1.11 Расчёт припусков расчётно-аналитическим методом.

Произведём расчёт припусков расчётно-аналитическим методом на две поверхности, а так же построим для них схемы расположения припусков и допусков.

Исходные данные:

• заготовка – сортовой прокат, материал – Сталь 45;

• точность размеров соответствует 16 кв.;

• деталь устанавливается в центрах, вращение задаётся поводком; Необходимо получить размер Ø16,75 . Параметры проката 16 кв. Rz = 125, h = 150, =1100мкм.

1) Выберем технологический маршрут обработки ступени вала Ø16,75 и определим величины Rz и h по переходам:

1-й переход: черновое точение 13 кв., Rz = 125, h = 120

2-й переход: получистовое точение 11 кв., Rz = 63, h = 60

3-й переход: чистовое точение 10 кв., Rz =32, h = 30

4-й переход: черновое шлифование 8 кв., Rz = 10, h = 20

где Rz – высота неровностей профиля по 10 точкам (шероховатость поверхности)

h – глубина дефектного слоя после обработки

2. Определим значения пространственных отклонений для заготовки.

(16)

где _кор – коробление вала; _кор = ∆_К l;

∆_К – удельная кривизна заготовки, ∆_К = 1,3 мкм;

l – длина поверхности, l=L/2=170,5/2=85,25 мм.

_кор = 85,251,3 = 110,8 мкм

Рассчитаем погрешность центрирования:

(17)

где _з – допуск на диаметральный размер поверхности, используемой в качестве базовой на фрезерно-центровальной операции.

Найдём погрешность заготовки:

2. Погрешность установки _у = 0 т.к. базирование производится по центровому отверстию в центрах с поводком.

Величина остаточной пространственной погрешности составит:

после чернового точения: ρ_{черн. точ.}=0,06∙ρ_заг=0,06∙569,8=34,2 мкм;

после получистового точения: ρ_{получист. точ.}=0,05∙ρ_{черн. точ};_.

ρ_{получист. точ.}=0,05∙34,2=1,71 мкм;

после чистового точения: ρ_{чист. точ.}=0,04∙ρ_{п/чист. точ.}=0,04∙1,71=0,068 мкм;

после чернового шлифования: ρ_{черн. шл.}=0,03∙ρ_{чист. точ.}=0,03∙0,068=0,002 мкм;

2. Расчёт минимальных припусков.

(18)

где i - выполняемый переход.

1-й переход

2-й переход

3-й переход

4-й переход

5-й переход

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

4-й переход: d_{Р черн. шлиф.} = 16,795 мм

3-й переход: d_{Р чист точ..} = 16,795+20,03 =16,855 мм

2-й переход: d_{Рп.л.чист точ.} = 16,855+20,062 = 16,979 мм

1-й переход: d_{Р чернточ.} = 16,979+20,125 = 17,229 мм

заготовка: d_Рзаг. = 17,229+20,98 = 19,189 мм

2. Назначаем допуски на технические переходы, а допуски на заготовку по

ГОСТ 2590 – 71

заготовка – 1100 мкм

1-й переход – 270 мкм

2-й переход – 110 мкм

3-й переход – 70 мкм

4-й переход – 27 мкм

2. 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:

4-й переход: d_{min черн.шлиф} =16,795 мм;

d_{maxчерн.шлиф} = 16,795+0,027= 16,822 мм

3-й переход: d_{min чист точ..} = 16,855 мм;

d_{max чист точ..} = 16,855+0,07 = 16,925 мм

2-й переход: d_{min п.л.чист точ.}= 16,979 мм;

d_{max п.л.чист точ.}= 16,979+0,11 = 17,089 мм

1-й переход: d_{min черн.точ.} = 17,229 мм;

d_{max черн.точ.} = 17,229 +0,27 = 17,499 мм

заготовка: d_min.заг = 19,189 мм; d_max.заг = 19,189 +1,1 = 20,289 мм

2. Максимальное предельное значение припусков 2Z_max.^ПР_. находим как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а минимальные значения2Z_min.^ПР – как разность наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующих переходов.

4-й переход:

3-й переход:

2-й переход:

1-й переход:

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

2. Общий номинальный припуск находим по формуле:

(19)

где H_З – нижнее отклонение заготовки по ГОСТ 2590 – 71;

H_Д – нижнее отклонение детали по чертежу.

тогда номинальный диаметр заготовки:

(20)

2. Проверяем правильность произведённых расчётов:

(21)

(22)

1-й переход: 2,79-1,96 = 0,83 мм 1,1-0,27 = 0,83 мм

2-й переход: 0,41-0,25 = 0,16 мм 0,27-0,11 = 0,16 мм

3-й переход: 0,164-0,124 = 0,04 мм 0,11-0,07 = 0,04 мм

4-й переход: 0,103-0,06 = 0,043мм 0,07-0,027 = 0,043 мм

Общий припуск: 3,467-2,394 =1,073 мм 1,1-0,027 = 1,073 мм

Проверка правильна, значит расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты параметров припусков приведём в таблицу.

Таблица 7- Параметры припусков.

Технологические переходы обработки поверхности Ø16,75	Элементы припуска мкм				Расчётный припуск 2Zmin, мкм	Расчётный размер dp, мм	Допуски размеров, мкм	Предельный Размер, мм		Предельные размеры припусков, мм
								dmin	dmax	2ZminПР	2ZmaxПР
	Rz	h		
Заготовка	160	250	620	0	–	19,189	1100	19,189	20,289	–	–
1-й переход	125	120	37,2	0	2∙979,8	17,229	270	17,229	17,499	1,96	2,79
2-й переход	63	60	1,86	0	2∙279,2	16,979	110	16,979	17,089	0,25	0,41
3-й переход	26	30	0,07	0	2∙124,71	16,855	70	16,855	16,925	0,124	0,164
4-й переход	10	20	0,002	0	2∙62,068	16,795	27	16,795	16,822	0,06	0,103
Общий припуск 2Z0 = 1,939 мм								2,394 3,467

Рисунок 7 – Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности вала Ø16,75 мм.

2) Необходимо получить размер 170,5 мм . Параметры заготовки 16 кв. Rz = 125, h = 150,  = 1100 мкм.

1. Выберем технологический маршрут обработки торцов цапфы и определим величины Rz и h по переходам:

1-й переход: фрезерование черновое 14 кв. Rz = 50, h = 50;

2-й переход: фрезерование чистовое 12 кв. Rz = 30, h = 30

2. Определим значения пространственных отклонений для заготовки.

(1.13)

где _ц – смещение оси заготовки в результате погрешности центрирования.

.

_к – общее отклонение при установке в центрах.

_к = ∆_Кd; ∆_К – удельная кривизна заготовки, ∆_К = 1;

d – диаметр заготовки.

_к = 180,6 = 10,8 мкм

Найдём погрешность заготовки:

Величина остаточной пространственной погрешности составит:

после чернового фрезерования: ρ_{черн.фрез..}=0,06∙ρ_заг=0,06∙251=15,06 мкм;

после чистового фрезерования: ρ_{чист.фрез..}=0,04∙ρ_{черн.фрез.} =0,04∙15,06=0,6 мкм;_.

3. Погрешность установки _у = 80мкм, _б =0, т.к. базирование производится в равномерно сходящихся призмах.

на 1-ом переходе: =0,06∙ =0,06∙80=4,8 мкм;

на 2-ом переходе: =0,04∙ =0,04∙4,8=0,192 мкм;_.

4. Расчёт минимальных припусков.

(1.15)

1-й переход ;

2-й переход

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

1-й переход: Н_{Р фрез.чист..} = 170,1 мм;

2-й переход: Н_{Р фрез.черн.} = 170,1+20,115 = 170,33 мм;

заготовка: Н_{Р заг.} = 170,33+20,623 = 171,57 мм

6. Назначаем допуски на технические переходы по таблице [2, 40], а допуски на заготовку по ГОСТ 2590 – 89

заготовка – 1100 мкм;

1-й переход – 430 мкм;

2-й переход – 180 мкм

6) Предельный размер Н_min определяем, округляя Н_p до большего значения в пределах допуска на данном переходе, а Н_max определяем прибавляя к Н_min допуски соответствующих переходов:

2-й переход: Н_{min.фрез.чист..} = 170,1 мм; Н_{max фрез.чсит..} = 170,28 мм;

1-й переход: Н_{min.фрез.черн.} = 170,33 мм; Н_{max .фрез.черн.} = 170,76 мм;

заготовка: Н_min.заг = 171,57 мм; Н_max.заг = 171,57+1,1 =172,67 мм.

7. 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.

2-й переход:

1-й переход:

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

7. Общий номинальный припуск находим по формуле:

(1.16)

тогда номинальная длина заготовки:

8. Проверяем правильность произведённых расчётов:

1-й переход: 1,91-1,24 = 0,67 мкм 1,1-0,43 = 0,67 мкм

2-й переход: 0,48-0,23= 0,25 мкм 0,43-0,18 = 0,25 мкм

Общий припуск: 2,39-1,47= 0,92 мкм 1,1-0,18 = 0,92 мкм

Проверка правильна, значит расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты параметров припусков приведём в таблицу.

Таблица 1.7 Параметры припусков.

Технологические переходы обработки поверхности 170	Элементы припуска, мкм				Расчётный припуск 2*Zmin,, мкм	Расчётный размер Нp, мкм	Допуски размеров, мкм	Предельный размер, мкм		Предельные размеры припусков, мкм
								Нmin	Нmax	2ZminПР	2ZmaxПР
	Rz	h		
Заготовка	125	150	251	–	–	171,57	1100	171,57	172,67	–	–
1-й переход	50	50	150,1	80	2623,4	170,33	430	170,33	170,46	1,24	1,91
2-й переход	30	30	4,8	4,8	2115,8	170,1	180	170,1	170,28	0,23	0,48
Общий припуск 2Z0 = 1640 мкм								1,47 2,39

Рисунок 1.7 Схема расположения припусков 170