Расчет припусков на механическую обработку

 

Правильное определение величины припусков (z_i) очень важно, так как от этого зависят многие технико-экономические показатели технологического процесса (расход металла, точность и качество обработанных поверхностей, время обработки, расходы на режущий инструмент, электроэнергию, амортизацию станка и др.).

В современной технологии машиностроения, особенно при значительном объеме выпуска деталей, необходимо, чтобы припуск на каждых технологический переход был минимальным, но достаточным для осуществления предполагаемой обработки.

В практике технологов-машиностроителей используют два метода выполнения работы по установлению величины операционных припусков: табличный и расчетно-аналитический, причем каждый из них находит применение в определенных производственных условиях. В данной работе использован табличный метод определения припусков на обработку.

 

Аналитический расчет припусков производим на диаметр 60 f8 (^{- 0,03}).

^{- 0,076}

Технологический маршрут обработки вала состоит из:

- чернового точения,

- шлифования;

 

 

Суммарное отклонение для заготовки данного вида:

rз =

 

rкор =

 

Суммарное отклонение для заготовки данного вида:

Погрешность отливок по смещению rсм:

rсм = 1,1 мм

Погрешность отливок по короблению rкор:

rкор =Dк*l, где

Dк =1,1 мкм/мм – удельное коробление;

l – длина обрабатываемой поверхности.

rкор = 1,1* 12 = 13,2 мкм = 0,013 мм

 

rз =((1,1)²+(0,013)² )^0,5 = 1,10 мм

Суммарные отклонения расположения (пространственные отклонения) после обработки являются следствием копирования исходных отклонений. Они определяются для каждого перехода.

 

Для чернового точения: r₁ = 0,06 rз = 0,06* 1100,1 = 660 мкм

Для шлифования: r₂ = 0,04 rз = 0,04* 1100,1 = 440 мкм

Погрешность установки:

e₁ =

Погрешность установки в патроне e_у= 60 мкм

Погрешность установки при точении e₁ = eу = 60 мкм

Остаточная погрешность при шлифовании e₂ = 0,05e₁+eинд = 3 мкм

 

Производим расчет минимальных значений межоперационных припусков для заготовки, установленной в патроне, по формуле:

 

 

2zmin = 2(R_zi-1 + T_i-1 +)

Для точения:

2zmin = 2(160 + 250 +(1100²+60²)^0,5) = 2* 1511,7 мкм

Для шлифования:

2zmin = 2(50 + 50 +(660²+3²)^0,5) = 2* 760 мкм

 

Определяем наименьшие предельные размеры после каждого перехода, начиная с конечного (чертежного) размера, который получают при шлифовании.

d_{з min} (шлифование) = 60,000 - 0,076 = 59,924 мм

d_{з min} (точение) = 59,924 + 1,520 = 61,444 мм

d_{з min} (заготовка) = 61,444 + 3,023 = 64,468 мм

Допуск на каждый из технологических переходов устанавливается исходя из таблиц экономических точностей обработки на металлорежущих станках [3].Будем считать, что при однократном точении обеспечивается точность, соответствующая IT12(Тd= 300 мкм). Допуск размера при отливке d= 800 мкм.

Определяем наибольшие предельные размеры прибавлением допусков к наименьшим предельным размерам соответствующих переходов:

d_{з max} (шлифование) = 60,000 - 0,03 = 59,970 мм

d_{з max} (точение) = 61,444 + 0,3 = 61,744 мм

d_{з max} (заготовка) = 64,468 + 0,8 = 65,268 мм

Предельные размеры припусков определяются как разность соответствующих наибольших и наименьших предельных размеров.

2Z_2max (шлифование) = 61,744 - 59,970 = 1,774 мм

2Z_1max (точение) = 65,268 - 61,744 = 3,523 мм

2Z_2min (шлифование) = 61,444 - 59,924 = 1,520 мм

2Z_1min(точение) = 64,468 - 61,444 = 3,023 мм

Определим общие припуски

2Z_Smin = 2Z_2min + 2Z_1min = 1,520 + 3,023 = 4,544 мм

2Z_Smax=2Z_2max + 2Z_1max = 1,774 + 3,523 = 5,298 мм

Проверка правильности расчетов

 

2Z_Smax - 2Z_Smin = Tdз + Tdд

5,298 - 4,544 = 0,8 - 0,046

 

 

Расчет припусков производим для линейного размера 60 _-0,74

 

Расчет проводится в направлении от обработанной поверхности к исходной заготовке и начинается с определения минимальных припусков по формуле:

Симметричный минимальный припуск (двухсторонний припуск при параллельной обработке противолежащих поверхностей - параллельное подрезание торцов у тел вращения)

 

 

где Rzi-1 – высота микронеровностей поверхности по ГОСТ 2789-73 на предшествующем переходе, мкм;

hi-1 – глубина дефектного поверхностного слоя, полученного на предшествующем переходе, мкм;

ρi-1 – суммарное значение пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей, оставшихся после выполнения предшествующего перехода, мкм;

εi - погрешность установки заготовки на станке при выполняемом переходе, мкм.

 

Поверхность готовой детали получается однократным точением.

Допуск готовой детали (в соответствии с требованиями эскиза) составляет 740 мкм (с несимметричным расположением поля допуска).

Качество и шероховатость поверхности заготовки (Rz;h): [табл.Б11,16 ]

для штамповки Rz = 160 мкм

h= 250 мкм

Величина пространственного отклонения ρзаг для торцевой поверхности при базировании на наружную цилиндрическую поверхность

ρзаг = ρкор + ρсм

ρкор - коробление поверхности заготовки;

Коробление торцевой поверхности заготовки в данном случае – это отклонение от плоскостности.

Погрешность заготовок, по короблению rкор:

ркор = Dк*l, где

D к = 1,8 мкм/мм – удельное коробление;

l – длина обрабатываемой поверхности.

ркор = 1,8 * 65 = 117 мкм

ρсм - для отливки ρсм = 300 мкм - смещение по поверхности разъема форм [табл.В3,16 ]

ρзаг = ρкор + ρсм = 117 + 300 = 417 мкм

Погрешность установки ε определяется как сумма погрешностей базирования и закрепления, складываемых арифметически (так как обрабатывается плоская поверхность).

При установке и закреплении заготовки по наружному диаметру размером от 50 мм до 80 мм в трехкулачковом самоцентрирующем патроне по необработанной (черной) поверхности погрешность базирования

εб = 0, а погрешность закрепления в осевом направлении εз = 150 мкм [табл.Д2,16]

Тогда ε₁ = εб + εб = 0 + 150 = 150 мкм

Минимальное значение припуска для черновой подрезки торца определяется в соответствии с формулой

Z_1min = 160 + 250 + 417 + 150 = 977 мкм

 

Lmin = 60 - 0,74 = 59,26 мм

Lmax = 60 мм

Размер после обработки торца с одной стороны

Lmin ₁= 59,26 + 0,977 = 60,237 мм

Lmax₁ = 60 + 0,977 = 60,977 мм

Допуск на заготовку штамповка Td= 2400 мм

Размеры заготовки:

Lmin_заг = 60,237 + 0,977 + 2,4 = 63,614 мм

Lmax_заг = 60,977 + 0,977 + 0,977 + 2,4 = 66,308 мм

 

 

Рис. Схема графического расположения припусков линейного размера 60_-0.74