Расчет и назначение операционных припусков на обработку

При обработке заготовок для деталей машин, преувеличенные припуски на обработку, ведут, в некоторых случаях, к удалению наиболее износоустойчивых поверхностных слоев обрабатываемой детали.

Вместе с тем, преувеличенные припуски вызывают необходимость введения дополнительных технологических переходов, увеличивают трудоемкость процессов механической обработки. Увеличивается расход силовой электроэнергии, инструмента, и тем самым увеличивается себестоимость.

Уменьшение припусков на обработку является одним из средств экономии металлов и снижения трудоемкости процессов механической обработки. Однако, недостаточные припуски на обработку не обеспечивают возможности удаления дефектных поверхностных слоев металла, а получение необходимых параметров обработанных поверхностей, а в ряде случаев создают неприемлемые технологические условия для работы режущего инструмента в зоне твердой корки или окалины.

В результате недостаточных припусков, возрастает количество брака, что повышает себестоимость выпускаемой продукции.

При выполнении дипломного проекта расчет припусков на механическую обработку производится расчетно-аналитическим методом и по таблицам. Расчет припусков и определение их величин по таблицам производится после выбора оптимального для данных условий маршрута и выбора метода получения заготовки.

Произведем расчет припусков расчетно-аналитическим методом для поверхности: Ø45h11 .

1. Составим технологический маршрут обработки

Ø45h11 и определим величины Rz и h по переходам:

1-й переход: точение однократное, 10 квалитет, Rz = 32мкм, h = 30мкм;

Термообработка, 11 квлитет, Rz = 32мкм, h = 30мкм;

2-й переход: шлифование черновое, 9 квалитет, Rz = 10мкм; h = 20мкм;

3-й переход: шлифование чистовое, 8 квалитет, Rz = 6,3мкм; h = 12мкм;

Параметры поковки: 12 кв. Rz = 160, h = 250,

где Rz – высота микронеровностей обрабатываемой поверхности;

h – толщина дефектного слоя металла на соответствующем переходе.

2. Определим значения пространственных отклонений для заготовки:

, (1.13)

где r_см – смещение оси шейки вала относительно общей оси;

r_см = 0,1мм=100мкм.

r_кор – коробление (кривизна) вала;

, (1.14)

где ∆_К – удельная кривизна заготовки, ∆_К = 3мкм;

L– длина заготовки.

r_Ц - погрешность центрирования, определяемая по формуле:

, (1.15)

где s_з – допуск на диаметральный размер поверхности

Таким образом пространственное отклонение для заготовки:

,

Величина остаточной пространственной погрешности:

, (1.16)

после точения однократного: ;

после термообработки: ;

после шлифования чернового: ;

после шлифования чистового: .

3. Погрешность установки e_у = 0, т.к. базирование производится по центровым отверстиям.

4. Расчёт минимальных припусков ведем по формуле:

, (1.17)

где i - выполняемый переход.

1-й переход ;

2-й переход ;

3-й переход .

5. Расчётный размер диаметра вала d_Р вычислим, начиная с конечного минимального чертёжного размера путём последовательного прибавления минимального припуска каждого предыдущего перехода:

3-й переход: d_{Р точ.} = 44,92 мм;

2-й переход: d_{Р чернов. шлиф.} = 44,92+2×0,040 = 44,96 мм;

1-й переход: d_{Р чистов. шлиф.} = 44,96+2×0,216 = 45,392 мм;

заготовка: d_Рзаг. = 45,392+2×1,141 = 47,674 мм.

6. Назначаем допуски на технологические переходы:

заготовка – 1200 мкм (см. чертеж заготовки);

1-й переход – 100 мкм;

2-й переход – 62 мкм;

3-й переход – 39 мкм

7. Предельный размер d_min определяем, округляя d_p до большего значения в пределах допуска на данном переходе, а d_max определяем прибавляя к d_min допуски соответствующих переходов:

3-й переход: d_{min шлиф.}=44,92 мм, d_{max шлиф.}= 44,92+0,039 = 44,959 мм;

2-й переход: d_{min шлиф.}= 44,96 мм, d_{max шлиф.}= 44,96+0,062 = 45,022 мм;

1-й переход: d_{min точ.} = 45,392 мм, d_{max точ.} = 45,392+0,1 = 45,492 мм;

заготовка: d_min.заг = 45,674 мм, d_max.заг = 47,674+1,2 = 48,874 мм.

8. Максимальные предельные значения припусков 2×Z_max.^ПР находим как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а минимальные значения 2×Z_min.^ПР – как разность наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующих переходов.

3-й переход: ,

;

2-й переход: ,

;

1-й переход: ,

.

9. Общий минимальный припуск находим как сумму минимальных промежуточных припусков, а общий максимальный – как сумму максимальных припусков:

,

.

10. Общий номинальный припуск находим по формуле:

. (1.18)

где H_З – нижнее отклонение заготовки: H_З =0,4 мм;

H_Д – нижнее отклонение детали по чертежу: H_Д = 0,08мм.

Принимаем = 3 мм, тогда номинальный диаметр заготовки:

, (1.19)

Проверяем правильность произведённых расчётов по уравнениям:

, (1.20)

.

1-й переход: 3,382-2,282 = 1,1 мм, 1,2-0,1 = 1,1 мм;

2-й переход: 0,47-0,432 = 0,038 мм, 0,1-0,062 = 0,038 мм;

3-й переход: 0,063-0,04 = 0,023 мм, 0,062-0,039 = 0,023 мм;

Общий припуск: 3,913-2,752 = 1,161 мм, 1,2-0,039 = 1,161мкм.

Проверка дала верные результаты, значит расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты параметров припусков сводим в таблицу.

Таблица 6– Результаты расчета припусков для поверхности шейки

вала Ø45h11

Технологи-ческие переходы обработки поверхности Ø45h11 мм	Элементы припуска, мкм	Расчётный припуск 2×Zmin, мкм	Расчётный размер dp, мм	Допуски размеров, мкм	Предельный размер, мкм	Предельные размеры припусков, мкм
dmin	dmax	2×ZminПР	2×ZmaxПР
Rz	h	r	e
заготовка	160	250	731	0	–	47,674	1200	47,674	48,874	–	–
1-й переход	32	30	36,55	0	2 × 1141	45,392	100	45,392	46,946	2282	3382
Термообработка	32	30	154	-	-	45,392	-	45,392	45,492	-	-
2-й переход	10	20	21,93	0	2× 216	442,96	62	44,96	44,022	432	470
3-й переход	6,3	12	14,62	0	2× 40	44,92	39	44,92	44,959	40	63
Общий припуск 2×Z0	2752	3913

На основании данных таблицы 1 строим схему графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности Ø45h11 мм.

Рисунок 3 - схему графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности Ø45h11 мм.