4.3. Расчет припусков на механическую обработку

Расчет припусков на механическую обработку отверстия Ø68^+0,03 производят расчетно-аналитическим методом.

Суммарное пространственное отклонение ρ заготовки складывается из эксцентриситета и смещения [1, с. 73, табл 33].

Из-за неопределенности положения в пространстве векторов погрешностей , суммарное пространственное отклонение определяется геометрическим сложением:

ρ=(ρ_см²+ρ_экс²)^1/2,

где ρ_экс – величина эксцентриситета прошиваемого центрального отверстия по отношению к наружному контуру заготовки (ρ_экс=0,63 мм);

ρ_см – величина смещения частей штампа (ρ_см =0,9 мм ).

ρ=(900²+630²)^1/2=1160 мкм.

Остаточные пространственные отклонения вычисляют по формуле:

ρ_ост.=К_v*ρ_заг,

где К_v – коэффициент уточнения формы. Значения коэффициента для различных методов обработки принимаем по нормативным

данным [1, с. 74].

Черновое обдирочное растачивание:

ρ_ост.=0,08*1160 =92 мкм.

Черновое растачивание

ρ_ост.=0,6*1160 =70 мкм.

Получистовое растачивание:

ρ_ост.=0,05*1160 =58 мкм.

Чистовое растачивание :

ρ_ост.=0,04*1160 = 46 мкм.

Погрешность установки при черновом растачивании [1, с. 83] определяется по формуле:

ε_v= (ε_b²+ ε_з²)^1/2,

где ε_b – погрешность базирования, т.к. установочная база совпадает с измерительной то ε_b=0 мкм;

ε_з – погрешность закрепления (ε_з=240 мкм [1, с. 83, табл. 38]).

ε_v= (0²+ 240²)^1/2 = 240 мкм

Остаточная погрешность установки [1, с. 88]:

ε_v2= ε_v3= ε_v4=0 мкм , так как производится на одном станке вместе с черновым растачиванием при неизменно закрепленной заготовке .

Погрешность установки при чистовом шлиыовании

ε_v5= 0,05*ε_v1=0,02*240= 5 мкм .

Расчет минимальных значений припусков производим , пользуясь основной формулой:

2Z_{i min} = 2*(Rz_i-1+T_i-1+(ρ_i-1² +ε_{уст i}²)^1/2),

где Rz_i-1 – величина неровностей ,полученная на предыдущем переходе;

T_i-1 – Глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;

ρ_i-1 – Суммарное пространственное отклонение обрабатываемых поверхностей относительно исходных базовых поверхностей;

ε_{уст i} – погрешность установки на выполняемом переходе;

для удобства сведем исходные и рассчитанные данные в таблицу (табл.2.3).

Качество поверхности поковок, изготовляемых штамповкой на молотах Rz принимают равным 150 мкм и Т принимают равным 250 мкм [1, с. 68, табл. 30].

Качество обработанных поверхностей принимается в соответствии с табличными данными [1, стр. 67, табл. 29].

Черновое обдирочное растачивание:

2Z_{i min} = 2*(150+250+(1160 +240²)^1/2) = 2*1185 мкм.

Черновое растачивание:

2Z_{i min} = 2*(100+100+92) = 2*292 мкм.

Получистовое растачивание:

2Z_{i min} = 2*(80+50+70) = 2*200 мкм.

Истовое растачивание:

2Z_{i min} = 2*(50+20+58) = 2*128 мкм.

Шлифование чистовое:

2Z_{i min} = 2*(20+10+(46²+45²)^1/2) = 2*292 мкм.

Расчет размеров заготовки по переходам

Максимальные расчетные размеры определяются по формуле:

d_max = d_{max i}= 2Z_{min i}

d_{max 5} = 68.03 мм.

Для чистового растачивания :

d_Р4 = 68.03-2*0.076 = 67,878 мм.

Для получистового растачивания:

d_Р3 = 68.878-2*0.128 = 67,622мм.

Для чернового растачивания:

d_Р2 = 67,622-2*0.2 = 67,222 мм.

Для чернового обдирочного растачивания:

d_Р1 = 67,222-2*0.292= 66,638 мм.

Для заготовки:

d_{p заг} = 66.638-2*1.185 = 64.268 мм.

Наибольшее значение предельного размера получают по расчетным размерам, округлением до точности допуска соответствующего перехода.

Наименьшие предельные размеры определяем по формуле:

d_min=d_max – δ

Для чистового шлифования:

d_min=68,03 – 0,03=68 мм.

Для чистового растачивания:

d_min=68,88 – 0,05=67,83 мм.

Для получистового растачивания:

d_min=67,62 – 0,12=67,5 мм.

Для чернового растачивания:

d_min=67,22– 0,3=66,92мм.

Для чернового обдирочного растачивания:

d_min=66,94 – 0,74=65,9 мм.

Для заготовки:

d_min=64,27– 2,0=62,27 мм.

Определение предельных размеров припусков:

2Z_min^пр = dmax_i-1 - dmax_i ,

2Z_max^пр = dmin_i-1 - dmin_i ,

Для чернового обдирочного растачивания:

2Z_min^пр = 66,64 – 64,27 = 2,37 мм ;

2Z_max^пр = 65,90 – 62,27 = 3,63 мм;

Для чернового растачивания:

2Z_min^пр = 67,22 – 66,64 = 0,58 мм ;

2Z_max^пр = 66,92 – 65,90 = 1,02 мм;

Для получистового растачивания:

2Z_min^пр = 67,62 – 67,22 = 0,4 мм;

2Z_max^пр = 67,50 – 66,92 = 0,58 мм ;

Для чистового растачивания:

2Z_min^пр = 67,88 – 67,62 = 0,26 мм ;

2Z_max^пр = 67,83 – 67,50 = 0,33 мм ;

Для чистового шлифования:

2Z_min^пр = 67,03 – 67,18 = 0,15 мм ;

2Z_max^пр = 67,0 – 67,17 = 0,17 мм ;

Общие припуски:

2Z_min^пр = 2370+580+400+260+150=3760 мкм;

2Z_max^пр = 3630+1020+580+330+170=5730 мкм;

Проверка правильности расчетов

Z_o max – Z_o min = T_заг – Т_Д,

5730-3760=2000-30 (условие выполнено)

Результаты расчетов припусков и предельных размеров приведены в таблице 4.2

Схема графического расположения приведена на рисунке 4.1

Таблица 4.2 Расчет припусков и предельных размеров при обработке отверстия Ø 65

Технологические переходы	Элементы припуска, мкм					Расчетный припуск 2Zmin, мкм		Допуск δ, мкм		Предельный размер , мкм			Предельное значение припусков, мкм
	Rz	T	ρ	εуст	dmin					dmax	Zmin		Zmax
Заготовка	150	250	1160	-	---		2000		62,27		64,27	-		-
Черновое обдирочное растачивание	100	100	92	240	2*1185		740		65,90		66,64	3630		2370
Черновое растачивание	80	50	70	-	2*292		300		66,92		67,22	1020		580
Получистовое растачивание	50	20	58	-	2*200		120		67,50		67,62	580		400
Чистовое растачивание	20	10	46	-	2*128		50		67,83		67,88	330		260
Шлифование чистовое	5	-	-	5	2*76		30		68,0		68,03	170		150

Рис. 4.1. Схема графического расположения припусков на обработку отверстия Ø68^+0,03

4.3.1 Расчет припусков на обработку поверхности торца 46_-0,05 мм производят расчетно-аналитическим методом.

Суммарное пространственное отклонение ρ заготовки:

ρ_заг= ρ_кор,

где ρ_кор – величина коробления поверхности заготовки;

ρ_кор= ρ_к*D,

где ρ_к – удельная кривизна заготовки , ρ_к=1,5 мкм/мм

D – диаметр торца, D=92 мм.

ρ_заг= ρ_кор= 1,5*92=138 мкм

Остаточные пространственные отклонения вычисляем по формуле:

Ρ_ост=К_{у *} ρ_заг,

где К_у – коэффициент уточнения формы. Значения коэффициента для различных методов обработки принимаем по нормативным данным [1, с.74].

Черновое точение:

Ρ_ост=0,06 _*138=8 мкм.

Чистовое точение:

Ρ_ост=0,04 _* 138=6 мкм.

Погрешность установки при черновом точении [1, с.83] определяются по формуле:

ε_у=(ε_б²+ ε_з²)^1/2,

где ε_б – погрешность базирования, т.к. установочная база совпадает с измерительной то ε_б= 0 мкм;

ε_з – погрешность закрепления (ε_з = 200 мкм [1, с.80,табл.38]).

ε_у1= ε_з = 200 мкм

Остаточная погрешность установки [1, стр.88]:

ε_у2 = 0 мкм, так как производится на одном станке вместе с черновым точением при неизменно закрепленной заготовке.

Погрешность установки при шлифовании:

ε_у3=k_y* ε_у1 = 0.02*250=5 мкм.

Расчет минимальных значений припусков производим, пользуясь основной фориулой:

Zmin_i = R_2i-1+h_i-1+ρ_εi-1+ε_i

Точение черновое:

Zmin₁= 150+250+138+250=788 мкм.

Точение чистовое:

Zmin₂ = 80+50+8=138 мкм.

Шлифование:

Zmin₃ = 20+25+6+5 = 56 мкм.

Расчет размеров заготовки по переходам

Максимальные расчетные значения определяются по формуле:

Hmax=Hmin+δ

Hmax₃=45,95+0,05 = 46,0 мм.

Hmax₂=46,01+0,08 = 46,09 мм.

Hmax₁=46,14+0,22 = 46,36 мм.

Hmax_заг=46,93+0,2 = 48,93 мм.

Наименьшие предельные размеры определяем по формуле:

Hmin_i=Hmin_i+1+Zmin_i+1

Hmin₃=45.95 мм.

Hmin₂=45,95+0,056 = 46,006 мм.

Hmin₁=46,006+0,138 = 46,144 мм.

Hmin_заг= Hmin₁+Zmin₁= 46,144+0,788 = 46,932 мм.

Определяем предельные величины припусков:

Zmax_i ^пр = Hmax_i+1 - Hmax_i ,

Zmin_i^пр = Hmin_i-1 - Hmin_i ,

Zmax₁ ^пр = 46.93 – 46.36 =2.57 мм.

Zmax₂ ^пр = 46,36 – 46,09 = 0,27 мм.

Zmax₃ ^пр = 46,09 – 46,0 = 0,09 мм.

Zmin₁^пр = 46,93 – 46,14 = 0,79 мм.

Zmin₂^пр = 46,14 – 46,01 = 0,13 мм.

Zmin₃^пр = 46,01 – 45,95 = 0,06 мм.

Общие припуски:

Z_о min = ∑Zmin_i= 0.79+0.13+0.06 = 0.98 мкм;

Z_о max = ∑Zmax_i=0.27+2.57+0.09 = 2.93 мкм;

Общий номинальный припуск и номинальный размер заготовки.

Z_о ном = Z_оmin+ Н_заг- Н_Д

где Н_заг – нижнее отклонение размера заготовки;

Н_Д – нижнее отклонение размера детали.

Z_о ном = 0,98+1-0,05 = 1,93 мм.

Н_{ном заг} = Н_{ном д} + Z_{о ном} = 46,0+1,93 = 47,93 мм.

Проверка правильности расчетов

Z_о max - Z_о min = Т_заг – Т_Д ,

2,93 - 0,98 = 2,0 – 0,05 (условие выполнено)

Результаты расчетов припусков и предельных размеров приведены в таблице 4.3

Схема графического расположения припусков на обработку поверхности торца 46_-0,05 мм приведена на рисунке 4.2

Таблица 4.3 Расчет припусков и предельных размеров при обработке поверхности торца 46 мм

Технологические Переходы	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск 2Zmin,мкм	Допуск δ, мкм	Предельный размер, мкм		Предельное значение припусков, мкм
	Rz	T	ρ	εуст			dmin	dmax	Zmin	Zmax
Заготовка	150	250	138	-	---	2000	46,93	48,93	-	-
Черновое точение	80	50	8	250	788	220	46,14	46,36	790	2570
Чистовое точение	10	25	6	-	138	80	46,01	46,09	130	270
Шлифование	5	-	-	5	56	50	45,95	45,0	60	90

Рис 4.2. Схема графического расположения припусков на обработку поверхности торца 46_-0,05 мм.