с троение, 1984.

5. Базров Б.М. Технологические основы проектирования само-п одна страивающихся станков. М.: Машиностроение, 1978.

6. Базров Б.М. и др. Точность и эффективность сборки буро-еых трехшарошечных долог. Серия ХМ—3 "Нефтепромысловое машиностроение". Обзорная информация. М.: ЦИНТЙхимнефгешш, 1981.

7. Колесов И.М. Служебное назначение и основы создания лещин. Мосстанкин, 1973, ч.1 и П.

8. Кутай А.К., Кордонский Х.Б. Анализ точности и контроль качестЕа в шшинос троении. Л.: Машгиз, 1958.

9. Калашников Н.А. Точность в шшинос троении и ее законы. Шшгиз, 1950.

10. Бруевич Н.Г. Осноеы теории точности механизмов. Шшгиз, 1948.

11. Султанов С.Г. и др. Расчет размерных цепей трехшарошечных долот. Баку, 1965.

12. Пузанова В.П. Размерный анализ и простановка размеров в рабочих чертежах. М.-Л.: Шшгиз, 1958.

13. Дунаев Я.Ф. Размерные цепи. Машгиз, 1963.

14. Труды Куйбышевского авиационного института. Дёмин Ф.И. Исследование пространственных размерных связей шшин. Электромеханическая обработка. Вып. 63(a). Куйбышев: 1976.

15. КолесоЕ И.М. Исследование связей между формой, поворотом и расстоянием плоских поверхностей деталей шшин. Автореферат докторской диссертации. М., 1967.

16. Никифоров А.Д., Сейнов G.B., Гошко А.И. Анализ точности и состояние техники измерения в арма тур ос троении. М.: ШНТИХИМнефтемаш, 1973.

17. Вопросы качества и точность в технологии машиностроения. Сборник статей ред. Баженов Н.Л., Волго-вятское книжное изд-во, 1966.

18. Вопросы конструирования и производства деталей машиностроения. Сборник статей ред. Турбин Б.И., Орловское отделение приококого изд-ва, 1975.

19. Фираго В.П. Основы проектирования технологических процессов и приспособлений. Шпшноотроение, М., 1973.

20. Бурдун Г .Д., Волосов С.С. Качество и технологический-контроль е машиностроении. Сборник "Технические измерения в машиностроении", изд-во стандартов, М., 1967.

21. Никифоров А.Д., СейноЕ С.В., Гошко А.Н. Размерный анализ конструкций шаровых кранов, обеспечивающий их герметичностьи экономичность изготовления. ШНТИХИМнефтемвш, 1976. Обзорнаяинформация. Серия ХМ-Ю. Промышленная трубопроводная арматура.

22. Точность производства в машиностроении и приборостроении. Под ред. Гаврилова А.Н. М.: Машиностроение, 1973.

23. Волкое О.И. Экономическая эффектиЕВость и автоматизация производства в машинос троении. М.: Машиностроение, 1968.

24. Жданович В.Ф., Гай Ji.B. Комплексная механизация и автоматизация е механичеоких цехах . М.: Машиностроение, 1976.

25. Гокун В.Б. Технологические основы конструирования шшин. М., Шшгиз, 1963.

26. Митрофанов С.П. Научная организация серийного производства. Л.: Шшинос троение, 1970.

27. Горанский Г.К. Автоматизация проектно-конструкторских работ. "Механизация и автоштизация", В 6, 1962.

28. Шау Я.Ю. Основы оптимизации и автоматизации проектно-конструкторских работ с помощью ЭВМ. М.: Шшинос троение, 1969.

29. Римкус Ю.С. О методах расчета оптимальных допусков при помощи ЭВМ. Каунас, 1971.

30. Баранов Г.Г. О выборе допусков, обеспечивающих заданную точность механизма и наименьшую себестоимость его изготовления. Труды института шшиноЕедения. Вып.II, изд. АН СССР, 1956.

31. Гостев Р.И., Строении А.А. Расчет допусков в линейных размерных цепях теоретико-вероятностным методом. "Автотракторная промышленность", № 6, 1956.

32. Гребенников Н.И. Метод расчета конструкционных допусков е линейных размерных цепях. "Станки и инструменты", Л 3, 1954.

33. Дунаев П.Ф. Методика расчета рациональных допусков. "Станки и инструменты", Л 6, 1952.

34. Колитенко В.Г. Допустимые отклонения звеньев размерных цепей. "Стандартизация", 1959.

35. Баталов Н.М. и Шлкин Д.М. Технические основы шшино-строительного черчения. М., Машгиз, 1962.

36. Мягков В.Д. Краткий опраЕочник конструктора. Л.: Маш-гиз, 1963.

37. Солонский А.С. и Досйлев С.Г. Справочное пособие кон-структора-шшиностроителя. Шнек, 1962.

38. Бородачев Н.А. Обоснование; методики расчета допусков и ошибок кинештических цепей. Изд-во АН СССР, 1943, ч,1.

39. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. ML: Машиностроение , 1979.

40. Смирнов К.А. Организация и методика проверки чертежей. М.: Машиностроение, 1965.

41. Магалин А.А. Конструкторские и технологические базы. М.-Л.: Машиностроение, 1965.

42. Мокшин а.С. и др. Шарошечные долота. М.: Недра, 1971.

43. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей шшин. М.: Высшая школа, 1978.

44. Допуски и посадки. Обоснование выбора. М.: Высшая школа, 1984.

45. Шаталин А «А. Качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей шшин. М.: Машгиз, 1956.

46. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Расчет допусков и размеров. М.: Машиностроение, 198I.

47. Дунин-Барковский И.В. Взаимозаменяемость, стандартизация и технологические измерения. М., Шшин ос троение, 1975.

48. Дунин-Барковский И.В. Основы взаимозаменяемости и технические измерения. М., Шшинос троение, 1964. '

49. Гончаров Г.И. Составление и чтение чертежей в шшино-строении. М.-Л.: Шшинос троение, 1966.

50. Горанский Г.К., Бендерева Э.И. Технологическое проектирование в комплексных автоштизированных систешх подготовки производства. М.: Машиностроение, 1981.

51. Брук С.И. Основы взаимозаменяемости и технические измерения. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1973.

52. Галкин В.Д., Обидаров В.Н. Простановка размеров, допусков и услоеных обозначений на чертежах. М.: Машиностроение, 1967.

53. Мусхелипшили Н.И. Курс аналитической геометрии. М.: Высшая школа, 1967.

54. ПогорелоЕ А.В. Аналитическая геометрия, М.: Наука,1968.

55. ЕФимое Н.В., Розендорн Э.Р. Линейная алгебра и многомерная геометрия. М., Наука, 1970.

56. Корн Г.А. и Корн Т.М. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1970.

57. Ишлинский А.Ю. Развитие механики в СССР. М., Наука,1967.

58. Комляков В.Н. Теория гироскопических компасов. М.: Наука, 1972.5S. Мачнус К. Гироскоп. Теория и применение. М.: Мир, 1974.

59. Воронков Н.И., Ашимое Н.М. Гироскопическое ориентирование, М., Недра, 1973.

60. Айзерман М.А. Классическая механика. М., Наука, 1974.

61. Мяченков В.К., Мальцев В.П. Методы и алгоритмы расчета пространственных конструкций на ЭВМ SC. М.: Шшиностроение, 1984.

62. Мак-Кракен, Дэниэл Д. Численные методы и программирование на ФОРТРАНе. М.: Мир, 1977.

63. Грунд Ф. Программирование на языке ФОРТРАН 1У. М.: Мир, 1976.

64. Пастер И.Д., Страмунский A.M. Нормализованный контроль чертежей. Л.: Машиностроение, 1970.

65. Милосердии Ю.В. Расчет и конструирование механизмов, приборов и установок. М.: Машгиз, 1965.

66. Фридлянд Э.Х., Шмелев Н.И. Нанесение размеров. М.: Машиностроение, 1967.

67. Чирков Н.Н. Простановка размеров на рабочих чертежах. Л.: Шшгиз, 1962.

68. Шварцбурд Б.И. Размерные цепи в гидромашинах. М.: МЭИ,1974.

69. Технология машиностроения (специальная часть). Под ред. Б.Л.Беспалова, М.: Шшинос троение, 1973.

70. Шимохина Т.Я. Исследование пространственных размерных связей деталей в машине, базируемых по "плоским"поверхноотям. Автореферат кандида ток ой диссертации. М.: 1979.

71. Федорченко Г.Н. Исследование точности изготовления авиационных конструкций. Автореферат докторской диссертации. Куйбышев, 19 71.

72. РТМ 26-02-4-67. Долота трехшарошечные бескорпусные. Методика расчета размерных цепей. Баку, изд-во ВНИИПТнефтешш, ВНИИБТ, 1967.

73. ГОСТ 14.204-73 ВСТПП. Правила обеспечения технологичности конструкций деталей.

74. ГОСТ 16319-80. Цепи размерные. Основные положения. Термины, обозначения и определения.

75. ГОСТ 17620-80. Непи размерные. Расчет плоских цепей.8Е. Стандарт СЭВ С 1С ЭВ 368-76. Единая система коне тру к горской документации СЭВ. Допуски формы и расположение поверхностей. Указание на чертежах. 1977.

76. Брук С.И. Опыт конструктивной и технологической разработки чертежей е тшиностроении. Л.: 1961.

77. Кебирли Р.А. Исследование вопросов выбора технических и измерительных баз лапы бурового шарошечного долота. М.: 1977.

78. Адлер Ю.П., Юркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. "Наука", М.: 1971.