Расчет припусков

Расчетной величиной припуска является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе или операции и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.

Шероховатость поверхности, сформированная на предшествующем переходе, оказывает существенное влияние на минимальный припуск. При окончательной обработке поверхности шероховатость определяется требованиями чертежа.

На промежуточных переходах она назначается технологом. Шероховатость исходной заготовки назначается технологом исходя из возможностей принятого метода получения заготовки.

Чем выше требования по шероховатости, тем меньшим будет припуск на последующую обработку.

Дефектный слой формируется при любой обработке, при любых технологических операциях, но его толщина может варьироваться от нескольких микрометров до сотен микрометров. Глубина дефектного слоя исходной заготовки определяется главным образом методом получения заготовки, в некоторых случаях габаритными размерами заготовки. Глубина дефектного слоя, формируемого в результате механической обработки, определяется методом и условиями обработки.

Для серого и ковкого чугуна и цветных сплавов после первого технологического перехода глубина дефектного слоя h крайне незначительна и поэтому из расчетной формулы исключается.

Обработка плоских поверхностей отливок. При использовании в качестве основной установочной базы плоскую поверхность (при обработке наружных поверхностей) или наружной плоской поверхности (при обработке внутренних поверхностей вращения, предварительно полученных в заготовке) суммарное значение пространственных отклонений в общем случае следует определять по формуле

Рассчитать припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для отверстия 50H8(^+0,039) диска. На остальные обрабатываемые поверхности назначить припуски и допуски по ГОСТ 1855-55.

Заготовка представляет собой отливку из чугуна СЧ21-40 ГОСТ 1412-70 II-го класса точности, массой m = 14,6 кг. Технологический маршрут обработки состоит из двух переходов: чернового и чистового. Расточка внутреннего диаметра производится с одной установки. Базами для заготовки служит наружный диаметр детали. Суммарное значение Rz и h, характеризующее качество поверхности литых заготовок составляет 400 мкм.

После первого технологического перехода h для деталей из чугуна исключается из расчётов, поэтому для чернового и чистового растачивания, находим только значения Rz (соответственно 50, 40, 20 и 10 мкм) и записываем их в расчётную таблицу.

1. При растачиваний отверстий 50Н8 использовалась наружный диаметр отливки, для определения погрешности расположения, обрабатываемого в данной установке отверстия 50H8(^+0,039), следует принять смещение стержня относительно наружной поверхности отливки, определяемое допуском на размер 45.

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

√(150/2) ² + (150/2) ² = 106 мкм

Таким образом, суммарное значение пространственного отклонения заготовки:

√45,61 ² + 106 ² = 115 мкм

Остаточное пространственное отклонение

Ρ_ост. = k ρ_заг. ,

где k_y – коэффициент уточнения формы

После чернового растачивания

ρ = 0,05 ∙ 115 = 5,75 мкм

После чистового растачивания

ρ = 0,005 ∙ 115 = 0,57 мкм

Погрешность установки ε_y при черновой расточке

ε_y= ε_б²+ ε_з²

где ε_б – погрешность базирования; ε_з – погрешность закрепления.

Погрешность базирования в данном случае возникает за счёт перекоса заготовки в горизонтальной плоскости при установке её в патроне. Перекос при этом происходит из-за наличия зазоров между наибольшим диаметром установочных поверхностей.

Наибольший зазор между патроном и наружными плоскими поверхностями

S_max =δ_A +δ_B + S_min ,

где δ_A – допуск на отверстие и наружной поверхности: δ_A = 39 мкм = 0,039 мм; δ_B – допуск на диаметр захвата патрона, δB = 50 мкм = 0,050 мм; Smin – минимальный зазор между диаметрами, S_min = 7 мкм = 0,007 мм.

Тогда наибольший угол поворота заготовки в патроне может быть найден из отношения наибольшего зазора при повороте в одну сторону от среднего положения к расстоянию между базовыми отверстиями:

(0,050 + 0,039+0,007)/(√240 ² + 275 ²) = 0,00029

Погрешность базирования на длине обрабатываемого отверстия l:

65 ∙ 0,00029 = 0,019 мм = 19 мкм

Погрешность закрепления заготовки ε_з принимаем 100 мкм (табл. 2.17).

Тогда погрешность установки при черновом растачивании:

√19² + 65² = 54 мкм

Остаточная погрешность установки:

при чистовом растачивании ε₂=0,05ε₁= 0,05 ∙54 = 2,5 мкм

при тонком растачиванииε₃ = 0,005 ∙54 = 0,25 мкм

На основании записанных в табл. 1 данных производим расчёт минимальных значений межоперационных припусков, пользуясь основной формулой:

где Rz_i-1 h_i-1 – соответственно высота неровностей и глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем технологическом переходе, мкм;

ρ _i-1 – суммарное значение пространственных отклонений для элементарной поверхности на предшествующем переходе, мкм;

ε _i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, мкм.

Минимальный припуск под растачивание:

черновое = 2(400 + (√115 ² + 54 ²)) = 1054 мкм

чистовое = 2(25 + (√5,75 ² + 0,75 ²)) = 61 мкм

Графу “Расчётный размер” заполняем, начиная с конечного (в данном

случае чертёжного) размера последовательным вычитанием расчётного минимального припуска каждого технологического перехода:

для чистового растачивания d_р2 =50 + 0,039 = 50,039 мм;

для чернового растачивания d_р1 =50,039 – 0,061 = 49,978 мм;

для заготовки d_pзаг =49,978 – 1,104 = 48,874 мм.

Значения допусков каждого технологического перехода принимаем по таблицам [4,5] 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 для каждого перехода.

Наименьшие предельные размеры определяем вычитанием допусков от наибольших предельных размеров:

dmin2 = 50,039 – 0,039 = 50 мм;

dmin1 = 49,978 – 0 = 47,978 мм;

dminзаг = 48,874 – 1,500 = 47,374 мм.

Минимальные предельные значения припусков Z_min^пр равны разности наибольших предельных размеров, а максимальные значения Z_min^пр – соответственно разности наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов:

= 50,039 – 50 = 0,039 мм = 39 мкм

= 49,978 – 49,978 = 0 мм = 0 мкм

= 48,874 – 47,374 = 1,5 мм = 150 мкм

= 48,039 – 49,978 = 0,061 мм = 61 мкм

= 49,978 – 48,874 = 0,021 мм = 21 мкм

= 46,874 – 45,374 = 1,498 мм = 149 мкм

Общие припуски Z_Оmin и Z_Оmax определяем, суммируя промежуточные

припуски и записываем их значения внизу соответствующих граф.

2 Z_Оmin = 61 + 21 + 149 = 231 мкм;

2 Z_Оmax = 0 + 150+ 21 = 171 мкм.

Общий номинальный припуск:

231 + 65 – 21 = 180 мкм

Номинальный диаметр заготовки:

= 50 – 0,31 = 49,69 мм

Таблица 1. Результаты расчета припусков на обработку

Технологический маршрут обработки				Элементы припуска				2Zmin, мкм	Расч. dр, мм	Допуск , мкм	Размеры по переходам		Предельные припуски
				Rz	h		у
											dmax, мм	dmin, мм.	2Zmin мкм	2Zmax мкм
		Литье		400	-	115	106	-	50,874	1500	47	49,374	-	-
50H8 (+0,039)		токарная: Черновое Чистовое		63 25	- -	2,5 0,25	54 19	1054 61	51,978 52,039	310 39	51,978 52,039	49,96 52,0	310 150	61 149
171	210