книги из ГПНТБ / Шубников К.В. Унифицированные переналаживаемые станочные приспособления
.pdfТочность и чистота поверхности в зависимости от вида обработки
Вид обработки Класс точности Класс чистоты
Точение |
|
|
Вза—Вз |
V 3 — V 5 |
Сверление и |
рассверливание |
Аь |
V 3 - V 4 |
|
Зенкерование |
|
|
А, |
V 4 |
Развертывание: |
|
|
|
|
черновое |
|
|
Аза |
V 5 |
чистовое |
|
|
А |
V 6 |
Растачивание |
двухрезцовым бло |
|
|
|
ком: |
|
|
|
|
черновое |
|
|
Asa |
V 5 |
чистовое |
|
|
А |
|
Растачивание продольной |
подачей: |
|
|
|
черновое |
|
|
Аь |
V 3 |
чистовое |
|
|
At |
V 4 |
Шлифование |
продольной |
подачей |
В3—В1 |
V 6 — V 8 |
Фрезерование |
|
|
В 5 - В 4 |
V 3 — V 5 |
4. Погрешности Аи износа деталей приспособления, которая практически не учитывается. Главным образом изнашиваются кондукторные втулки, но ввиду недостатка статистических данных произвести расчеты их в настоящее время не представляется возможным.
5. Погрешности АУ с т . п р установки приспособления. Погреш ности установки приспособлений в зависимости от схем типовых установок приспособлений приведены в табл. 8 [6] .
Все величины погрешностей вычисляются как проекции на
направление |
рассматриваемого |
размера. |
|
||
Расчетная |
величина погрешности |
Д п р , в свою очередь, |
состоит |
||
из следующих слагаемых |
[6]: |
|
|
|
|
|
Л п р |
= £ |
А, + |
£ До с , |
(7) |
где £ А, — сумма погрешностей, связанных с изготовлением деталей и сборкой приспособления (эти погрешности следует рас считывать при конструировании); £ А о с — сумма остальных по грешностей, которые не всегда учитываются при конструировании приспособлений.
Решая уравнение |
(7) |
относительно |
б с б |
= £ Д / ; |
находим до |
пуск размера собранного |
приспособления |
[6] |
|
||
бсб = |
АП Р — (Да + Ап + |
Д у с т . п р ) . |
(8) |
||
Погрешность установки приспособлений Д у с х . п р при разных схемах установки
Схема установки
—уі х
• А
3
/
Погрешность Дуст. пр
Внаправлении оси X 0,010—0,040 мм
Внаправлении оси Y — значение z
Для угла Р
2argct-?-
Внаправлении оси X— значение z
Внаправлении оси Y 0,010—0,040 мм
|
Д л я |
угла Р |
„ |
. |
0,01 -=- 0,04 |
2 arctg |
^ |
|
В направлении оси X 0,03—0,06 мм
Для угла Р 5—10'
Для конуса Морзе № 0 0,1—0,2 мм
Дл я конуса Морзе Ns 1, 2, 3 0,15—0,3 мм
Дл я конуса Морзе № 4, 5 0,2—0,4 мм
Дл я конуса Морзе № 6 0,25—0,5 мм
Дл я метрического ко нуса № 80 0,25—0,5 мм
Для метрического ко нуса № 100, 200 0,3— 0,6 мм
3* |
35 |
Схема установки
У/////////''///
(rff
^4 h
•2
Погрешность Д.уст. пр
Внаправлении оси X 0,01—0,03 мм
Внаправлении оси У — значение z
Дл я угла р* 26а
Внаправлении оси X 0,05—0,20 мм
Для угла Р 2—5'
Дл я биения 0—0,020 мм
Внаправлении оси У 0—0,020 мм
Внаправлении оси X — значение г
Для угла р"
arctg ~
На длине lg
L
В направлении оси У 0—0,030 мм
Д л я угла Р
„ . 0,01 — 0,03 2 arctg —: ~
П р и м е ч а н и е . Здесь: / — шпиндель; 2 — приспособление; 3 — конус; 4 —
центр; 5 — деталь; S — стол станка; 7 — плита приспособления; 8 — кондуктор.
Расчет точности размеров унифицированного переналаживае |
|||
мого |
станочного приспособления (кондуктора) |
можно |
произвести |
в следующем порядке. |
|
|
|
1. |
Вычислить, пользуясь данными табл. 4, |
величину погреш |
|
ности |
Д б а з для каждого рассматриваемого размера. |
Расчет Д б а з |
|
следует вести по наиболее точной детали, входящей в наладки базового приспособления.
2. |
Определить, |
пользуясь |
табл. 5 и |
6, величины А к р + А у с т |
. д . |
||||
3. |
Выбрать по табл. 7 и |
таблицам |
ГОСТа |
величину |
Д э к |
и, |
|||
приняв k2, |
подсчитать произведение k% |
Д э к . |
|
|
|
|
|||
4. |
Определить, пользуясь табл. 8, погрешность установки |
||||||||
приспособления Л у с т п р . |
|
|
|
|
|
|
|||
5. |
Подставить |
найденные |
значения |
к±Абаз |
+ к2&ж |
+ |
Д к р |
+ |
|
+ А у с т д |
в неравенство (5) и проверить возможность |
соблюдения |
|||||||
этого |
неравенства. |
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Определить |
величину |
погрешности бс 6 , |
которая |
должна |
||||
быть указана на рабочих чертежах общего вида приспособления. На детальных чертежах приспособления должны быть учтены погрешности А,-.
Возможен и обратный порядок расчета, при котором, исходя из погрешностей изготовления деталей приспособления, опреде ляется максимально достижимая точность размеров и взаимного расположения поверхностей обрабатываемой детали.
Применительно к унифицированным переналаживаемым при способлениям такой порядок расчета имеет следующие достоинства:
1) в основу расчета закладываются экономически и технологи чески обоснованные погрешности изготовления деталей приспо собления;
2) результаты расчета позволяют разделить все специальные приспособления, применяемые на заводе, по их точности на под лежащие и не подлежащие замене унифицированной переналажи ваемой оснасткой, что особенно важно на первом этапе унифи кации.
В приведенных примерах расчета (см. п. 5) обратного порядка учитываются все погрешности, причем для упрощения они в не которой степени перегруппированы.
5. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ТОЧНОСТИ
УНИФИЦИРОВАННЫХ ПЕРЕНАЛАЖИВАЕМЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
Унифицированный переналаживаемый кондуктор. Конструкция кондуктора и"эскиз обрабатываемой детали приведены на рис. 1. Для расчета точности исполнительных размеров кондуктора опре
делим допуски на линейные и угловые размеры. |
|
||
При |
расчете д о п у с к о в н а |
л и н е й н ы е |
р а з м е р ы |
найдем |
погрешности, определяющие |
точность приспособления. |
|
1.Погрешности базирования детали. По табл. 4
Дб а з = 8d = 0,060 мм,
где 0,060 мм — допуск 0 70С3 .
2. Погрешность закрепления и установки детали. По табл. 6 при установке детали в зажимном приспособлении с пневматиче
ским зажимом при чисто обработанной |
поверхности для 0 120С5 |
|||
Акр + |
Дуст, д = ° . ° 6 |
0 м м - |
|
|
70Д |
• |
-«•• |
|
Остальное V5 |
|
|
Кул |
і |
™ |
Рис. 1. Унифицированный переналаживаемый кондуктор для сверления отвер стий, расположенных в осевом направлении в детялях типа фланцев, дисков и втулок (а) и обрабатываемая деталь (б)
|
3. Погрешность обработки |
детали. По табл. 7 для отверстия |
||
0 |
10Л5 по ОСТ 1015 |
находим Л э к = |
0,2 мм. Принимая /г2 = |
|
= |
0,5, получаем |
|
|
|
|
*обр |
£ 2 Д Э К = |
0,5-0,2 = |
0,10 мм. |
4. Суммарную погрешность приспособления. Подставив в фор мулу (5) полученные численные значения слагаемых, находим для размера R = 50 j± 0,2 мм
Д п р = 0,400 — (0,8• 0,060 + 0,060 + |
0,100) = 0,20 мм, |
||
где 0,400 — допуск на R 50 мм; 0,8 — коэффициент |
кг; |
0,060 — |
|
Д б а з ; 0,060 — Д к р + . Д У С Т . Д ; 0,100— Д о б р . |
R = 50 ± |
|
|
Далее определим допуск б с б размера |
0,2 |
мм для |
|
собранного приспособления, для чего найдем: 1) б3 = 0,030 мм,
где 0,030 мм — зазор между посадочным отверстием кондукторной плиты 0 70Д и деталью. '
2)по формуле (6)
Дп = 10.Q36+ 02 016Н12+ю) = 0 ) 0 4 м М )
где 0,036 — нижнее отклонение диаметра сверла по ГОСТ 885—64;
0,016 — верхнее |
отклонение |
отверстия |
втулки по' |
ОСТ |
1022; |
||
12 — высота втулки по чертежу кондуктора; 10 — диаметр |
сверла |
||||||
по чертежу обрабатываемой детали. |
|
|
|
|
|
||
3) по табл. 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
^уст. пр ~ 0- |
|
|
|
|
|
|
Подставляя найденные значения в формулу |
(8), имеем |
|
|||||
б с б = |
0,20 — (0,030 + 0,04 + |
0) = |
0,13 мм. |
|
|||
Таким образом, допуск на размер |
R = 50 ± 0,2 |
мм на кон |
|||||
дукторной плите |
примем 6 = |
0,1 мм, т. е. R = 50 ± 0,05 мм. |
|||||
При расчете |
д о п у с к о в |
н а |
у г л о в ы е |
р а з м е р ы |
|||
также находим погрешности, определяющие точность приспособ ления.
1. Погрешность базирования детали определяем по формулам табл. 4. Выписываем все данные и результаты расчетов в табл. 9.
Т а б л и ц а 9
Результаты расчетов погрешности базирования
Ч |
|
|
|
я |
|
|
|
а |
|
|
|
и |
|
|
|
а |
|
|
|
о |
•ч |
со. |
V) |
>>и |
|
о |
|
•о |
« |
||
|
|
и |
|
90 |
0,06 |
1 |
|
180 |
0,06 |
— |
1 |
|
|
|
со.
с
со |
|
тз |
|
ю |
|
resin |
rctg |
яя
100 |
2' 6" |
0,026 |
У |
100 |
2' 6" |
0,026 |
У |
« |
СО |
ю |
|
<-«
6' 12" 4' 57" 6' 12" 4' 57"
2. Погрешность закрепления и установки детали в кондукторе
|
|
&кр ~Ь Дуст, д — 0, |
|
|
так |
как она не влияет на угловые размеры. |
|
||
|
3. Погрешность |
обработки |
детали. По табл. 7 для отверстия |
|
0 |
10Л5 по ОСТ 1015 находим |
Аэ к = 0,200. Принимая k2 = 0,5, |
||
получаем |
|
|
|
|
|
А о б р = |
k, Л э к = 0,5 • 0,200 ==0,100 |
ми. |
|
|
Переводя ее в угловую погрешность, получаем |
|||
|
* 2 р З К |
= 0,002 или arcsin0,002 = |
6'30". |
|
4. Суммарная погрешность приспособления. Подставив в не равенство (5) полученные численные значения слагаемых, на ходим
Д п р = 0,60' — (4'57" + б'ЗО" + 0) = 48'33".
Далее определим допуск на углах 90 и 180° для собранного приспособления, для чего найдем:
1) б3 = 0,03 или в угловом исчислении
|
|
§о |
* 0.03 |
Г\Г ҐЛ Л и |
|
|
arcsin -— = |
arcsin |
— 2 04 ; |
2) |
Дп = 0,04 |
или в угловом исчислении 2' 46"; |
||
3) |
Ауст.пр = 0 |
(по табл. |
8). |
|
Рис. 2. Схема установки детали на планшайбе с цилиндрическими
наладками |
(а) и обрабатываемая |
деталь (б): |
|
/ — посадочный конец |
шпинделя; 2 —базовая |
|
часть унифицированного |
приспособления (УБ); 3 — сменная наладка; 4 |
— обрабатываемая деталь |
||
Подставляя найденные значения в формулу (8), имеем для
угла |
90° |
|
|
|
б с б |
= 48' 33" — (2' 46" + 2' 04" + |
0) = 43' 43". |
Таким |
образом, допуск на угол 90° в |
кондукторной плите |
|
назначаем |
равным 40', т. е. 90° ± 20'. |
|
|
В |
рассмотренном примере полностью представлена методика |
||
расчета допусков как на линейные, так и на угловые координаты унифицированных сверлильных приспособлений. При большем числе координат отверстий порядок расчета не изменится.
Планшайба с цилиндрическими наладками. Схема установки
детали на станке |
и эскиз обрабатываемой детали представлены |
на рис. 2. |
|
Рассчитываемая |
погрешность — радиальное биение наружной |
поверхности детали ( 0 105С4) относительно внутренней ( 0 90Л) — представляет собой суммарную погрешность A s , в которую входят следующие составляющие:
А х — р а д и а л ь н ое |
биение |
посадочной |
поверхности |
шпинделя |
относительно оси вращения, |
т. е. геометрическая погрешность |
|||
станка; |
|
|
|
|
Д 2 — р а д и а л ь н о е |
биение |
посадочной |
поверхности |
базового |
приспособления относительно |
оси шпинделя; |
|
||
Д 3 — радиальное |
биение |
посадочной |
поверхности |
наладки |
относительно оси посадочной поверхности базового приспособле ния, зависящее от зазора в сопряжении 95
Д4 — радиальное биение посадочной поверхности наладки относительно посадочной поверхности базового приспособления,
т.е. погрешность изготовления наладки;
Д5 — радиальное биение•внутренней поверхности детали от
носительно посадочной поверхности наладки, зависящее от за |
|
||||||||||||
зора в сопряжении, т. е. сумма |
|
погрешности |
базирования |
Д б а з |
|
||||||||
( 0 |
ЭОЛ), погрешности изготовления сменной наладки б ( 0 |
90Д) |
|
||||||||||
и гарантированного зазора Д3 = |
D™e" — D™анх. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
Остальными |
|
погрешностями |
пренебрегаем, |
так |
как |
Ди |
= 0 |
( |
||||
(износом |
пренебрегаем), Д п = |
0 (нет направляющих |
элементов), |
|
|||||||||
Д к р |
4 Ду с т , д = |
0 |
(зажимное |
усилие |
направлено |
вдоль |
оси |
|
|||||
детали). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тогда |
суммарная погрешность |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
д 2 = д х 4 Д 2 4 Д 3 4 Д 4 4 Д5 |
= |
|
|
|
|
|||||
|
= |
0,02 4 |
0,01 4 0,058 4 |
0,01+ 0,073 = 0,171 мм, |
|
|
|
||||||
где Д х = |
0,02 мм (по ГОСТ); Д 2 |
= |
0,01 мм (по чертежу — поз. 2); |
|
|||||||||
Д 3 |
= 0,035 + |
0,023 = 0,058 |
мм |
(по |
чертежу |
приспособления); |
|
||||||
Д4 |
= 0,01 мм (по чертежу |
наладки — поз. |
3); Д5 = |
0,035 4 |
|
||||||||
4 |
0,023 4 0,015 = 0,073 мм |
(по чертежу наладки |
детали). |
|
|||||||||
Примененный метод суммирования погрешностей дает возмож ность определить максимальную величину радиального биения, вероятность появления которой бесконечно мала. Более достовер ный результат можно получить, считая Д 1 5 Д 2 , Д4 и (Д3 + Д5 ) независимыми случайными величинами. Тогда погрешность
Д 2 = і / Д і + Д^ + Д^ + СДз + Дз)2 , где Д3 и Д5 определяются по формулам:
Дз = Д 8 + У (695Л3)2 + |
(695С)2 = 0 + |
|
|
4- У 0,0352 +0.0232 |
= 0,042 мм; |
Д^ = |
Д3 + У(690Л)2 + (690Д)2 = 0,015 + |
|
|
4- У 0 , 0 3 5 2 4 0,0232 |
= 0,057 мм. |
После подстановки численных значений, имеем |
||
Да = |
0,02 f 0,01 4 0,01 4 |
0,099 = 0,102 мм. |
Оправка с полкой. Схема установки обрабатываемой детали на оправке с полкой представлена на рис. 3 (установочные и за жимные элементы не показаны).
Суммарная |
погрешность |
Д 2 (непараллельность |
оси |
обрабаты |
|||||||||||||||
ваемого отверстия |
плоскости основания |
детали) |
состоит |
из сле |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дующих составляющих: |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А± — |
непараллельность |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плоскости |
А |
( У Б ) оси |
поса |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дочной |
поверхности |
|
( У Б ) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
под |
шпиндель; |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д 2 — непараллельность |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плоскости |
Б |
(СН) |
плоскости |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
(СН). |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Остальными погрешностя |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ми |
пренебрегаем, |
так |
как |
|||||||
Рис. 3. Схема установки детали на оправ |
^баз |
= |
0 |
(конструкторская и |
|||||||||||||||
установочная |
базы |
совпа |
|||||||||||||||||
|
|
|
ке с |
полкой: |
|
|
|||||||||||||
/ — базовое приспособление (УБ); |
2—обраба |
дают); |
6, |
Д у с |
т . д + Д к р = |
0,05 |
|||||||||||||
тываемая деталь; 3 — сменная |
наладка (СН) |
(табл. |
|
размеры |
детали |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30x50 |
мм — обработка |
базо |
||||||||
вой поверхности шлифованием); Д 3 |
= Д п |
= |
Д и |
= Д у с т |
п р |
= 0 , Д У |
с т . |
п р = 0 |
|||||||||||
(см. табл. |
8 — погрешность |
установки |
приспособления |
отсчиты- |
|||||||||||||||
вается |
по оси |
отверстия). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Тогда |
суммарная |
по- |
а[_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
грешность на длине 100 мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
А 2 = |
Д і + |
|
А а |
+ |
Ауст.д |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
+ Д к р = 0 , 0 1 + 0 , 0 1 + 0 , 1 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
= |
0,12 |
мм, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где А 1 = 0 , 0 1 (по |
чертежу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
У Б ) ; |
Д 2 = |
|
0,01 |
(по |
чер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
тежу |
СН); |
|
Д у с |
т . д |
+ |
Д„ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,1 (по табл. 6). |
кр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
При сложении |
по |
пра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
вилам |
теории |
вероятно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
стей |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4. Схема установки детали в гидравли |
|||||||||||
|
Д2 = |
0,1 |
мм. |
|
|
ческих тисках с наладкой (а) и обрабатывае |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
мая |
деталь (б): |
|
|
|
|||||||||
Тиски |
гидравлические |
/ — гидростол; 2—неподвижная |
губка; 3 — смен |
||||||||||||||||
ная |
наладка; 4 — обрабатываемая |
деталь |
|||||||||||||||||
с наладкой. |
Схема |
уста |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
новки детали на станке и |
обрабатываемая |
деталь |
представлены |
||||||||||||||||
на рис. 4 (подвижная губка и гидроцилиндр не показаны). |
|||||||||||||||||||
Для определения точности размеров и взаимного |
расположения |
||||||||||||||||||
поверхностей тисков и допустимых погрешностей размеров и взаимного расположения поверхностей сменной наладки примем прямой порядок расчета. Обработка производится набором фрез.
Точность размеров \2А3 и 8 Л 4 обеспечивается точностью размеров инструмента, точность размера 24С5 — точностью настройки си стемы станка. Погрешности наладки влияют на размер 48С4 и на непараллельность плоскостей, связанных между собой соответ ственно размерами 48С4 и 24С5 .
1. Определение расчетной суммарной погрешности приспособ
ления |
произведем |
по формуле (5). |
||
Определим слагаемые правой |
части формулы. |
|||
1) для размера |
48С4 : |
|
||
б = 0,170 мм (по табл. ГОСТа |
для размера 48С4 ); |
|||
А б а з |
= |
0; |
|
|
АК р |
+ |
Дуст, д = |
0; |
|
Д о б р |
= |
& 2 Д Э к = 0,5-0,170 = 0,085 мм. |
||
Подставив в формулу (5) численные значения, получаем А п р = 0,170— (0,5-0,170) = 0,085 мм.
2) для параллельности поверхностей, связанных размером 48С4 : б— у 8(48С4 ) = 0,085 мм;
А б а |
з |
= |
0; |
А к р |
|
+ |
Ауст.д = 0; |
Д о б |
р |
= k2 А э к = 0,5-0,025 = 0,0125 мм, |
|
где Д . к = 0,025 мм по ГОСТ 10356—63 ( V I I степень точности для размера 70 мм — диагонали основания детали). Подставляя в фор
мулу |
(5) полученные значения, |
получаем |
|
|
|
|||||
А п р |
= 0,085—0,0125 = 0,072 мм. |
|
связанных |
размером |
||||||
3) для параллельности поверхностей, |
||||||||||
24С5 : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б = у б(24С5 ) = 0,140 мм; |
|
|
|||||
А б а з = 0,025 |
мм — по ГОСТ |
10356—63 |
(УЩстепень |
точности, |
||||||
достигаемая |
при фрезеровании, |
погрешность |
предшествующей |
|||||||
операции); |
с т . д = 0,020 |
мм |
(для |
свободно |
устанавливаемой |
|||||
А к р |
+ А у |
|||||||||
детали — см. в табл. 6 примечание |
п. 3); |
|
|
|||||||
Добр = &гДэК = |
0,5-0,025 = |
0,0125 мм ( V I I I |
степень точности |
|||||||
для размера 60 мм). |
|
|
|
|
|
|
|
|||
А п р |
= 0,140 — 0,025 — 0,020 — 0,5-0,025 = 0,082 мм. |
|||||||||
2. |
Определение допусков размеров собранного приспособления |
|||||||||
произведем |
по формуле |
(8). Определим слагаемые правой части |
||||||||
формулы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) для размера |
48С4 : |
|
|
|
|
|
|
|
||
Аз = А п = А и = ДуС Т . п р = 0, |
|
|
|
|
|
|
||||
А с б |
= А п р = 0,145 мм. |
|
|
|
|
|
|
|||
В суммарную погрешность изготовления приспособления в этом случае входит одна составляющая: погрешность размера сменной наладки по высоте. Значит, допуск на высоту сменной наладки