Расчет припусков на обработку

 

Определим припуск и межоперационные размеры расчетно-аналитическим методом для двух разнотипных поверхностей, а так же построим для них схемы расположения припусков и допусков.

Рассчитаем припуск и межоперационные размеры для переходов по обработке поверхности вала Ç25 .

Исходные данные: заготовка – поковка. Класс точности – T4. Обработка детали ведется в трехкулачковом патроне. Параметры поковки: точность примерно 16 квалитет, Rz=150 мкм, h=200 мкм.

Технологический маршрут получения поверхности Ç25 с указанием Rz и h по переходам:

1-й переход – точение черновое – 13 квалитет, Rz=100 мкм, h=100 мкм;

2-й переход – точение получистовое - 11 квалитет, Rz=50 мкм, h=40 мкм;

3-й переход – точение чистовое - 9 квалитет, Rz=20 мкм, h=30 мкм

4-й переход – термообработка 10 квалитет;

5-й переход – шлифование предварительное, 8 квалитет, Rz=10 мкм, h=20 мкм;

6-й переход – шлифование чистовое, 6 квалитет, Rz=5 мкм, h=10 мкм;

7-й переход – шлифование тонкое, 5 квалитет, Rz=2,5 мкм, h=5 мкм.

Пространственное отклонение формы поверхности заготовки рассчитаем по формуле:

, (12)

где ρ_к – кривизна заготовки.

, (13)

где Δ_к– удельная кривизна заготовки, Δ _к=3 мкм/мм;

L – длина поверхности, L=19,5 мм.

Следовательно, имеем:

ρ_см – погрешность смещения штампованных заготовок принимаем по ГОСТ 7505-89.

Остаточное пространственное отклонение по переходам определяем по формуле:

(15)

где К_Уi-1 – коэффициент уточнения формы для i-1 перехода.

ρ_i-2 – суммарная погрешность смещения формы и расположения поверхности после i-2 перехода.

 

1-й переход – ρ₁ =700,03/4,096 = 170,906 мкм;

2-й переход – ρ₂ =170,906/2,56 = 66,76 мкм;

3-й переход – ρ₃ =66,76/2,56 = 26,078 мкм;

4-й переход – ρ₄= ρ_к=6,3 мкм;

5-й переход – ρ₅ =6,3/2,56 = 2,461 мкм;

6-й переход – ρ₆ =2,461/2,56 = 0,961 мкм;

7-й переход – ρ₇ =0,961/1,6 = 0,601 мкм.

 

Погрешность установки ε_У, в трехкулачковом патроне для чернового точения находим по таблице Д1 приложения Д [1]

ε_У1=200 мкм - при установке в трехкулачковом патроне.

ε_У2= ε_У1/К_у=200/2,56=78 мкм при той же установке в патроне.

ε_У3= ε_У2/К_у=78/2,56=31 мкм при той же установке в патроне

Минимальные двухсторонние припуски для отдельных переходов мехобработки определяем по формуле (1.16), удвоив в ней правую и левую части, и округляем до количества значащих цифр в соответствующем допуске:

 

(1.16)

 

где i – выполняемый переход.

Тогда минимальный припуск по переходам будет следующим:

- для чернового точения

- для получистового точения

- для чистового точения

- для предварительного шлифования

- для чистового шлифования

- для тонкого шлифования

Расчётные размеры рассчитываем, начиная с конечного минимального чертёжного размера, последовательным добавлением 2Z_mini каждого технологического перехода:

7-й переход d_P7 =25,002мм;

6-й переход d_P6 =25,002+2×0,016 = 25,034 мм;

5-й переход d_P5 =25,034+2×0,032 = 25,096 мм;

3-й переход d_P3 =25,096+2×0,056 = 25,208 мм;

2-й переход d_P2 =25,208+2×0,164 = 25,536 мм;

1-й переход d_P1 =25,536+2×0,388 = 26,312 мм;

Заготовка d_{р.загот} =26,312+2×1,078 = 28,468 мм.

Назначаем допуски на технические переходы по таблице, а допуски на заготовку по ГОСТ8732-78.

Заготовка – 2800 мкм;

1-й переход – 740 мкм;

2-й переход – 300 мкм;

3-й переход – 120 мкм;

5-й переход – 74 мкм;

6-й переход – 30 мкм;

7-й переход –11 мкм.

 

Предельный размер d_min определяем, округляя d_p до большего значения в пределах допуска на данном переходе, а d_max определяем прибавлением к d_minдопусков соответствующих переходов:

7-й переход: d_7min=25,002 мм; d_7max= 25,002+0,011 = 25,013 мм;

6-й переход: d_6min=25,034 мм; d_6max=25,034+0,030 = 25,064 мм;

5-й переход: d_5min=25,096 мм; d_5max=25,096+0,074 = 25,170 мм;

3-й переход: d_3min=25,208 мм; d_3max=25,208+0,120 = 25,328 мм;

2-й переход: d_2min=25,536 мм; d_2max=25,536+0,300 = 25,836 мм;

1-й переход: d_1min=26,312 мм; d_1max=26,312 +0,740 = 27,052 мм;

заготовка d_заг.min=28,468 мм, d_заг.max=28,468 +2,8 = 31,268 мм.

Максимальное предельное значение 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.

7-й переход: 2Z_7maxПР = 25,064 – 25,013 = 0,051 мм;

2Z_7minПР = 25,034 – 25,002 = 0,032 мм;

6-й переход: 2Z_6maxПР = 25,170 – 25,064 = 0,106 мм;

2Z_6minПР = 25,096 – 25,034 = 0,062 мм;

5-й переход: 2Z_5maxПР =25,328 – 25,170 = 0,158 мм;

2Z_5minПР = 25,208 – 25,096 = 0,112 мм;

3-й переход: 2Z_3maxПР = 25,836 – 25,328 = 0,508 мм;

2Z_3minПР = 25,536 – 25,208 = 0,328 мм;

2-й переход: 2Z_2maxПР = 27,052 – 25,836 = 1,216 мм;

2Z_2minПР = 26,312 – 25,536 = 0,776 мм.

1-й переход: 2Z_1maxПР = 31,268 – 27,052 = 4,216 мм;

2Z_1minПР = 28,468 – 26,312 = 2,156 мм.

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

2Z_0max=4,216+1,216+0,508+0,158+0,106+0,051=6,255 мм;

2Z_0min=2,156+0,776+0,328+0,112+0,062+0,032=3,466 мм.

Общий номинальный припуск 2Z_0ном вычисляем по формуле:

2Z_0ном=Z_0min+Н_з-Н_д,(18)

где Н_з и Н_д – соответственно нижнее отклонение допуска заготовки и детали.

2Z_0ном=3,466+(-1,0)-(0,002)=2,464 мм.

Следовательно, номинальный диаметр поверхности заготовки будет равен:

d_Зном=d_Дном+2Z_0ном=25+2,464 =27,464 мм. (19)

Производим проверку правильности расчётов по формулам:

2Z_maxi-2Z_mini=δ_Di-1- δ_Di,

2Z_0max-2Z_0min=δ_DЗ- δ_DД, (20)

Для нашего случая имеем:

7-й переход 51-32=30-11 т.е. 19=19

6-й переход 106-62=74-30 т.е. 44=44;

5-й переход 158-112=120-74 т.е. 46=46;

3-й переход 508-328=300-120 т.е. 180=180;

2-й переход 1216 -776=740-300 т.е. 440=440;

1-й переход 4216 -2156 =2800-740 т.е. 2060=2060;

общий припуск 6255 -3466 =2800-11 т.е. 2789=2789.

Расчёт произведён правильно.

Все расчёты параметров припусков приведём в таблицу 1.6.

 

Таблица 1.6 – Результаты расчёта припусков на поверхность Ç25 .

Технологи-ческие переходы обработки поверхности Ç25	Элементы припуска, мкм	Расчётный припуск 2Zmin, мкм	Расчётный размер dр, мм	Допуск на размер d, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мм
Rz	h	ρ	dmin	dmax	2ZminПР	2ZmaxПР
Заготовка			700,03	-	28,468		28,468	31,268	-	-
1-й переход			170,906	2·1078	26,312		26,312	27,052	2,156	4,216
2-й переход			26,078	2·388	25,536		25,536	25,836	0,776	1,216
3-й переход			6,3	2·164	25,208		25,208	25,328	0,328	0,508
5-й переход			2,461	2·56	25,096		25,096	25,170	0,112	0,158
6-й переход			0,961	2·32	25,034		25,034	25,064	0,062	0,106
7-й переход	2,5		0,601	2·16	25,002		25,002	25,013	0,032	0,051
Общий припуск	3,466	6,255

 

 

 

Рисунок 1.7 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности диаметром Ç25 .

 

 

Рассчитаем припуск и межоперационные размеры для переходов по обработке резьбовой поверхности М12-L0-h6.

Исходные данные: заготовка – поковка. Класс точности – T4. Обработка детали ведется в трехкулачковом пневматическом патроне. Параметры поковки: точность примерно 16 квалитет, Rz=150 мкм, h=200 мкм.

Технологический маршрут получения поверхности М12-L0-h6 с указанием Rz и h по переходам:

1-й переход – точение черновое – 14 квалитет, Rz=100 мкм, h=100 мкм;

2-й переход – точение чистовое - 13 квалитет, Rz=50 мкм, h=40 мкм;

3-й переход – нарезание резьбы - 12 квалитет, Rz=25 мкм, h=30 мкм

Пространственное отклонение формы поверхности заготовки рассчитаем по формуле:

, (12)

где ρ_к – кривизна заготовки.

, (13)

где Δ_к– удельная кривизна заготовки, Δ _к=3 мкм/мм;

L – длина поверхности, L=22 мм.

Следовательно, имеем:

ρ_см – погрешность смещения штампованных заготовок принимаем по ГОСТ 7505-89.

Остаточное пространственное отклонение по переходам определяем по формуле:

(15)

где К_Уi-1 – коэффициент уточнения формы для i-1 перехода.

ρ_i-2 – суммарная погрешность смещения формы и расположения поверхности после i-2 перехода.

 

1-й переход – ρ₁ =700,04/2,56 = 273,45 мкм;

2-й переход – ρ₂ =273,45 /1,6 = 170,906 мкм;

3-й переход – ρ₃ =170,91 /1,6 = 106,82 мкм;

Погрешность установки ε_У, в трехкулачковом патроне для чернового точения находим по таблице Д1 приложения Д [1]

ε_У1=200 мкм - при установке в трехкулачковом патроне с пневмоприводом.

ε_У2= ε_У1/К_у=200/2,56=78 мкм при той же установке в патроне.

ε_У3= ε_У2/К_у=78/1,6=49 мкм при той же установке в патроне

Минимальные двухсторонние припуски для отдельных переходов мехобработки определяем по формуле (1.16), удвоив в ней правую и левую части, и округляем до количества значащих цифр в соответствующем допуске:

 

(1.16)

 

где i – выполняемый переход.

Тогда минимальный припуск по переходам будет следующим:

- для чернового точения

- для чистового точения

- для нарезание резьбы

Расчётные размеры рассчитываем, начиная с конечного минимального чертёжного размера, последовательным добавлением 2Z_mini каждого технологического перехода:

3-й переход d_P3 =12 мм;

2-й переход d_P2 =12 + 2×0,207 = 12,414 мм;

1-й переход d_P1 =12,414 + 2×0,388 = 13,19 мм;

Заготовка d_{р.загот} =13,19 + 2×1,078 = 15,346 мм.

Назначаем допуски на технические переходы по таблице, а допуски на заготовку по ГОСТ8732-78.

Заготовка – 3200 мкм;

1-й переход – 870 мкм;

2-й переход – 350 мкм;

3-й переход – 220 мкм;

Предельный размер d_min определяем, округляя d_p до большего значения в пределах допуска на данном переходе, а d_max определяем прибавлением к d_minдопусков соответствующих переходов:

3-й переход: d_3min=12 мм; d_3max=12 + 0,220 = 12,22 мм;

2-й переход: d_2min=12,414 мм; d_2max=12,414 + 0,350 = 12,764 мм;

1-й переход: d_1min=13,19 мм; d_1max=13,9 + 0,870 = 14,77 мм;

заготовка d_заг.min=15,346 мм, d_заг.max=15,346 + 3,2 = 18,546 мм.

Максимальное предельное значение 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: 2Z_3maxПР = 12,764 – 12,22 = 0,544 мм;

2Z_3minПР = 12,414 – 12 = 0,414 мм;

2-й переход: 2Z_2maxПР = 14,77 – 12,764 = 1,296 мм;

2Z_2minПР = 13,19 – 12,414 = 0,776 мм.

1-й переход: 2Z_1maxПР = 18,546 – 14,77 = 4,486 мм;

2Z_1minПР = 15,346 – 13,19 = 2,156 мм.

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

2Z_0max=4,486+1,296+0,544 =6,326 мм;

2Z_0min=2,156+0,776+0,414=3,346 мм.

Общий номинальный припуск 2Z_0ном вычисляем по формуле:

2Z_0ном=Z_0min+Н_з-Н_д,(18)

где Н_з и Н_д – соответственно нижнее отклонение допуска заготовки и детали.

2Z_0ном=3,642+(-1,0)-(0,35)=2,607 мм.

Следовательно, номинальный диаметр поверхности заготовки будет равен:

d_Зном=d_Дном+2Z_0ном=12+2,607=14, 607 мм. (19)

Производим проверку правильности расчётов по формулам:

2Z_maxi-2Z_mini=δ_Di-1- δ_Di,

2Z_0max-2Z_0min=δ_DЗ- δ_DД, (20)

Для нашего случая имеем:

3-й переход 544-414=350-220 т.е. 130=130;

2-й переход 1296 -776=870-350 т.е. 520=520;

1-й переход 4486 -2156 =3200-870 т.е. 2330=2330;

общий припуск 6326 -3346 =3200-220 т.е. 2980=2980.

Расчёт произведён правильно.

Все расчёты параметров припусков приведём в таблицу 1.7.

Таблица 1.7 – Результаты расчёта припусков на поверхность М12-L0-h6.

Технологи-ческие переходы обработки поверхности Æ	Элементы припуска, мкм	Расчётный припуск 2Zmin, мкм	Расчётный размер dр, мм	Допуск на размер d, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мм
Rz	h	ρ	dmin	dmax	2ZminПР	2ZmaxПР
Заготовка			700,04	-	15,346		15,346	18,546	-	-
1-й переход			273,45	2·1078	13,19		13,19	14,77	2,156	4,486
2-й переход			170,906	2·388	12,414		12,414	12,764	0,776	1,296
3-й переход			106,82	2·207				12,22	0,414	0,544
Общий припуск	3,346	6,326

 

 

 

Рисунок 1.8 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности М12-L0-h6.