2.3. Порядок расчёта припусков на обработку и предельных размеров

Расчёт припусков на обработку и предельных размеров принято оформлять в виде расчётной карты (см. пример).

Рассмотрим порядок расчёта припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам для наружных (внутренних) поверхностей.

1. Используя рабочий чертёж детали и карту технологического процесса механической обработки, записать в расчётную карту размер обрабатываемой элементарной поверхности заготовки и все технологические переходы в порядке последовательности их выполнения при обработке рассматриваемой элементарной поверхности.

2. Записать значения R_Z, T, , _у и допусков по всем переходам. Значение допуска для конечного перехода берётся по чертежу, для переходов связанных с механической обработкой можно назначить по [2, табл. 4, табл. 5; 1, табл. 8, табл. 9, табл. 13; для заготовки – по 1, гл. 3; 1, гл. 2].

3. Рассчитать минимальные припуски на обработку по всем технологическим переходам.

4. Для конечного перехода в графу "Расчётный размер" записать наименьший (наибольший) предельный размер детали по чертежу.

5. Для перехода, предшествующего конечному, рассчитать размер прибавлением к наименьшему предельному размеру (вычитанием из наибольшего предельного размера) по чертежу расчётного припуска.

6. Последовательно определить расчётные размеры для каждого предшествующего перехода прибавлением к расчётному размеру (вычитанием из расчётного размера) следующего за ним смежного перехода расчётного припуска.

7. Записать наименьшие (наибольшие предельные размеры по всем технологическим переходам, округляя их увеличением (уменьшением) расчётных размеров, округление производить до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

8. Определить наибольшие (наименьшие) предельные размеры прибавлением (вычитанием) допуска к наименьшему (из наибольшего) предельному размеру.

9. Записать предельные значения припусков, наибольший припуск как разность наибольших (наименьших) предельных размеров и наименьший припуск как разность наименьших (наибольших) предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов (выполняемого и предшествующего переходов).

10. Определить общие припуски Z_0max и Z_0min.

11. Проверить правильность произведенных расчетов по формулам:

, ,

, .

12. Произвести корректировку полученных общих припусков и размеров заготовки.

2.4. Примеры расчёта припусков на обработку и межпереходных размеров

Пример 2.4.1

На основе расчётно-аналитического метода выполним расчёт припусков для двух поверхностей: отверстие под всасывающий патрубок Ø 200 Н8 (^+0,072) мм и поверхность торца, служащего установочной базой для всасывающего патрубка. На остальные обрабатываемые поверхности назначим припуски и допуски по ГОСТ 26645-85.

Заготовка представляет собой отливку из коррозионно-стойкой нержавеющей стали 10Х18Н9ТЛ ТУ 108.17 – 1039 – 79, массой 37 кг, полученной литьем в песчано-глинистые формы, точность которой составляет 10 – 6 – 14 –– 10 См 1,6 ГОСТ 26645-85:

• класс размерной точности отливки - 10;

• степень коробления элементов отливки - 6;

• степень точности поверхностей отливки - 14;

• класс точности массы - 10;

• Смещение по плоскости разъема полуформ – 1,6 мм;

• по степени точности - шероховатость поверхности Ra = 40мкм;

• Ряд припусков на обработку - 7.

Базирование заготовки осуществляется по сферической наружной поверхности корпуса насоса в специально спроектированных кулачках и наружной цилиндрической поверхности патрубка, что позволит однозначно определить положение плоскости проходящей через ось отверстия патрубка и являющейся плоскостью симметрии базирующих торцовых поверхностей. Схема установки корпуса насоса, приведена на рисунке 2.4.1.

Рисунок 2.4.1. – Схема базирования заготовки при фрезеровании торца

и расточке отверстия Ø 200 Н8 (^+0,072) мм.

На основании 10-го класса размерной точности отливки по табл. 14 [3, с.230] на номинальные размеры определим допуски на размеры отливки:

• на расстояние 70 мм, принимаем на один класс точнее, так как получен одной полуформой, Т_з = 2,2 мм;

• на размер отверстия Ø 200 мм, Т_з = 3,6 мм

Допуск неровностей поверхностей отливки, для 14-й степени точности поверхности отливки [3, с.239], составляет 1,0 мм.

Допуски формы и расположения элементов отливки, для 6-й степени коробления [3, с.232], с учетом номинальных размеров:

• на расстояние 70 мм, составит – 0,4 мм;

• на размер отверстия Ø 200 мм, составит – 0,64 мм.

На основании полученных допусков на размеры, на форму и расположение поверхностей, находим общие допуски на элементы отливки [3, с.232-239]. Так как допуск неровности поверхности не превышает допуска размерной точности, то его не учитываем, следовательно:

• для допуска размера 70мм, от поверхности до базы 2,2 мм, и допуска формы и расположения 0,40 мм, общий допуск элемента отливки Т_заг = 2,4 мм.

• для размера отверстия Ø 200 мм, у которого ось является базой, допуск от поверхности до базы 1,8 мм, и допуска формы и расположения 0,64 мм, общий допуск элемента отливки Т_заг = 2,2 мм.

Обработка осуществляется с одной установки на многофункциональном токарном сверлильно – фрезерно – расточном станке мод. 800VHT с АСИ и с ЧПУ, с изменяемым положением шпинделя и поворотным столом.

В результате обработки необходимо выдержать расстояние 70±0,23 мм от базовой поверхности, в качестве которой принята плоскость симметрии торцовых поверхностей, и обеспечить шероховатость поверхности по Ra = 5,0 мкм.

Требуемая точность размера детали Т_д = 0,46 мм и шероховатость поверхности обеспечивается чистовым фрезерованием торцевой фрезой Т_д = Т₂

Чистовой обработке предшествует черновое фрезерование по IT14, которое позволит обеспечить точность размера Т₁ = 0,74 мм, в пределах ±0,37 мм. Определим требуемое уточнение ε_То:

ε_То = Т_заг / Т_д = 2,4 / 0,46 = 5,22

где Т_з – допуск на размер заготовки; Т_д – допуск на размер детали.

Уточнение при чистовом фрезеровании: ε₂ = Т₁ / Т₂ = 0,74 / 0,46 = 1,61

Уточнение при черновом фрезеровании: ε₁ = Т_3аг / Т₂ = 2,4 / 0,74 = 3,24

Общее уточнение, полученное в результате выполнения выбранных переходов:

ε_о = ε₁ ∙ ε₂ = 1,61 ∙ 3,24 = 5,22 ≥ ε_То

что гарантирует достижение требуемой точности детали.

Таким образом технологический маршрут обработки состоит:

• Черновое фрезерование (Rz = 80 мкм, 14 квалитет);

• Чистовое фрезерование (Rа = 5,0 мкм, 13 квалитет).

Минимальный припуск при последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск), определяется по формуле [3, с.332]:

z_{i min} = (Rz + h)_{i – 1} + Δ_{Σi – 1} + ε_i

где Rz_i-1 – высота неровности профиля на предшествующем переходе, мкм;

h_i-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе, мкм; Δ_Σi-1 – суммарные отклонения расположения и формы поверхности, мкм; ε_i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, мкм.

Для отливок из стали при машинной формовке по металлическим моделям и наибольшем размере до 500 мм [3, с.329, таб.6]: Rz + h = 300 мкм.

Погрешность расположения и формы поверхности были определены из таблицы 15 [3, с.232]: Δ_Σзаг = 0,4 мм

Погрешность установки отливки в трехкулачковый самоцентрирующий патрон принимаем по таблице 13 [3, с.50]: смещение радиальное Δ_р = 500 мкм; осевое Δ_о = 150 мкм. Тогда погрешность установки при черновом фрезеровании:

ε_у1 = (Δ_р² + Δ_о²)^0,5 = (500² + 150²)^0,5 = 522 мкм

Тогда минимальный припуск под черновое фрезерование:

z_{1 min} = 300 + 400 + 522 = 1222 мкм

После первого технологического перехода чернового фрезерования [3, с.332, таб.10]: назначаем – Rz = 80 мкм; h = 80 мкм.

Остаточное пространственное отклонение: Δ_ост = k_у ∙ Δ_заг

где k_у – коэффициент уточнения формы.

После чернового фрезерования: Δ_Σ1 = 0,06 ∙ 400 = 24 мкм.

Погрешность установки при чистовом фрезеровании ε_уi-1 = 0, так как чистовое и черновое фрезерование проводится с одной установки без перезакрепления заготовки.

Определим минимальный припуск под чистовое фрезерование:

z_{2 min} = 160 + 24 + 0 = 184 мкм

Графу «Расчётный размер» таблицы 2.4.1. заполняем, начиная с конечного минимального размера по чертежу, последовательным прибавлением расчётного минимального припуска, каждого технологического перехода:

• А_р2 = А_{min 2} + z_{2 min} = 69,77 + 0,184 = 69,954 мм;

• А_р1 = А_{min 1} + z_{1 min} = 69,954 + 1,222 = 71,176 мм.

Значение допусков каждого технологического перехода принимаем по таблице [3, с.341, таб.32], в соответствии с квалитетом, используемого метода обработки.

Наименьший предельный размер определяем округлением расчётных размеров в сторону увеличения их значений. Округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер.

Наибольшие предельные размеры определяем прибавлением допусков к наименьшим предельным размерам:

А_{max 2} = А_{min 2} + T₂ = 69,77 + 0,46 = 70,23 мм;

А_{max 1} = А_{min 1} + T₁ = 69,96 + 0,74 = 70,70 мм;

А_{max заг} = А_{min заг} + T_заг = 71,2 + 2,4 = 73,6 мм;

Минимальные значения припусков равны разности наименьших предельных размеров, а максимальные значения, соответственно разности наибольших предельных размеров:

Общие припуски z_{0 min} и z_{0 max} определяем, суммируя промежуточные припуски, и записываем их значения внизу соответствующих граф.

z_{0 min} = 1240 + 190 = 1430 мкм; z_{0 max} = 2900 + 470 = 3370 мкм.

Общий номинальный припуск:

z_{0 ном} = z_{0 min} + Н_заг – Н_д = 1430 + 1200 – 230 = 2400 мкм = 2,4 мм.

Номинальный размер заготовки: А_{заг. ном} = А_д.ном + z_{0 ном} = 70 + 2,4 = 72,4 мм.

Произведём проверку правильности расчёта:

470 – 190 = 740 – 460 280 = 280

2900 – 1240 = 2400 – 740 1660 = 1660

На основании данных расчётов построим схему расположения припусков и допусков на размер 70±0,23 мм (рис. 2.4.2).

Рисунок 2.4.2. – Схема расположения припусков и допусков на обработку торцовой поверхности, на размер 70±0,23 мм, от установочной плоскости.

Таблица 2.4.1. – Расчёт припусков и предельных размеров на обработку торцовой поверхности в размер 70±0,23 мм, от установочной плоскости корпуса насоса.

Технологические переходы обработки элементарной поверхности	Элементы припуска, мм.				Расчётный припуск zmin , мкм	Расчётный размер dp , мм	Допуск Т, мкм	Предельные размеры, мм			Предельные значения припусков, мкм
								Аmin	Аmax
	Rz	h	ΔΣ	εу
Заготовка (отливка  кл. точности)	300		400	522	1222	71,176	2400	71,2	73,6		–		–
1.Фрезерование (черновое)	80	80	24	0	184	69,954	740	69,96	70,70		1240		2900
2.Фрезерование (чистовое)	–	–	–	–	–	69,77	460	69,77	70,23		190		470
Итого, :										1430		3370

В результате обработки необходимо обеспечить точность размера отверстия Ø 200(^+0,072) мм (Т_д = 0,072 мм) и обеспечить шероховатость поверхности по Ra = 2,5 мкм.

По таблице [3, с230], находим допуск на диаметр литого отверстия, для 10-го класса размерной точности, Т_заг = 3,6 мм и назначаем предельные отклонения отверстия ±1,8 мм.

Определим требуемое уточнение ε_То, которое необходимо обеспечить при растачивании литого отверстия:

ε_То = Т_заг / Т_д = 3,6 / 0,072 = 50

Требуемая точность размера детали Т_д = 0,072 мм и шероховатость поверхности Ra = 2,5 мкм, обеспечивается чистовым растачивание с точностью Т_д = Т₃. Чистовой обработке предшествует получистовое растачивание по IT10, которое позволит обеспечить точность размера Т₂ = 0,185 мм. Уточнение при чистовом фрезеровании:

ε₃ = Т₂ / Т_д = 0,185 / 0,072 = 2,57

Получистовому растачиванию предшествует черновое по IT13, соответственно, точность размера Т₁ = 0,72 мм. Уточнение при получистовом растачивании:

ε₂ = Т₁ / Т₂ = 0,72 / 0,185 = 3,9

Уточнение при черновом растачивании:

ε₁ = Т_Заг / Т₁ = 3,6 / 0,72 = 5,0

Общее уточнение, полученное в результате выполнения выбранных переходов:

ε_о = ε₁ ∙ ε₂ ∙ ε₃ = 2,57 ∙ 3,9 ∙ 5,0 = 51,4 ≥ ε_То

что гарантирует достижение требуемой точности детали.

Таким образом технологический маршрут обработки состоит [46, с.13-23]:

• Черновое растачивание (Rz = 80 мкм, 13 квалитет);

• Получистовое растачивание (Rz = 25 мкм, 10 квалитет);

• Чистовое растачивание (Rа = 2,5 мкм, 8 квалитет).

Расчёт припусков на обработку приведён в таблице № 2.4.2, с описанием технологического маршрута обработки отверстия и все значения припусков.

Минимальный припуск при обработке поверхностей вращения, определяется по формуле [3, с. 322]:

Здесь Rz_i-1 – высота неровности профиля на предшествующем переходе, мкм; h_i-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе, мкм; Δ_Σi-1 – суммарные отклонения расположения и формы поверхности, мкм; ε_i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, мкм.

Для отливок из стали при машинной формовке по металлическим моделям и наибольшем размере до 500 мм [3, с.329, таб.6]: Rz + h = 300 мкм.

Погрешность расположения и формы поверхности определяем из таблицы 15 [3, с.232]: Δ_р.ф.о = 0,64 мм.

Погрешность расположения оси отверстия относительно технологических баз, принимаем смещение вызванное перекосом стержня Δ_р.т.б = 1,4 мм.

Суммарная погрешность расположения и формы:

Δ_Σзаг = (Δ_р.ф.о² + Δ_р.т.б²)^0,5 = (0,64² + 1,4²)^0,5 = 1,54 мм.

Погрешность установки отливки в трехкулачковый самоцентрирующий патрон принимаем по таблице 13 [3,с.50]: смещение радиальное Δ_р = 500 мкм;

осевое Δ_о = 150 мкм.

Тогда погрешность установки при черновом растачивании:

мкм

Тогда минимальный припуск под черновое растачивание:

z_{1 min} = 300 + 1540 + 522 = 2362 мкм

После первого технологического перехода чернового растачивания [3, с.332, таб.10]: назначаем – Rz = 80 мкм; h = 80 мкм.

Остаточное пространственное отклонение после чернового растачивания, определим из выражения: Δ₁ = k_у ∙ Δ_Σзаг

где k_у – коэффициент уточнения формы [23, с.18, таб. 2.13].

Тогда после чернового фрезерования: Δ_Σ1 = 0,06 ∙ 1540 = 92 мкм.

Погрешность установки при получистовом растачивании ε_уi-1 = 0, так как чистовое, получистовое и черновое растачивание проводится с одной установки без перезакрепления заготовки.

Определим минимальный припуск под получистовое растачивание:

z_{2 min} = 160 + 92 + 0 = 252 мкм

После второго технологического перехода получистового растачивания [3, с.332, таб.10]: назначаем – Rz = 25 мкм; h = 25 мкм.

Остаточное пространственное отклонение:

Δ_Σ2 = k_у ∙ Δ_Σзаг = 0,04 ∙ 1540 = 62 мкм.

где k_у – коэффициент уточнения формы.

Погрешность установки при чистовом растачивании ε_уi-1 = 0.

Определим минимальный припуск под чистовое растачивание:

z_{3 min} = 50 + 62 + 0 = 112 мкм

Графу «Расчётный размер» таблицы 2.4.2. заполняем, начиная с конечного размера, последовательным вычитанием расчётного минимального припуска, каждого технологического перехода:

• для получистового растачивания: d_р2 = 200,072 – 0,112 = 199,96 мм;

• для чернового растачивания: d_р1 = 199,96 – 0,252 = 199,708 мм;

• для заготовки: d_р.заг. = 199,708 – 2,362 = 197,346 мм;

Значение допусков принимаем по таблице [3, с.341, таб.32], в соответствии с квалитетом, используемого метода обработки. Наибольший предельный размер определяем округлением расчётных размеров в сторону уменьшения их значений. Округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер.

Наименьшие предельные размеры определяем вычитанием допусков от наибольших предельных размеров:

d_{min 3} = d_{max 3} – T₃ = 200,072 – 0,072 = 200 мм;

d_{min 2} = d_{max 2} – T₂ = 199,960 – 0,185 = 199,775 мм;

d_{min 1} = d_{max 1} – T₁ = 199,70 – 0,72 = 198,98 мм;

d_{min заг} = d_{max заг} – T_заг = 197,3 – 3,6 = 193,7 мм;

Минимальные значения припусков равны разности наибольших предельных размеров, а максимальные значения соответственно разности наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов:

Общие припуски z_{0 min} и z_{0 max} определяем, суммируя промежуточные припуски, и записываем их значения внизу соответствующих граф.

2z_{0 min} = 112 + 260 + 2400 = 2772 мкм;

2z_{0 max} = 225 + 795 + 5280 = 6300 мкм.

Общий номинальный припуск:

z_{0 ном} = z_{0 min} + В_заг – В_д = 2772 + 1800 – 72 = 4500 мкм = 4,5 мм.

Номинальный диаметр заготовки: d_{заг. ном} = d_д.ном – z_{0 ном} = 200 – 4,5 = 195,5 мм.

Произведём проверку правильности расчёта:

225 – 112 = 185 – 72 113 = 113

795 – 260 = 720 – 185 535 = 535

5280 – 2400 = 3600 – 720 2880 = 2880

На основании данных расчётов построим схему графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия 200H8(^+0,072) в корпусе насоса (рис. 2.4.3).

Рисунок 2.4.3 – Схема графического расположения припусков и допусков

на обработку отверстия 200H8(^+0,072).

Таблица 2.4.2 – Расчёт припусков и предельных размеров на обработку отверстия корпуса насоса  200 H8 (^+0,072) мм.

Технологические переходы обработки элементарной поверхности	Элементы припуска, мм.				Расчётный припуск 2zmin , мкм	Расчётный размер dp , мм	Допуск , мкм	Предельные размеры, мм			Предельные значения припусков, мкм
								dmin	dmax
	Rz	h	ΔΣ	εу
Заготовка (отливка  кл. точности)	300		1540	522	2362	197,346	3600	193,7	197,3		–		–
1.Растачивание (черновое)	80	80	92	0	252	199,708	720	198,98	199,70		2400		5280
2.Растачивание (получистовое)	25	25	62	0	112	199,96	185	199,775	199,96		260		795
3.Растачивание (чистовое)	–	–	–	–	–	200,072	72	200	200,072		112		225
Итого, :										2772		6300

Таблица 2.4.3 – Припуски и допуски на рассматриваемые размеры отливки корпуса насоса.

Номинальный размер детали	Припуск на механическую обработку		Допуск
	табличный	расчетный
Ø 200	2∙2,8	2∙2,25	±1,8
70	3,1	2,4	±1,2

На основании величин припусков приведенных в таблице 2.4.3, можно сделать вывод: изготовление литейной оснастки по расчетным припускам, позволит уменьшить припуски на механическую обработку, что позволяет снизить объем отходов и нормы времени на механическую обработку.

Пример 2.4.2.

Выполним расчёт припусков, расчётно-аналитическим методом, для трёх поверхностей: главное отверстие под опоры вала и поверхности торцев главного отверстия. На остальные обрабатываемые поверхности назначим припуски и допуски по ГОСТ 26645-85.

Заготовка представляет собой отливку из серого чугуна СЧ18-36 ГОСТ 1412-85, массой 14 кг, литье в песчано-глинистые формы, по ГОСТ 26645-85:

• класс размерной точности отливки - 11Т;

• степень коробления элементов отливки -5;

• степень точности поверхностей отливки - 15;

Расчет припусков и межпереходных размеров на расточку главного отверстия в корпусе Ø100 Н7 (⁺⁰⁰³⁵) мм.

Технологический маршрут обработки состоит из трёх переходов: черно­вого, чистового и тонкого растачивания.

Растачивание проводится с одной установки на многоцелевом станке мод. 2204ВМФ4, с горизонтальным расположением шпинделя и поворотным столом, что позволяет обрабатывать заготовки с различных сторон.

Базы заготовки: поверхность основания и 2 отверстия Ø15Н7(^+0,018). Схе­ма установки приведена на рисунке 15.

Расчёт припусков на обработку приведён в таблице № 8, с описанием технологического маршрута обработки отверстия и все значения припусков.

Минимальный припуск при обработке поверхностей вращения, определя­ется по формуле:

здесь Rz_i-1 - высота неровности профиля на предшествующем переходе, мкм;

h_i-1 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе, мкм; Δ_{Σ i-1} - суммарные отклонения расположения и формы поверхности, мкм;

ε_i - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, мкм.

Для отливок из чугуна при машинной формовке по металлическим моде­лям и наибольшем размере до 500 мм /24, с.329, таб.6/: Rz + h = 400 мкм.

Для серого чугуна после первого технологического перехода слагаемое h из формулы исключают /24, с.323/, следовательно, для растачивания /24, с.332, таб. 10/: чернового – Rz = 50мкм; чистового – Rz = 25мкм; тонкого – Rz = 5 мкм.

Суммарное отклонение расположения при обработке отверстий в отливке при базировании на плоскость /24, с.325/, определяется по формуле:

где Δ_кор = Δ_к • L - отклонение плоской поверхности отливки от плоскостности (коробление); Δ_см - смещение стержня в горизонтальной или вертикальной плоскости; L - длина отливки, мм.

Рисунок 2.4.4 — Корпус коническо-цилиндрического редуктора: чертёж и схема установки для обработки отверстия Ø100Н7(^+0,035).

Вычислим отклонение плоской поверхности от плоскостности:

где Δ_к = 1 мкм - коробление на 1 мм длины /9, с.330, таб.8/.

Для определения Δ_см рассматривается точность расположения базовых поверхностей, относительно обрабатываемой поверхности.

При изготовлении технологических баз корпуса: обработке плоскости основания и отверстий Ø15Н7(^+0,018),в качестве баз использовались оси полу от­верстий, следовательно, погрешность расположения отверстия относительно плоскости основания определяется смещением на величину допуска: точность расстояния между плоскостью основания и осями главных отверстий по ГОСТ 24386-91

/31, с.4/, на размер – 150_-0,5, т.е. Т = 0,5 мм.

В горизонтальной плоскости, для определения погрешности расположе­ния, обрабатываемого отверстия Ø100(^+0,035), относительно базовых отверстий Ø15(^0,018), следует принять смещение, как допуск на размер между осями от­верстий - 114±0,7, т.е. Т = 1,4 мм

Учитывая, что суммарное смещение отверстия в отливке относительно наружной её поверхности представляет геометрическую сумму, в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, получаем:

Тогда суммарное значение пространственного отклонения заготовки:

Остаточное пространственное отклонение: Δ_ост = k_у • Δ_Е

где k_у - коэффициент уточнения формы /5, с. 18, таб. 2.13/.

После чернового растачивания: Δ_ост1 = 0,06 • 830 = 50 мкм.

После чистового растачивания: Δ_ост1 = 0,04 • 830 = 33 мкм.

Погрешность установки при черновом растачивании:

где ε_б - погрешность базирования; ε₃ - погрешность закрепления.

Погрешность базирования, за счет перекоса заготовки в горизонтальной плоскости, при установке её на штыри приспособления. Это происходит, из-за наличия зазоров, между наибольшим диаметром установочных отверстий и наименьшим диаметром штырей.

Наибольший зазор между отверстиями и штырями:

где Т_А - допуск на отверстие: Т_А = 0,018мм; Т_В - допуск на Ø15 f7 штыря

Т_в = 0,011мм; S_min - минимальный зазор между диаметрами штыря и от­верстия S_min = 0,016мм.

Наибольший угол поворота заготовки на штырях, может быть найден из отношения, наибольшего зазора, при повороте в оду сторону от среднего поло­жения, к расстоянию между базовыми отверстиями:

Погрешность базирования на длине обрабатываемого отверстия:

Погрешность закрепления - ε₃ принимаем 200 мкм /5, с.25, таб.2.17/. Тогда погрешность установки при черновом растачивании:

Остаточная погрешность установки при чистовом растачивании:

где k_у - коэффициент уточнения (k_у =0,04); ε_yi-1 - погрешность установки на первом переходе; ε_инд - погрешность индексации устройства (ε_инд = 0,05мм).

Тогда остаточная погрешность установки при чистовом растачивании:

При последующих переходах остаточная погрешность установки мала и ею можно пренебречь, учитываем только погрешность индексации ε_инд.

Вычисленные значения пространственных отклонений и погрешности ба­зирования, вносим в таблицу № 2.4.4.

На основании данных таблицы № 2.4.4, производим расчёт минимальных значений межоперационных припусков, по основной формуле:

Тогда минимальный припуск под черновое растачивание:

Минимальный припуск под чистовое растачивание:

Минимальный припуск под тонкое растачивание:

Графу «Расчётный размер» заполняем, начиная с конечного размера, по­следовательным вычитанием расчётного минимального припуска, каждого тех­нологического перехода:

• для чистового растачивания: d_p2 = 100,035 - 0,170 = 99,865 мм;

• для чернового растачивания: d_pi = 99,865 - 0,254 = 99,611 мм;

• для заготовки: d_{р. заг} = 99,611 - 2,508 = 97,103 мм;

Значение допусков каждого технологического перехода принимаем по таблице /24, с.341, таб.32/, в соответствии с квалитетом метода обработки.

Наибольший предельный размер определяем округлением расчётных размеров в сторону уменьшения их значений. Округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер.

Наименьшие предельные размеры определяем вычитанием допусков от наибольших предельных размеров:

Минимальные значения припусков равны разности наибольших

предельных размеров, а максимальные значения - соответственно разности

наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующего перехо­дов:

Общие припуски z_{0 min} и z_{0 max} определяем, суммируя промежуточные припуски, и записываем их значения внизу соответствующих граф.

Общий номинальный припуск:

Номинальный диаметр заготовки:

Произведём проверку правильности расчёта:

На основании данных расчётов построим схему графического расположе­ния припусков и допусков на обработку отверстия Ø100Н7(^+0,035) (рис. 2.4.4.)

Рис. 2.4.5 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия Ø100Н7(^+0,015).

Таблица № 2.4.4 - Расчёт припусков и предельных размеров на обработку отвер­стия корпуса под опоры выходного вала, Ø100Н7(^+0,035) мм.

Технологиче­ские переходы обработки эле­ментарной по­верхности	Элементы припуска, мм.				Расчётный припуск 2zmin, мкм	Расчётный размер dp, мм		Допуск δ, мкм	Предельные размеры, мм		Предельные значения припусков. МКМ
									dmin	dmax
	Rz	h	ΔΣ	εy
Заготовка (отливка I кл. точности)	400		830	-		97,103	2200		94,9	97,1	-	-
1 .Растачивание (черновое)	50	-	50	202	2508	99,611	350		99,26	99,61	2150	4360
2.Растачивание (чистовое)	25	-	33	58	254	99,865	140		99,72	99,86	250	460
3.Растачивание (тонкое)	5	-	-	50	170	100,035	35		100	100,035	175	280
Итого, Σ:											2935	5100

Расчет припусков и межпереходных размеров на фрезерование поверхностей торцев главных отверстий в корпусе.

Технологический маршрут обработки состоит из двух переходов: черно­вого и чистового фрезерования.

Фрезерование проводится с одной установки на многоцелевом станке мод. 2204ВМФ4, с горизонтальным расположением шпинделя и поворотным столом, что позволяет обрабатывать заготовки с различных сторон.

Базы заготовки: поверхность основания и 2 отверстия Ø15Н7(^+0,018). Схе­ма установки приведена на рисунке 2.4.6.

Расчет припусков проведем для торцев главных отверстий (рис. 2.4.6) слу­жащих установочными базами для опор: входного и промежуточного, валов. Так как обработка ведется последовательно, то расчет проведем для определе­ния одностороннего припуска.

Расчёт припусков на обработку приведён в таблице № 2.4.5, с описанием технологического маршрута обработки поверхности торца и все значения при­пусков.

Рисунок 2.4.6 - Чертёж обработки торца Ø140 мм, корпуса редуктора.

Минимальный припуск при последовательной обработке противолежа­щих поверхностей (односторонний припуск), определяется по формуле:

Здесь - Rz высота неровности профиля на предшествующем переходе, мкм;

h_i-1 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе, мкм;

Δ_Σi-1- суммарные отклонения расположения и формы поверхности, мкм;

εi - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, мкм.

Для отливок из чугуна при машинной формовке по металлическим моде­лям и наибольшем размере до 500 мм /24, с.329, таб.6/: Rz + h = 400 мкм.

Для серого чугуна после первого технологического перехода слагаемое п из формулы исключают /24, с.323/, следовательно, для фрезерования /24, с.332, таб.10/: чернового - Rz = 50 мкм; чистового - Rz = 25 мкм.

Отклонение расположения при обработке торцев главных отверстий в отливке при базировании на плоскость, будет зависеть только от отклонения плоской поверхности от плоскостности. Отклонения будем назначать на длину корпуса, так как будут обрабатываться торцы всех главных отверстий, следова­тельно, припуск будем назначать на максимально возможное отклонение боко­вой поверхности отливки от плоскостности.

Вычислим отклонение плоской поверхности от плоскостности:

Δ_заг = Δ_кор = Δ_к • L = 1 • 370 = 370 мкм

где Δ_к = 1 мкм - коробление на 1 мм длины /9, с. 330, таб.8/.

Остаточное пространственное отклонение: Δ_ост = k_у • Δ_заг

где k_у - коэффициент уточнения формы /5, с. 18, таб. 2.13/.

После чернового фрезерования: А_осг1 = 0,06 • 370 = 25 мкм.

Погрешность установки при черновом фрезеровании:

где ε_б - погрешность базирования; ε₃ - погрешность закрепления.

Погрешность установки при черновом фрезеровании, аналогична по­грешности при черновом растачивании:

ε_У = 202 мкм.

Остаточная погрешность установки при чистовом фрезеровании:

где k_у - коэффициент уточнения (kу =0,04); ε_ун - погрешность установки на первом переходе; ε_инд - погрешность индексации устройства (ε_инд = 0,05мм).

Тогда остаточная погрешность установки при чистовом фрезеровании:

Вычисленные значения пространственных отклонений и погрешности ба­зирования, вносим в таблицу № 2.4.5.

На основании данных таблицы № 2.4.5, производим расчёт минимальных значений межоперационных припусков, по основной формуле:

Тогда минимальный припуск под черновое фрезерование:

Минимальный припуск под чистовое фрезерование:

Графу «Расчётный размер» заполняем, начиная с конечного минимально­го размера по чертежу, последовательным прибавлением расчётного мини­мального припуска, каждого технологического перехода:

• для чистового фрезерования: А_р2 = 107,78 + 0,133 = 107,913 мм;

• для чернового фрезерования: А_р] = 107,913 + 0,972 = 108,885 мм.

Значение допусков каждого технологического перехода принимаем по

таблице /24, с.341, таб.32/, в соответствии с квалитетом, метода обработки.

Наименьший предельный размер определяем округлением расчётных размеров в сторону увеличения их значений. Округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер.

Наибольшие предельные размеры определяем прибавлением допусков к наименьшим предельным размерам:

А_mах2 = А_min2 + Т₂ = 107,78 + 0,22 = 108,0 мм;

А_max1 = А_min1 + Т₁ = 107,92 + 0,87 = 108,79 мм;

А_{max заг} = А _{min заг} + Т_заг = 108,9 + 2,2 = 111,1 мм;

Минимальные значения припусков равны разности наименьших

предельных размеров, а максимальные значения - соответственно разности наибольших предельных размеров:

Общие припуски z_{0 min} и z_{0 max} определяем, суммируя промежуточные припуски, и записываем их значения внизу соответствующих граф.

Общий номинальный припуск:

Номинальный размер заготовки:

Произведём проверку правильности расчёта:

На основании данных расчётов построим схему расположения припусков и допусков на размер 108_-0,22 мм, от плоскости симметрии корпуса до торца, на обработку торца (рис. № 2.4.7).

Рис. 2.4.7 - Схема расположения припусков и допусков на обработку торца кор­пуса редуктора, на размер 108_-0,22 мм.

Таблица № 2.4.5 - Расчёт припусков и предельных размеров на обработку торца Ø140 мм, корпуса редуктора.

Технологиче­ские переходы обработки эле­ментарной по­верхности	Элементы припус­ка, мм.				Расчётный припуск 2zmin, мкм		Расчётный размер dp, мм		Допуск δ, мкм		Предельные размеры, мм					Предельные значения при­пусков, мкм
											Amin		Amax
	Rz	h	ΔΣ	εy
Заготовка (отливка I кл. точности)	400		370	-		-		108,885		2200		108,9		111,1		-		-
1 .Фрезерование (черновое)	50	-	25	202		972		107,913		870		107,92		108,79		980		2310
2.Фрезерование (чистовое)	25	-	-	58		133		107,78		220		107,78		108,0		140		790
Итого, Σ:																1120		3100

Таблица № 2.4.6 - Припуски и допуски на рассматриваемые размеры отливки корпуса редуктора.

Номинальный размер детали	Припуск на механическую обработку			Допуск
	табличный	расчетный
Ø 100	2∙3,1	2∙2,0	±1,1
108	3,0	2	±1,1

На основании величин припусков приведенных в таблице 2.4.6, можно сде­лать вывод: изготовление литейной оснастки по расчетным припускам, позво­лит уменьшить припуски на механическую обработку, что позволит снизить объем отходов и нормы времени на механическую обработку.