1.7 Расчёт припусков на обработку

Припуск – слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали. Припуск на обработку поверхностей деталей может быть назначен по справочным таблицам или на основе расчётно-аналитического метода. Расчётной величиной припуска является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и для компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.

Рис. 17

Исходные данные: заготовка – горячая штамповка; материал – сталь 10Х12Н20Т2-Ш; масса детали (М_д) – 9,95 кг;HRC_э41…45; неуказанная шероховатость поверхностейRa= 12,5 мкм.

1. Определение коэффициента уточнения

Точность размера в результате обработки – ø220h12: верхнее предельное отклонение –es_д= 0, нижнее –ei_д= -460 мкм, допуск –T_д =es_д-ei_д=0–(-460)= 460 мкм (табл. 5.1); заготовка – горячая штамповка: верхнее предельное отклонение –es_з= 4000 мкм, ,нижнее –ei_д= -4000 мкм, допуск –T_д = es_д - ei_д= 4000 – (-4000)= 8000 мкм; требуемое уточнение:

.

Параметры качества детали ø220h12Ra= 6,3 достигаются получистовым точением.

Чистовому точению предшествует черновое точение, при котором достигается точность размера по 14 квалитету: Т_чер.т= 1150 мкм, Ra= 12,5 мкм,es_чер.т= 0 мкм,ei_чер.т= - 1150 мкм.

Уточнение после чистового точения:

.

Черновое точение выполняется непосредственно по заготовке с уточнением:

.

Общее уточнение при выполнении предлагаемого маршрута обработки поверхности , что соответствует требуемомуε_о=ε_то= 17,3 и гарантирует достижение требуемой точности обработки поверхности.

Следовательно, можно принять предлагаемый маршрут обработки поверхности ø220h12, включающий в себя следующий порядок выполнения работ: токарная черновая, токарная получистовая

2. Базирование заготовки при обработке поверхности Ø 215h14.

Точение осуществляется на токарном станке за два установа: черновая обработка поверхностей 1 и 2 производится на токарном станке в трехкулачковом самоцентрирующем патроне по поверхности 3 с поджимом задним центром.

Чистовая обработка поверхностей 1 и 2 осуществляется с установкой в ценрах.

Предварительное и чистовое шлифование производится на круглошлифовальном станке с установкой заготовки в центрах.

3. Пространственные отклонения.

При черновом точении пространственные отклонения равны пространственным отклонениям заготовки:

Δ_чер.т = Δ_з.

В соответствии с зависимостью (5.22) ,Δ_Σ=Δ_кl(5.18),l≤0,5L(L– длина детали по чертежу,L= 168 мм),[см. зависимость(5.23), гдеТ– допуск на размер поверхности, по которой осуществляется базирование при зацентровке].

Зацентровка осуществляется при базировании заготовки по поверхности 2, диаметр которой больше 60 мм на величину припуска. Предельные отклонения и допуск на этот размер проката обычной точности: верхнее предельное отклонение –es_з= 4000 мкм, ,нижнее –ei_д= -4000 мкм, допуск –T_д = es_д - ei_д= 4000 – (-4000)= 8000 мкм;, следовательномкм.

Величину коробления определим, применяя данные табл. 5.17. Кривизна профиля сортового проката обычной точности без правки для диаметров 180-315 мм равна 1,5 мкм/мм, тогда Δ_к= 1,5·84 = 126 мкм (l= 0,5L= 0,5·168 = 84).

Подставляя полученные данные в зависимость (5.22) определим:

мкм.

Пространственные отклонения после чернового и чистового точения определяем по зависимости (5.29) с использованием данных табл.5.30:

Δ_чер.т=К_уΔ_з= 0,06 · 2004 = 120,24 мкм,

Δ_ч.т=К_уΔ_чер.т= 0,05 · 120,24 = 2,7 мкм.

4. Погрешности установки по выполняемым переходам.

При черновом и получистовом точении установка заготовки и ее закрепление осуществляется в трехкулачковом патроне с поджатием задним центром. В этом случае погрешность базирования ε_б= 0, а погрешность установки определяется по зависимости (5.30):

.

Погрешность закрепления ε_зсостоит их таких составляющих как радиальнаяε_ради осеваяε_ос. Вероятное значение погрешности закрепления будет:

.

По табл. 5.32 определяем ε_рад= 400 мкм,ε_ос= 120 мкм, следовательно:

мкм.

5. Минимальные промежуточные припуски.

5.1. Минимальный припуск на чистовое точение определяется по зависимости:

.

По табл. 5.7 определяем мкм;h_чер.т= 100 мкм;Δ_чер.т= 54 мкм; погрешность установкиε_ч.т= 0 мкм. Следовательно:

5.2 Минимальный припуск на черновое точение определяется по зависимости:

.

По табл.5.4 определяем Rz_з= 200 мкм;h_з = 250 мкм. Пространственные отклоненияΔ_з= 477 мкм и погрешность установки ε_чер.т= 471 мкм.

6. Определение максимальных промежуточных припусков.

Максимальный припуск определяется по зависимости (5.38):

,

где Td_i-1 – допуск на размер обрабатываемой поверхности, обеспечиваемый предшествующей обработкой; Td_i – величина допуска, выдерживаемая на выполняемом переходе.

6.1. Максимальный припуск на чистовое точение определяется по формуле:

2Z_{max ч.т} = 2Z_{min чер.т} + Td _чер.т + Td _ч.т,

где Td_чер.т – величина допуска на выполнение черновое точения, которое обеспечивает 14 квалитет (по табл.5.1 определяем Td_чер.т = 1000 мкм). Подставляя в формулу эти значения, получаем:

2Z_{max ч.т}= 508 + 1000 + 460 = 1968 мкм.

6.2. Максимальный припуск на черновое точение определяется по формуле:

2Z_{max чер.т} = 2Z_{min чер.т} + Td_з + Td _чер.т,

где Td_з – величина допуска на размер заготовки (см. «Выбор заготовок» – предельные отклонения по диаметру сортового круглого проката из стали).

Точность проката обычной точности характеризуется следующими значениями предельных отклонений: верхнее предельное отклонение –es_з= 4000 мкм, ,нижнее –ei_д = -4000 мкм, допуск –T_д = es_д - ei_д = 4000 – (-4000)= 8000 мкм

Подставляя в формулу эти значения, получаем:

2Z_{max чер.т}= 5190 + 8000 + 1000 = 14190 мкм = 14,19 мм.

7. Определение номинальных промежуточных припусков.

Номинальные операционные (межпереходные) припуски определяются по зависимости (5.32):

для чистового точения:

2Z_ч.т = 2Z_{min ч.т} +es_ч.т + ei_чер.т=+ 0 + 460 = 968 мкм;

для чернового точения:

2Z_чер.т = 2Z_{min чер.т} +es_чер.т + ei_з= 5190 + 4000 + 4000 + = 13190 мкм.

8. Определение операционных (межпереходных) размеров.

Операционные (межпереходные) размеры определяют в соответствии с зависимостью (5.43) :

при черновом точении:

мм,

= 220,968_-0,3.

Окончательно получаем размер заготовки:

мм,

Полученный размер заготовки округляется до ближайшего целого значения, которое предусмотрено сортаментом круглого проката (см. «Выбор заготовок» - предельные отклонения по диаметру сортового круглого проката). Для нашего случая принимаем d_з = 235±4

Для удобства пользования и контроля результаты расчета целесообразно представить в виде табл. 5.35, в которой приводятся элементы припуска для каждой технологической операции (перехода) в порядке их выполнения при обработке, а также рассчитанные припуски и межоперационные размеры.

Таблица 8

Элементы припуска, предельные отклонения и допуски заготовки и детали

Маршрут обработки	Элементы припуска, мкм					Расчетный минимальный				Допуск на изготовление, мкм	Предельные отклонения, мкм				Принятые (округленные) размеры по маршруту обработки, мм			Полученные предельные припуски, мкм
						при-пуск, мкм		размер, мм
	Rz	h	ΔΣ	ε
Заготовка: прокат	200	250	477	-	-		234,16		8000			4000	-4000	233,16		238,16
Обтачивание: черновое чистовое	100	100	28	471	5190		220,96		1150			-1150	0	220,96		222,11	5190		14190
	25	30	47	0	508		220		460			-460	0	220		220,46	508		1968

Таблица 9

Значения всех припусков

Размер детали, мм	Припуск, мм			Предельные отклонения, мм		Размер заготовки, мм
	Расчетный	Табличный
Ø220	15	-			235
48		2,5			50,5
Ø120		23			97
168		3,6			171,6
Ø175		23			152
80		2,5			82,5
94		2,5			96,5
102		2,8			104,8
Ø78,6		23			55,6
Ø 90		23			113
148		2,8			150,8

Расчёт припусков на остальные наружные поверхности будет аналогичным, следовательно, на остальные поверхности припуск определили табличным способом.