3. Пример расчета заготовки из проката для детали типа «ось»

Рассчитать припуски опытно-статистическим и расчетно-аналитическим методами. Выбрать горячекатаный прокат и разработать конструкцию заготовки из проката кратной длины для оси, чертеж которой представлен на рис. 3. Материал детали - сталь 40Х. Годовая программа 5000 штук.

3.1. Опытно-статистический метод

Расчетной ступенью для определения диаметра проката является поверхность, имеющая максимальный диаметр – Ø34h11 и шероховатость Ra=2.5 мкм. Отрезку проката выбираем с помощью ленточной пилы. По табл. 11 назначаем припуски на механическую обработку наружной поверхности расчетной ступени, а по табл. 12 - припуски на механическую обработку торцевых поверхностей, которые заносим в таблицу.

Диаметр расчетной ступени, мм	Припуски (на диаметр) для наружной цилиндрической поверхности, мм	Припуски (на сторону) для торцевых поверхностей, мм
Ø34h11	5,5	1,5; 2,2

Рассчитаем диаметр заготовки из проката:

а) На наружный диаметр расчетной ступени Ø34h11 назначаем припуск на диаметр при шероховатости Ra=2.5 мкм - 5,5 мм.

Расчетный размер – 34 +5,5=39,5 мм.

По табл. 1 выбираем сталь горячекатаную круглую

ГОСТ 2590-88 обычной точности: .

б) На торцевые поверхности оси назначаем припуски:

- со стороны резьбы М24х2 (Ra=10 мкм) – 1.5 мм,

- со стороны Ø20f7 (Ra=2,5 мкм) – 2.2 мм.

Общая длина заготовки:

60+2.2+1.5 =63.7 мм.

Округляем до 64 мм.

По табл. 13 при отрезки проката ленточной пилой назначаем квалитет и основное отклонение на длину заготовки - h14.

Величина допуска на номинальном размере 64 и квалитет 14 определяется по приложению 1 и равна 740 мкм.

Линейный размер заготовки из проката - 64_-0.74.

Шероховатость наружных и торцевых поверхностей заготовки Ra принимаем 40 мкм (табл. 2 и 13).

Удельная кривизна профиля проката обычной точности при длине заготовки 64 мм составляет 0,5 мкм на 1 мм (табл.14).

Кривизна профиля проката обычной точности при длине заготовки 64 мм составляет 64·0,5 = 32 мкм

Чертеж заготовки из проката для оси показан на рис. 4

3.2. Расчетно-аналитический метод

1. Назначение маршрута механической обработки поверхностей расчетной ступени.

Маршрут механической обработки наружной цилиндрической поверхности расчетной ступени оси, имеющей диаметр –Ø34h11, шероховатость Ra=2,5 мкм и изготовленной из проката, назначаем по табл. 5 и  6.

Вид и характер механической обработки	Квалитет точности	Параметр шероховатости Rа, мкм
Точение черновое	12	10
Точение чистовое	11	5

2. Расчет операционные припуски и операционных размеров.

С учетом специфики обработки тела вращения в трехкулачковом патроне величину припуска Z_i рассчитывают по формуле (4):

;

Расчет начинают с последнего перехода – точения чистового.

2. Определение припуска на чистовое точение и операционного размера после чернового точения.

В результате чернового точения наружная цилиндрическая поверхность расчетной ступени имеет следующие параметры (табл. 7) Rz = 40 мкм; h = 60 мкм

По табл. 8 после чернового точения удельная кривизна оси заготовки ровна ∆_к = 0,2 мкм/мм

При консольном закреплении заготовки суммарное отклонение оси детали от прямолинейности рассчитывается по формуле (6):

,

где l_к – величина вылета детали из патрона, равная:

l_к = 60 + 10 = 70 мм.

Таким образом

Поскольку чистовое точение производится без переустановки заготовки, погрешность установки принимаем равной: ε=0.

Допуск после чернового точения заготовки, выполненной по 12 квалитету равен ТА= 250 мкм (приложение 1)

Z = 2(40+60+14)+250 = 478 мкм

Межоперационный размер оси после чернового обтачивания:

A = 34,0 + 0,478 = 34,478 мм

0. 3. Определение припуска на черновое точение и требуемого размера заготовки из проката.

Для стального проката обычной точности поверхность проката имеет параметры (табл. 7):

Rz = 150 мкм; h =200 мкм

По табл. 8 удельная кривизна оси заготовки ровна ∆_к = 1 мкм/мм

Погрешность установки ε при закреплении заготовки в трехкулачковый патрон категории Н находим по табл. 9.

ε = 400 мкм

Допуск на стальной прокат обычной точности выбираем из табл. 1. для диапазона размеров 26÷48 равным (для наружной цилиндрической поверхности учитывается только минусовая составляющая допуска )

Z = 2(150+200+ ) + 700 = 2212 мкм

Размер заготовки из проката находим как:

А_заг = 34,478 + 2,212 = 36,69мм

Общий припуск на обработку равен:

Zo = 2,212 + 0,478 = 2,69 мм

4. По табл. 1 выбираем сталь горячекатаную круглую

ГОСТ 2590-88 обычной точности: Ø _.

Полученные значения заносим в таблицу

№ п/п	Вид исходной заготовки и технологические переходы обработки расчетной ступени	Квалитет	Элементы припуска, мкм					Операционный припуск, Zi, мкм	Размер заготовки и операционный размер, Аi, мм
			Rzi	hi	ΔΣi	εi	TAi
1.	Прокат обычной точности	15-16	150	200	70	---	700	2690	36,69
2.	Точение черновое	12	40	60	14	400	250	2212	34,478
3.	Точение чистовое	11				0		478	34,0

Рис. 3. Чертеж детали типа «Ось».

Рис. 4. Чертеж заготовки из проката кратной длины детали типа «Ось».