4.3 Анализ точности обработки

Погрешность механической обработки на настроенных станках,  может быть подсчитана по формуле:

 = _б + _з + _спиз , [26,с.12] (4.3.1)

где _б – погрешность базирования по данному параметру;

_з – погрешность закрепления от собственных деформаций детали;

_спиз– погрешность обработки по данному параметру, получаемая при использовании конкретной системы СПИЗ.

Погрешность закрепления обычно составляет весьма малую долю в суммарной погрешности обработки и, как правило, не учитывается.

Необходимо выполнение неравенства:

  Т ,[ 26,с.12] (4.3.2)

где Т - допуск на геометрические параметры по чертежу.

Таблица 4.3.1 Сводная таблица погрешностей обработки детали.

Параметры точности детали			Погрешности обработки i, мм	Суммарные погрешности Σi, мм
Обозначение размера	Номин. величина, мм	Допуск, мм
А	290	1,3	0,18	0,18
Б	30	0,52	0,58	0,96
В	75	0,74	0,58	0,96
Г	25	0,52	0,58	0,96
	-	0,02/300	0,008/300	-
	-	0,03/300	0,008/300	-

Суммарная погрешность:

_ =  _i , [26,с.12] (4.3.3)

где _i – погрешность обработки данного параметра на i- ой операции.

Подробные расчеты анализа точности выполнены на чертеже. Можно отметить, что разработанный нами технологический процесс полностью обеспечивает заданную чертежом точность, то есть условие

ω<Т

выполняется для всех размеров детали.

4.4 Расчет припусков

Припуск на обработку поверхностей детали может быть назначен по соответствующим справочным таблицам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков. Таблицы позволяют назначить припуски независимо от технологического процесса обработки детали и условий её осуществления, и поэтому в общем случае является завышенными, содержат резервы снижения расхода материала и трудоёмкости изготовления детали. Применение расчетно-аналитического метода сокращает в среднем расход металла в стружку, по сравнению с табличными значениями, создает единую систему определения припусков на обработку.

Произведем расчет припусков для Ø20k6(). Для этого заполним таблицу 4.4.1 .

Суммарное значение пространственных погрешностей определяем по формуле (4.4.1):

, [3] (4.4.1)

где _к – общее отклонение оси заготовки от прямолинейности;

_ц – погрешность оси заготовки в результате погрешности центрования.

_к = _к  l /2 [3] (4.4.2)

где _к – дополнительная удельная допускаемая кривизна детали,

к = 0,15мкм на 1 мм [21, c.186,табл.16,];

l - длина заготовки, l = 290 мм.

_к = 0,15  145 = 21,75 мкм

[3, с.89] (4.4.3)

Таблица 4.4.1.Расчет припусков и предельных размеров

Маршрут обра-ботки  20 k6 () мм	Элементы припуска, мкм			Рас- чет-ный при-пуск 2Zmin,мкм	Dрmin, мм	T, мкм	Принятые размеры по переходам (округлен-ные), мм		Получае-мые предельные припуски, мкм
									2zmax	2zmin
	Rz	h	
							Dmax	Dmin
Заго-товка: штампов-ка	160	200	500		22,18	1000	23,18	22,18
Точение черновое	50	50	30	1720	20,460	210	20,67	20,460	2510	1720
Точение чистовое	25	25	0	260	20,162	130	20,33	20,162	340	260
Шлифо-вание предвари-тельн.	15	15	0	100	20,2	21	20,083	20,2	247	138
Шлифо-вание окончат.	5	5	0	60	20,002	13	20,015	20,002	68	60

Для штамповок (группа стали-М2, степень сложности -С1, класс точности- Т4 ) [ГОСТ 7505-89] Т = 1 мм.

Остаточное пространственное отклонение определяем по формуле (4.4.4):

_i = _заг  k_i [3] (4.4.4)

где k_i – коэффициент учитывающий вид обработки;

для чернового точения k = 0,06;[21, c.190]

_{точ.чер.} = 500 0,06 = 30 мкм.

Рассчитываем минимальное значение припуска при параллельной обработке противолежащих поверхностей по формуле (4.4.5):

2zmin = 2(Rz _{i -1} + h _{i –1} +  _{i –1}) , [21, c.176] (4.4.5)

где Rz _{i –1} – высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

h _{i –1} – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;

 _{i –1} – отклонения расположения поверхности.

Черновое обтачивание:

2zmin = 2(160 + 200+ 500) = 1720 мкм.

Чистовое обтачивание:

2zmin = 2(50 + 50 + 30) = 260 мкм.

Черновое шлифование:

2zmin = 2(25 + 25 + 0) = 100 мкм.

Чистовое шлифование:

2zmin = 2(15+ 15 + 0) = 60 мкм

Определяем расчетный размер на точение и шлифование:

dp шлиф.черн = 20,002 + 0,06 = 20,062 мм,

dp ток.чист.=20,062 + 0,1 = 20,2 мм,

dp ток.черн.=20,2 + 0,26 = 20,460 мм,

dp заг. = 20,460 + 1,72 = 22,18 мм.

Определяем предельные размеры, округление производим до того знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер каждого перехода. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру. Допуск по табл.32 , с.192 из [21].

d_{max шл.чист.} =20,002 + 0,013 = 20,015 мм;

d_{max шл.черн.} = 20,062+ 0,021 = 20,083 мм;

d_{max точ.чист.} = 20,2 + 0,13 = 20,33 мм;

d_{max точ.черн.} = 20,460 + 0,21 = 20,67 мм;

d_{max заг.} = 22,18+ 1 = 23,18 мм.

Предельное значение припусков 2z_max определяем как разность наибольших предельных размеров и 2z_min как разность наименьших размеров предыдущего и выполняемого перехода.

2zmax шл.чист. = 20,083– 20,015 =0,068 мм = 68 мкм,

2zmax шл.черн. = 20,33 – 20,083 = 0,247мм = 247 мкм,

2zmax точ.чист. = 20,67 – 20,33 = 0,340 мм =340 мкм,

2zmax точ.черн. = 23,18 – 20,67 = 2,51 мм = 2510мкм,

2zmin шл.чист. = 20,062– 20,002 = 0,06мм = 60 мкм,

2zmin шл.черн. = 20,2 – 20,062 = 0,138 мм = 138 мкм,

2zmin точ.чист. = 20,460 – 20,2 = 0,26мм = 260 мкм,

2zmin точ.черн. =22,18 – 20,460 =1,72мм = 1720 мкм.

Производим проверку:

Tзаг. – Tдет. = 2zmax - 2zmin, [3]

1000 – 13= 3165 –2178,

987 = 987.

Все данные о вычислении предельных размеров припусков заносим в таблицу 4.4.1 и строим схему (рисунок 4.4.1)

Рис. 4.4.1. Распределение припусков и допусков на механическую

обработку размера  20 k6 () мм.

Произведем расчет припусков для Ø18 h6().Для этого заполним таблицу 4.4.2 .

Суммарное значение пространственных погрешностей определяем по формуле (4.4.6):

, [3] (4.4.6)

где _к – общее отклонение оси заготовки от прямолинейности;

_ц – погрешность оси заготовки в результате погрешности центрования.

_к = _к  l /2 [3] (4.4.7)

где _к – дополнительная удельная допускаемая кривизна детали,

к = 0,15мкм на 1 мм [21, c.186,табл.16,];

l - длина заготовки, l = 290 мм.

_к = 0,15  145 = 21,75 мкм

[3, с.89] (4.4.8)

Таблица 4.4.2.Расчет припусков и предельных размеров

Маршрут обра-ботки Ø18 h6()мм	Элементы припуска, мкм			Рас- чет-ный при-пуск 2Zmin,мкм	Dрmin, мм	T, мкм	Принятые размеры по переходам (округлен-ные), мм		Получае-мые предельные припуски, мкм
									2zmax	2zmin
	Rz	h	
							Dmax	Dmin
Заго-товка: штампов-ка	160	200	500		20,129	1000	21,13	20,129
Точение черновое	50	50	30	1720	18,409	180	18,89	18,409	2540	1720
Точение чистовое	25	25	0	260	18,149	110	18,26	18,149	330	260
Шлифо-вание предвари-тельн.	15	15	0	100	18,09	18	18,067	18,09	192	100
Шлифо-вание окончат.	5	5	0	60	17,989	11	18,000	17,989	67	60

Для штамповок (группа стали-М2, степень сложности -С1, класс точности- Т4 ) [ГОСТ 7505-89] Т = 1 мм.

Остаточное пространственное отклонение определяем по формуле (4.4.9):

_i = _заг  k_i [3] (4.4.9)

где k_i – коэффициент учитывающий вид обработки;

для чернового точения k = 0,06;[21, c.190]

_{точ.чер.} = 500 0,06 = 30 мкм.

Рассчитываем минимальное значение припуска при параллельной обработке противолежащих поверхностей по формуле (4.4.10):

2zmin = 2(Rz _{i -1} + h _{i –1} +  _{i –1}) , [21, c.176] (4.4.10)

где Rz _{i –1} – высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

h _{i –1} – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;

 _{i –1} – отклонения расположения поверхности.

Черновое обтачивание:

2zmin = 2(160 + 200+ 500) = 1720 мкм.

Чистовое обтачивание:

2zmin = 2(50 + 50 + 30) = 260 мкм.

Черновое шлифование:

2zmin = 2(25 + 25 + 0) = 100 мкм.

Чистовое шлифование:

2zmin = 2(15+ 15 + 0) = 60 мкм

Определяем расчетный размер на точение и шлифование:

dp шлиф.черн = 17,989 + 0,06 = 18,049 мм,

dp ток.чист.=18,049 + 0,1 = 18,149 мм,

dp ток.черн.=18,149 + 0,26 = 18,409 мм,

dp заг. = 18,409 + 1,72 = 20,129 мм.

Определяем предельные размеры, округление производим до того знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер каждого перехода. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру. Допуск по табл.32 , с.192 из [21].

d_{max шл.чист.} =17,989 + 0,011 = 18,00 мм;

d_{max шл.черн.} = 18,049 + 0,018 = 18,067 мм;

d_{max точ.чист.} = 18,149 + 0,11 = 18,26 мм;

d_{max точ.черн.} = 18,409 + 0,18 = 18,59 мм;

d_{max заг.} = 20,129 + 1 = 21,13 мм.

Предельное значение припусков 2z_max определяем как разность наибольших предельных размеров и 2z_min как разность наименьших размеров предыдущего и выполняемого перехода.

2zmax шл.чист. = 18,067– 18,00 =0,067 мм = 67 мкм,

2zmax шл.черн. = 18,26 – 18,067 = 0,192мм = 192 мкм,

2zmax точ.чист. = 18,59 – 18,26 = 0,330 мм =330 мкм,

2zmax точ.черн. = 21,13 – 18,59 = 2,54 мм = 2540мкм,

2zmin шл.чист. = 18,049– 17,989 = 0,06мм = 60 мкм,

2zmin шл.черн. = 18,149 – 18,049 = 0,100 мм = 100 мкм,

2zmin точ.чист. = 18,409 – 18,149 = 0,26мм = 260 мкм,

2zmin точ.черн. =20,129 – 18,409 =1,72мм = 1720 мкм.

Производим проверку:

Tзаг. – Tдет. = 2zmax - 2zmin, [3]

1000 – 11= 3129 –2140

989 = 989.

Все данные о вычислении предельных размеров припусков заносим в таблицу 4.4.2 и строим схему (рисунок 4.4.2)

Рисунок 4.4.2

На остальные обрабатываемые поверхности детали припуски и допуски назначим по ГОСТ 7505-89 и занесем в таблицу 4.4.3.

Таблица 4.4.3

Размер, мм	Припуск		Допуск
	табличный	расчетный
290	1,6*2		2,0
75	2*1,5		1,4
55	2*1,5		1,2
30	2*1,3		1
 20 k6()	2*1,1	2,5	1
 32	2*1,1		1
45h7()	2*1,3		1,2
 20 d9()	2*1,1		1
 20js6()	2*1,1		1
18h6()	2*1,1	2,12	1