2.5.3. Определение диаметральных размеров заготовки

Для проектирования заготовки ограничимся рассмотрением размеров только тех цилиндрических поверхностей детали и заготовки, которые связаны между собой (табл. 2.6).

Размеры заготовки C_i связаны с размерами детали D_i и припусками Z_i (рис. 2.51), которые в свою очередь должны быть не менее суммы радиальных биений , характеризующих погрешности оборудования, включая погрешности установки детали, погрешностей обработки поверхности, зависящие от износа режущего инструмента, его смещения относительно детали под действием сил резания, а также глубины дефектного слоя h_i:

      . (2.109)

Таблица 2.6

Диаметральные размеры детали D_i и заготовки C_i

Обозначение размера	Минимальный размер, мм	Максималь- ный размер, мм	Допуск на диаметр, мм
D1	310,9	313	2,1
D2	251,1	253	1,9
D3	229,4	229,45	0,05
D5	255,553	255,6	0,047
D6	214	214,29	0,29
C1			6
C2			6
C3			6
C5			6
C6			6

Рис. 2.50. Граф диаметральных размеров заготовки и детали «Коронная шестерня»

В соответствии с принятой маршрутной технологией первой из цилиндрических поверхностей обрабатывается поверхность 5 на операции 10. При этом известны:

, (2.110)

а также допуск на диаметр поверхности 5 заготовки:

. (2.111)

Расчет диаметральных размеров заготовки может быть выполнен в порядке, обратном по отношению к последовательности обработки поверхности 5. То есть первой рассмотрим операцию 40, на которой должны быть выполнены допуск на диаметр поверхности 5 детали и шероховатость обработанной поверхности R_a=2,5 мкм (R_z=10 мкм).

Задачей этого этапа расчета является определение минимального и максимального припусков на обработку, величины погрешностей (и, соответственно, допуска на обработку на предшествующей операции 30) и диаметральных размеров поверхности 5, которые должны быть получены на операции 30.

Минимальный припуск должен быть больше суммы радиального биения, погрешности установки на операции 40 и глубины дефектного слоя. В рассматриваемом примере он принят:

. (2.112)

Следующим фактором, выбираемом технологом, является допуск на на диаметр поверхности 5 заготовки на операции 40. Он равен сумме погрешностей, полученных на предыдущей операции, т. е. на операции 30, и радиального биения с учетом погрешности установки на операции 40, т. е. 0,16 мм. Величина этого допуска определяет максимальный припуск на операции 40:

(2.113)

и диаметральные размеры заготовки на этой операции:

, (2.114)

. (2.115)

Таблица 2.7

К определению межоперационных технологических

размеров поверхности 5

Обозначение перехода	Содержание переходов	Припуск Z=t		Допуск на диаметр	Диаметральный размер
		min	max		min	max
Операция 10 10.3.	Токарная Проточить пов. 5 от торца пов. 8 до торца пов. 5	1,9	4,9	6 0,5	260 255,9	266 256,6
Операция 30 30.6.2.	Токарная полуавтоматная Проточить пов. 5 от торца 9 до торца 8	0,2	0,55	0,7 0,14	256,1 255,73	256,8 255,89
Операция 40 40.1.1.	Токарная чистовая Проточить пов. 5 от торца 9 до торца 8	0,1	0,18	0,16 0,047	255,75 255,553	255,91 255,6
				0,047	255,553	255,6

Чем больше допуск на операции 30, тем больше погрешности обработки на следующей операции – операции 40. Однако эти погрешности не должны превышать допуска на деталь:

. (2.116)

Проверка выполнения этого условия производится либо на основании имеющихся справочных (эмпирических) данных, либо на основании расчетов.

Обычно технолог назначает допуски на каждую из операций, руководствуясь опытом, и проверяет принятое решение на практике (в производственных условиях).

Отношение допуска на предыдущей операции к допуску на следующей операции называют уточнением . На первом (черновом) проходе достигается наибольшее уточнение. С увеличением числа проходов уточнение уменьшается (рис. 2.51).

Эта зависимость также может быть использована технологом для распределения припуска на обработку между различными операциями (проходами). На уточнение оказывает влияние большое число факторов: скорость резания и подача, геометрические параметры и материал режущего инструмента, критерий затупления, жесткость технологической системы и т. д. Поэтому зависимость, представленная на рис. 2.52, носит только качественный характер и в каждом конкретном случае нуждается в экспериментальном или теоретическом обосновании. Пример такого обоснования выбора рациональных (оптимальных) параметров режущего инструмента, режимов резания, допускаемого значения фаски износа (критерия затупления инструмента) приведен в табл. 2.14.

Рис. 2.51. Зависимость уточнения  от номера прохода

при обработке поверхности 5

Диаметральные размеры поверхности 5 на операции 30 определяются как разница соответствующих размеров «заготовки» на операции 40 и радиального биения на операции 40:

, (2.117)

, (2.118)

. (2.119)

Для операции 30 расчеты повторяются по тому же алгоритму, что и для операции 40. Число проходов увеличивается до тех пор, пока допускаемые погрешности не превысят известный допуск на заготовку.

Размеры заготовки можно округлить до целых мм, размеры детали после операции 10 – до десятых долей мм, после операции 30 – до сотых, а после операции 40 – до тысячных долей мм.

На первой черновой операции 10 минимальный припуск складывается из радиального биения цилиндрических поверхностей, предусмотренного стандартом на поковки до 40 кг, равного 1,2 мм, шероховатости поверхности R_Z=0,32 мм, дефектного слоя h_дс =0,35мм, итого на операции 10 минимальный припуск равен 1,87 мм, округляем до 1,9 мм.

Рассмотрим обработку цилиндрических поверхностей 1, 3, 2, 6.

Таблица 2.8

		Припуск Z=t			Диаметральные размеры		Уточнения ε
Обозначение	Содержание переходов	min	max	Допуск на диаметр	min	max
Переход, позиции					на диаметр
20.4	Проточить пов. 1	2	5.5	7	315	322	3
				2.1	310,9	313
20.2	Расточить пов. 3	2,4	5,4	6	218	224	8
				0,75	228,1	228,8
20.6	Расточить пов. 3	0,2	0,575	0,75	228,1	228,85	5
				0,15	229,1	229,25
Оп. 50	Расточить пов. 3	0,1	0,18	0,15	229,1	229,25	3
				0,05	229,4	229,45
20.2	Расточить пов. 2	0	3	6	255	261	3
				1,9	255	256,9
20.4	Расточить пов. 2	2	2,95	1,9	255	256,9	1
				1,9	251,1	257
20.2	Расточить пов. 6	2	7	10	191	201	4
				2,4	202,6	205
30.2	Расточить пов. 6	2	3,2	2,4	202,6	205	2
				1,2	207,8	209
20.6	Расточить пов. 6	2	2,6	1,2	207,8	209	2
				0,6	213,2	213,8
Оп. 50	Расточить пов. 6	0,2	0,5	0,6	213,2	213,8	2
				0,29	214	214,29