Теоретичні відомості про розрахунок припусків

Основні положення по визначенню припусків розрахунково-аналітичним методом наведені [14, с.175-196].

Розрахунок припусків на обробку зовнішніх і внутрішніх поверхонь має свої особливості. Для зовнішніх поверхонь розрахунок починається з найменшого граничного розміру готової деталі з послідовним додаванням розрахункових мінімальних припусків Z_min за всіма операціями, для внутрішніх поверхонь — з найбільшого граничного розміру послідовним відніманням Z_min.

Величини, які складають припуск на обробку, залежать від багатьох факторів: форми, розмірів, матеріалу деталей, методів обробки та ін.

У відповідних таблицях залежно від цих факторів наведені значення Rz і Т (h) [14, табл. 1-25].

Для отворів, точність обробки яких не залежить від класу виготовлення деталі, ці нормативи наведені окремо [14, табл. 27-28].

Просторові відхилення враховуються тільки в заготовках (для першого технологічного переходу), після чорнової і напівчистової обробки лезовим інструментом (під наступний технологічний перехід), після термообробки [9]. При наступній обробці ці похибки стають відносно малими, отже ними можна знехтувати.

Похибки установки на технологічному переході визначаються за формулою

(3.1)

де — похибка базування, яка виникає при розбіжності встановлювальної та вимірювальної баз. Похибка базування визначається за відповідними формулами залежно від схеми установки при обробці [14, табл. 12-20];

— похибка закріплення, що виникає в результаті зміщення оброблюваних поверхонь заготовок від дії затискної сили. При укрупнених розрахунках точності обробки можна визначити за відповідними таблицями [14, табл. 12-19].

Значення допусків на розміри заготовок визначаються за стандартом, що регламентує різні методи одержання заготовок.

Допуски на виливки з металів та сплавів і припуски на механічну обробку визначають за ГОСТ 26645-85; для штампованих заготовок — за ГОСТ 7505-89 [5, табл. 47-48].

Значення проміжних допусків для різних видів механічної обробки визначаються за таблицями економічної точності обробки [5, табл. 8-11] і відповідним квалітетам точності [15].

Величина Z_max використовується при призначенні глибини різання; . Цю величину використовують при визначенні режимів різання V і S та виборі устаткування по потужності.

Значення номінального припуску Z_ном необхідні для визначення номінальних розмірів заготовок, за якими виготовляють технологічне оснащення (штампи, прес-форми, моделі і т.д.

3.3.Стакан підшипника, приклад

Розрахувати припуски та граничні розміри за технологічними операціями (переходами) обробки поверхонь заготовки стакана підшипника (рис. 3.1). На вказані поверхні призначити припуски та допуски за ГОСТ 26645-85. 8-й клас точності розмірів виливка за ГОСТ 26645-85 відповідає приблизно 1-му класу точності за ГОСТ 1855-55.

Рис. 3.1. Стакан підшипника

3.3.1. Зовнішній діаметр Ø270_{-0,21 мм}

Спосіб установки — на розтисненій оправці по Ø160 мм і торці «А». Сумарна величини Rz і T(h), яка характеризує якість поверхні заготовки виливка, складає 600 мкм (табл. Д.3.1), [14, табл. 6—10]. Після першого технологічного переходу Т для деталей із чавуна виключається із розрахунків, тому для чорнового і чистового точіння знаходимо за табл. Д.3.2 тільки значення R_z (відповідно 50 та 30 мкм) і записуємо в розрахункову таблицю.

Просторове відхилення — результат короблення виливка. Гранична величина короблення мкм/мм (табл. Д.3.3), що на довжині L = 70 мм дає загальну величину короблення мкм.

Величина залишкової просторової похибки

(3.2)

Значення коефіцієнта К_y визначаються за табл. Д.3.4.

Після чорнового точіння мкм.

Після напівчистового точіння мкм.

Після чистового точіння мкм.

Похибка базування на розтискній оправці . Похибка установки в цьому випадку буде складатися тільки з похибки індексації стола багатошпиндельного верстата, становить 50 мкм.

Величина розрахункового припуску визначається за формулою з табл. Д.3.5

. (3.3)

Значення 2Z_min по операціям (переходам) обробки складає:

· точіння чорнове: мкм;

· точіння напівчистове: мкм;

· точіння чистове: мкм.

Стовпчик табл. 3.1 «Розрахунковий розмір» (d_р) заповнюємо починаючи з останнього (в даному випадку із креслення) розміру послідовним відніманням розрахункового мінімального припуску кожного технологічного переходу.

Таким чином, маючи розрахунковий (із креслення) розмір, після останнього переходу (в нашому випадку чистового точіння 269,79 мм) для решти переодів механічної обробки отримуємо:

· точіння чистове — 269,79 мм;

· точіння напівчистове — 269,79 + 0,160 = 269,95 мм;

· точіння чорнове — 269,95 + 0,204 = 270,154 мм;

· для заготовки — 270,154 +1,372 = 271,526 мм.

Результати розрахунків зводимо в табл. 3.1.

Значення допуску кожного переходу приймають за таблицями Д.1.1 у відповідності з квалітетом того чи іншого виду обробки. Так, для чистового точіння значення допуску складає 210 мкм оскільки 10 квалітет точності (розмір із креслення); для напівчистового ТА = 320 мкм – 11 квалітет; для чорнового точіння ТА = 810 мкм – 13 квалітет; допуск на розмір відливки 1-го класу точності за ГОСТ 1855-55 складає ТА = 1200 мкм.

У колонці «Граничний розмір» найменші значення (d _min) знаходяться за розрахунковими розмірами, округленими до точності допуску відповідного переходу. Найбільші граничні розміри (d _max) визначаються з найбільших граничних розмірів додаванням допусків відповідних переходів.

Таким чином, для чистового точіння найменший граничний розмір

270 – 0,210 = 269,79 мм, найбільший — 270 мм; для напівчистового точіння найменший граничний розмір — 269,95, найбільший — 269,95 + 0,320 = 270,27 мм; для чорнового точіння найменший граничний розмір — 270,154, а найбільший — 270,154 + 0,800 = 270,954 мм; для заготовки найменший граничний розмір — 271,526 мм, найбільший — 271,526 + 1,2 =272,726 мм.

Мінімальні граничні значення припусків являють собою різниці найменших граничних розмірів попереднього і виконуваного переходів, а максимальні — відповідно різниці найбільших граничних розмірів.

Тоді для чистового точіння

мкм;

мкм;

для напівчистового точіння

мкм;

мкм;

для чорнового точіння

мкм;

мкм.

Номінальний (розрахунковий) операційний припуск

(3.4)

де ТА _{і -1} — допуск на обробку заготовки на попередній операції.

Тоді номінальні (розрахункові) припуски на:

1) точіння чистове — 2 мм;

2) точіння напівчистове — 2 мм;

3) точіння чорнове — 2 мм (у розрахунок взята половина допуску виливка, тому що вона має симетричне розташування поля допуску ±0,6 мм).

Загальний номінальний припуск 2 мм.

Округлюємо отримане значення 2 мм.

Розрахунковий розмір заготовки d _{ном. заг.} = 270 + 3,5 = 273,5 мм.

Перевіряємо правильність виконаних розрахунків:

– = 270 – 160 = 110 мкм; ТА₂ – ТА₃ = 320 – 210 = 110 мкм.

– = 684 – 204 = 480 мкм; ТА₁ – ТА₂ = 800 – 320 = 480 мкм.

– = 1772 – 1372 = 400 мкм; ТА_заг – ТА₁ = 1200 – 800 = 400 мкм.

3.3.2. Торець «Б» (розмір 125_{-0,063 мм)}

Як і в попередньому прикладі, у розрахункову табл. 3.1 записуємо значення елементів припуску відповідній заготовці по кожному технологічному переходу.

Загальна величина короблення заготовки на діаметрі Ø 270 мм

мкм

Залишкова величина просторових відхилень:

мкм;

мкм;

мкм;

Похибки установки аналогічні попередньому прикладу. Величина розрахункового припуску визначається за формулою з табл. Д.3.5

(3.5)

Значення Z_min за операціями (переходами) обробки згідно табл. Д. 3.2 становлять:

· точіння чорнове мкм;

· точіння напівчистове мкм;

· точіння чистове мкм.

Розрахункові розміри за операціями (переходами), граничні розміри та граничні значення припусків визначаються аналогічно попередньому:

мм;

мм;

мм.

Розрахунковий (номінальний) розмір заготовки:

L _{ном. заг.} = 125 + (0,274 + 0,366 + 1,72) = 127,36 мм.

3.3.3. Зовнішній діаметр Ø230_{-0,46 мм}

Величини Rz і T(h) для заготовки і операцій (переходів) механічної обробки записані у зведеній табл. 3.1 аналогічно попередньому.

мкм.

Залишкова величина просторових відхилень:

мкм;

мкм;

Установка на даній операції здійснюється в самоцентруючому пневматичному патроні по Ø 270 мм і торці «Б», у цьому випадку мкм (табл. Д.3.6).

Під другий технологічний перехід

мкм.

Значення 2Z_min за операціями (переходами) обробки складуть:

· точіння чорнове мкм;

· точіння напівчистове мкм.

мм;

мм;

мм.

Розрахунковий (номінальний) діаметр заготовки 230 + 4,33 = 234,33 мм.

3.3.4. Отвір Ø160^+0,16мм

У зведену таблицю записуємо величини Rz і Т (h) для заготовки й переходів механічної обробки (табл. Д.3.1–Д.3.4).

Сумарне значення просторових відхилень для заготовки даного типу визначається за формулою

(3.6)

Величину короблення отвору треба враховувати як у діаметральному, так і в осьових перерізах. Тому

мкм,

де d і - діаметр і довжина оброблюваного отвору відповідно.

 

Зсув осі отвору в процесі формування прийнято рівним величині поля допуску на товщину стінки 35 мм, тобто 800 мкм.

Сумарне значення просторових відхилень отвору складе

мкм.

Залишкова величина після чорнового розточування складе

мкм

Після чистового розточування мкм.

Установка деталі така ж, як і при обробці зовнішньої поверхні Ø230_{-0,46 мм.}

Мінімальний припуск під розточування

чорнове

мкм;

чистове

мкм.

 

Рис. 3.2. Схема графічного розташування припусків і допусків на обробку поверхні Ø230_{–0,43 мм}

 

Стовпчик «Розрахунковий розмір» заповнюється, починаючи з кінцевого креслярського розміру, послідовним вираховуванням розрахункового мінімального припуску кожного переходу:

· розточування чистове d_p2 =160,16 мм;

· розточування чорнове d_p1 = 160,16 – 0,3 = 159,86 мм;

· заготовка d_p3= 159,86 – 3,28 = 156,58 мм.

У стовпчику «Граничний розмір» найбільші значення d_max виходять шляхом округлення розрахункових розмірів до точності допуску відповідного переходу, а найменші граничні розміри d_min — шляхом вирахування допусків відповідних переходів з найбільших граничних розмірів.

Мінімальні граничні значення припусків 2Z_min являють собою різниці найбільших граничних розмірів виконуваного й попереднього переходів, а максимальні 2Z_max — відповідно різниці найменших граничних розмірів.

мм;

мм;

мм.

Номінальний розмір заготовки 160 – 4,91 = 155,09 мм.

 

 

Таблиця 3.1