2.3.1 Расчет припусков, допусков, межоперационных размеров на одну поверхность аналитическим методом

Пример № 1 Деталь «Вал» № 142-5106-556 Материал: сталь 30ХГСА

m_д.= 45 гр ГОСТ 4543-71

Метод получения заготовки: горячая штамповка на горизонтально-ковачных машинах. Токарная обработка выполняется на токарно-винторезном станке при установке детали в центрах; шлифование производится на круглошлифовальном станке – деталь устанавливается в жестких центрах.

Вид заготовки и технологическая операция	Точность заготовки и обрабатываемой поверхности	Допуск на размер , мм	Элементы припуска, мкм				Промежуточные размеры заготовки, мм			Промежуточные припуски, мм
			Rz	T	0	y		Dmax	Dmin		2Zmax	2Zmin
Заготовка-штамповка	II кл.	1,0	80	150	354	-		16,67	15,722		-	-
Черновое точение	h12	0,18	50	50	21	300		14,46	14,322		2,21	1,4
Чистовое точение	h8	0,027	25	25	-	18		14,05	14,022		0,41	0,3
Термообработка шлифование	h7	0,018	5	15	-	-		14	13,982		0,05	0,04

Определяем промежуточные припуски и промежуточные размеры при обработке поверхности вала 14h7_(-0,018).

Для наглядности и простоты определения промежуточных припусков и размеров составляем таблицу.

Таблица 2.7 - Расчеты припусков, допусков и промежуточных размеров

Элементы припуска R_{Z i-1} и T_i-1 назначаем по таблицам. / 6 /

Суммарные отклонения расположения заготовки ₀ мкм определяем:

, / 6 / (2.10)

где _ом- величина отклонения расположения (местное), мкм;

_ц – величина расположения заготовки при зацентровке, мкм;

, / 6 / (2.11)

где у- величина удельного отклонения расположения, мкм/мм;

у / 6 /

- расстояние от сечения, для которого определяют величину отклонения расположения до места крепления заготовки, мм.

(при обработке в центрах)

, / 6 / (2.12)

где _заг - допуск на диаметр базовой поверхности заготовки, используемый при центровке, мм.

Погрешность установки _i , мкм при базировании заготовки определяем по таблице:

_i=300 мкм / 6 /

Минимальный припуск на черновую обработку 2Z_{min чер} , мкм определяем по формуле:

, / 6 / (2.13)

где величины прежние

Максимальный припуск на черновую обработку 2Z_{max чер}, мкм определяем по формуле:

, / 6 / (2.14)

где - допуск на предшествующем переходе, мм;

- допуск на выполняемом переходе, мм.

Величину остаточного суммарного расположения заготовки , мкм определяем по формуле:

К_у  _о / 6 / (2.15)

где К_у - коэффициент уточнения, К_у / 6 / мкм

Величину остаточной погрешности установки при чистовой обработке

_{i чер}, мкм определяем по формуле:

_{i чер}= 0,06  _i , / 6 /

_{i чер}= 0,06  300 =18 мкм

При последующей обработки поверхности детали погрешности установки из-за малости ее величины в расчет не принимаем.

Расчетный минимальный , мкм и максимальный , мкм припуски на чистовую обработку определяем по формуле:

,

,

Расчетный минимальный , мкм и максимальный , мкм припуски на шлифование определяем по формуле:

= 2(5+15) = 40 мкм

40+27-18=49 мкм

Определяем минимальные промежуточные размеры:

= 13,982 + 0,04 = 14,022 мм

= 14,022 + 0,3 = 14,322 мм

= 14,322 + 1,4 = 15,722 мм

Определяем максимальные промежуточные размеры:

= 14+ 0,05 = 14,05 мм

= 14,05+ 0,41 = 14,46 мм

= 14,46 + 2,21 = 16,67 мм

Номинальный размер заготовки определяем по формуле:

= 16,67 – 0,6 = 16,07 мм

где IS = +0,6 – верхнее предельное отклонение

Принимаем: мм

Проверка: Td_заг – Td_д =

1000 – 18 = (2208 + 409 + 49) – (1388 + 256 + 40)

982 мкм = 982 мкм

Рис 2.1 Схема расположения полей припусков и допусков по обрабатываемой поверхности

Пример № 2 Деталь «Ось» № В 5750.001

Материал: сталь 30ХГСА ГОСТ 4543-71, =0,642 кг

Метод получения заготовки: горячая штамповка на кривошипных прессах.

Обработка выполняется на токарно-винторезном станке при установке детали в 3-х кулачковом патроне.

Определяем промежуточные припуски и промежуточные размеры при обработке поверхности отверстия  24 Н8^(+0,033).

Для наглядности и простоты определения промежуточных припусков и размеров составляем таблицу.

Вид заготовки и и технологическая операция	Точность заготовки и обрабатываемой поверхности	Допуск на размер , мм	Элементы припуска, мкм				Промежуточные размеры заготовки, мм		Промежуточные припуски, мм
			Rz	T	0	y	Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin
Заготовка-штамповка	II класс	1,4	160	200	689	-	20,273	21,61	-	-
Черновое растачивание	Н12	0,21	50	50	41	200	23,573	23,71	3,3	2,1
Чистовое растачивание	Н8	0,033	20	25	-	12	24,033	24	0,46	0,29

Таблица 2.8 - Расчеты припусков, допусков и промежуточных размеров

Элементы припуска R _{Z i-1} и T_i-1 назначаем по таблицам. / 6 /

Суммарные отклонения расположения заготовки _о мкм при обработке в патроне определяем по формуле:

, / 6 / (2.16)

где - деформация заготовки, мкм;

- эксцентричность отверстий, прошиваемых на прессах, мм.

_деф = _дефL_заг , / 6 / (2.17)

где _деф =_кор – величина удельной деформации штампованных

заготовок, мкм/мм; / 8 /

L_заг – общая длина заготовки, мм.

_деф = 0,579,5=39,75 мкм

_экс ,

где _экс =_см – величина эксцентричности отверстий, прошиваемых

на прессах, мм; / 8 /

- допуск на диаметр базовой поверхности заготовки, мм.

мм

мкм

Погрешность установки _I, мкм при базировании заготовки определяем по таблице:

_i = 200 мкм / 6 /

Минимальный припуск на черновое растачивание 2Z_{min чер}, мкм определяем по формуле:

2Z_{min чер} = , / 6 /

где величины прежние

2Z_{min чер} = мкм

Максимальный припуск на черновое растачивание 2Z_{mах чер}, мкм определяем по формуле:

2 Z_{max черн}= 2Z_{min черн} + _оп – _ов, / 6 /

где _оп - допуск на предшествующем переходе, мм;

_ов – допуск на выполняемом переходе, мм.

2 Z_{max чер}= 2154+1400 - 210=3344 мкм

Величину остаточного суммарного расположения заготовки _ост, мкм определяем по формуле:

_ост = К_у  _о, / 6 /

где К_у – коэффициент уточнения, К_у=0,06

_ост=0,06  689 = 41 мкм

Величину погрешности установки _i , мкм определяем по формуле:

ε_ост= 0,06  ε_i, / 6 /

ε_ост = 0,06  200= 12 мкм

Минимальный припуск на чистовое растачивание 2Z_{min чист}, мкм определяем по формуле:

2Z_{min чист}=2 / 6 /

2Z_{min чист}=2(50 + 50 + ) = 286 мкм

Максимальный припуск на чистовое растачивание 2Z_{max чист} , мкм определяем по формуле:

2Z_{max чист} = 2Z_{min чист} + _оп - _ов / 6 /

2Z_{max чист} = 286 + 210 – 33 = 463 мкм

Определяем минимальные промежуточные размеры:

D_{min черн}= - 2Z_{min чист} = 24 - 0,29 = 23,71 мм

D_{min заг}= D_{min черн} - 2Z_{min черн} = 23,71-2,1 = 21,61мм

Определяем максимальные промежуточные размеры:

D_{max черн}= - 2Z_{max чист} = 24,033 - 0,46 = 23,573 мм

D_{max заг}= D_{max черн} - 2Z_{max черн} = 23,573 - 3,3 = 20,273 мм

Номинальный размер заготовки определяем по формуле:

D_{ном заг}= D_{max заг} - еS = 20,273 - 0,9 = 19,373 мм

где еS = +0,9 – верхнее предельное отклонение

Принимаем: D_{ном заг} = мм

Проверка: Тd _заг - Тd_Д = Σ 2Z_max- Σ 2Z_min

1400 – 33 = (3344 + 463) - (2154 + 286)

1367 мкм = 1367 мкм

Рис. 2.2 Схема расположения полей припусков и допусков по обрабатываемой поверхности

Пример № 3 Деталь «Фланец» № 8400.9958.024.000

материал: Ал 9 ГОСТ 190021-79, = 0,021 кг

Метод получения заготовки: отливка в металлические кокили ,

4 класс точности.

Обработка выполняемая на токарно-винторезном станке при установке детали в 2-х кулачковом патроне.

Определяем промежуточные припуски и промежуточные размеры при обработке поверхности отверстия ø15Н8(^+0,027).

Для наглядности и простоты определения промежуточных припусков и размеров составляем таблицу.

Вид заготовки и технологическая операция	Точность заготовки и обрабатываемой поверхности	Допуск на размер , мм	Элементы припуска, мкм					Промежуточные размеры заготовки, мм			Промежуточные припуски, мм
			Rz	T	0	y	Dmax		Dmin	2Zmax		2Zmin
Заготовка-отливка	IV класс	0,8	40	100	800	-	12,147		12,86	-		-
Зенкерование	Н10	0,070	30	40	48	100	14,747		14,76	2,6		1,9
Развертывание	Н8	0,027	5	10	-	6	15,027		15	0,28		0,24

Таблица 2.9 - Расчеты припусков, допусков и промежуточных размеров.

Элементы припуска R_{Z i-1} и T_i-1 назначаем по таблицам. / 6 /

Суммарное значение отклонений _o, мкм при базировании литых заготовок определяем по формуле:

_o= , / 6 / (2.18)

где _деф - величина деформации литой заготовки, мкм;

_o.с - величина отклонения стержня при формировании, мкм.

_деф = Δ_дефу  L _заг; / 6 / (2.19)

где Δ_деф.у – величина удельной деформации литых заготовок, мкм/мм;

L_заг - общая длина заготовки, мм.

Δ_деф.у= 0,7÷1,0 мкм/мм - для корпусных деталей

Δ_деф.у= 0,7÷3,0 мкм/мм - для деталей типа плит / 6 /

_деф = 0,7  12 ≈ 8,4мкм

_o.с - величину отклонения стержня при формировании принимают равной допуску на номинальный размер в зависимости от точности изготовления заготовки.

_o.с = 0,8мм / 11 /

_o = = 800мкм

Погрешность установки ε_i мкм при базировании заготовки определяем по таблице:

ε_i = 100мкм

Минимальный припуск на зенкерование 2Z_{min зек}, мкм определяем по формуле:

2Z_{min зенк}=2 , / 6 /

где величины прежние

2Z_{min зенк} = 2(40 + 100 + = 1892мм / 6 /

Максимальный припуск на зенкерование 2Z_{max зенк} , мкм определяем по формуле:

2Z_{max зенк}= 2Z_{min зенк}+ _оп- _ов, / 6 /

где _оп - допуск на предшествующем переходе, мм;

_ов – допуск на выполняемом переходе, мм.

2Z_{max зенк} = 1892 + 800 - 70 = 2622 мкм

Величину остаточного суммарного расположения заготовки p_oст , мкм определяем по формуле:

_oст = К_у  _о, / 6 /

где К_у – коэффициент уточнения, К_у=0,06

_ост = 0,06  800 = 48 мкм

Величину погрешности установки при зенкеровки , мкм определяем по формуле:

ε_{i зенк}= 0,06  ε_i, / 6 /

ε_{i зенк}= 0,06  100 = 6 мкм

Минимальный припуск на развертывание 2Z_{min разв} , мкм определяем по формуле:

2Z_{min разв} =2 , / 6 /

2Z_{min разв} = 2(30 + 40 + ) = 236 мкм

Максимальный припуск на развертывание 2 Z_{min разв} , мкм определяем по формуле:

2Z_{max разв}=2Z_{min разв} + _оп - _ов / 6 /

2Z_{max разв} = 236 + 70 – 27 = 279 мкм

Определяем минимальные промежуточные размеры:

D_{min зенк} = D _min - 2Z_{min разв} = 15 - 0,24 =14,76 мм

D_{min заг}= D_{min зенк} -2Z_{min зенк} =14,76 - 1,9 =12,86 мм

Определяем максимальные промежуточные размеры:

D_{max зенк} =D _max - 2Z_{max разв} = 15,027 - 0,28 = 14,747мм

D_{max заг}= D_{max зенк} - 2Z_{max зенк} = 14,747 - 2,6 = 12,147мм

Номинальный размер заготовки определяем по формуле:

D_{ном заг}= D_{max заг} - еS = 12,147 - 0,4 = 11,747 мм

где еS = +0,4 – верхнее предельное отклонение

Принимаем: D_{ном заг} = мм

Проверка: Тd _заг- Тd_Д = Σ2Z_max - Σ2Z_min

800 - 27 = (2622 + 279) - (1892 - 236)

773 мкм = 773 мкм

Отверстие

Рис. 2.1 Схема расположения полей припусков и допусков по обрабатываемой поверхности