2.9. Методика расчета точности обработки детали в скальчатом кондукторе

Основным требованием, предъявляе­мым к проектируемому приспособлению, является обеспечение заданной точности обработки на настроенном станке, которая достигается при условии, что суммарная максимальная погрешность обработки для каждого выдерживае­мого на операции размера (отклонения расположения каждой обрабатываемой поверхности) мень­ше допуска:

δΣ ≤ а,

(1)

где а – допуск на размер, допуск на отклонение (от со­осности, параллельности, плоскостности и т. д.) расположения обрабатываемой поверхности, мм; δ_Σ – максимальная результирующая погрешность об­работки, мм.

Результирующая погрешность обработки δ_Σ является следствием совокупно­го влияния различных факторов, порождающих погреш­ности обработки, к числу которых относятся погрешности из­готовления и износ элементов станка, приспособления и инструмента; деформация приспособления и детали под действием сил резания. Перечисленные факторы по­рождают составляющие погрешности:

δ_с – станка в ненагруженном состоянии, вызываемая погрешностями изготовления и сбор­ки его деталей и узлов и их износом;

δ_р.п – расположения приспособления на станке;

δ_п.у – расположения установочных поверхностей относительно посадочных поверхностей приспособления, которыми оно ориентируется на станке;

δ_у – установки (базирования) детали в приспособлении;

δ_з – вызываемая закреплением детали в приспособлении;

δ_п.н – расположения направляющих элементов для инструмента относительно установочных элементов и поверхностей приспособления;

δ_и – инструмента, вызываемая погреш­ностями его изготовления;

δ_р.н – расположения инструмента на станке;

δ_н – настройки, т. е. погрешность распо­ложения инструмента относительно направляющих элементов приспособления при настройке;

δ_д – деформации, связанная с податли­востью технологической системы «станок – приспособление – инструмент – де­таль»;

δ_из – погрешность, вызываемая износом режущего ин­струмента.

Погрешность δ_с определяется стандартами на нормы точности металлообрабатывающих сверлильных станков, которыми регламентированы допусти­мые погрешности новых станков. Значение погрешности δ_с определяют с учетом состояния станка после периода эксплуатации.

Погрешность δ_р.п возникает вследствие смещения приспособления в пределах зазоров между опорной поверхностью Е кондуктора (см. рис. 1) и посадочным местом стола сверлильного станка и определяется величиной максимального допуска на отклонение поверхности Е от параллельности, которая составляет 0,01 мм, т. е. δ_р.п = s_max = Т_Е = 0,01 мм.

Погрешность δ_п.у определяется величиной максимального допуска непараллельности установочной поверхности Г относительно посадочной поверхности Е кондуктора (см. рис. 1), которая составляет 0,02 мм, т. е. δ_п.у = 0,02 мм.

Погрешность δ_у в случае установки деталей в призмах или на плоских опорах рассчитывается по методике, приведенной в работах [1, с. 61, 13].

Погрешности δ₃ и δ_д рассчитываются по сложным фор­мулам сопротивления материалов, поэтому в данной курсовой работе их не рассматривают.

Погрешность δ_п.н в кондукторе зависит от погрешности расположения рабочей кондукторной втулки относительно установочных элементов приспособления и является результатом совокупного влияния трех погрешностей:

δп.н = δк + δвт + δs,

(2)

где δ_к – погрешность размера от установочного элемента до оси неподвижной втулки, мм.

При установке на плоские опоры погрешность δ_к задается неперпендикулярностью а оси кондукторной втулки и плоской поверхности опоры (рис. 14, а), при базировании на пальцах – отклонением а межосевого расстояния А от оси срезанного пальца до оси постоянной втулки (рис. 14, б), при установке на призматические опоры δ_к в поперечном сечении призмы равна нулю (рис. 14, в), а в продольном определяется отклонением а размера В от оси втулки до упора призмы (рис. 14, г). За размеры А и В следует принимать размеры A` и B`, но с седьмым квалитетом точности и соответствующими верхним и нижним отклонениями а.

В формуле (2) δ_вт – погрешность, связанная с эксцентриситетом ε_вт быстросменной втулки, определяемым половиной допуска диаметра d (см. рис. 2, а),

δвт = 2εвт;

(3)

δ_s – погрешность вследствие зазора между постоянной промежуточной и быстросменной кондукторными втулками, при этом δ_s = s_max, мм.

Величина максимального зазора определяется по формуле:

smax = Еmaxd1 – Еmind,

(4)

где Е_maxd1 – верхнее отклонение диаметра d₁ отверстия промежуточной втулки, в которое входит быстросменная втулка, мм (см. рис. 3, 4); Е_mind – нижнее отклонение диаметра d сменной втулки, мм (см. рис. 2, а).

а б

в г

Рис. 14. Эскизы к определению составляющей погрешности δ_к

Погрешность δ_н в кондукторе равна максимальному зазору Δ_ви между инструментом и втулкой. В новом кондукторе этот зазор определяется посадкой инструмента во втулку. В процессе эксплуатации кондуктора под воздействием инструмента и стружки кондукторные втулки изнашиваются, вследствие чего увеличиваются зазор между инструментом и втулкой и погрешность настройки δ_н. Допустимые пределы износа кондукторных втулок определяются по формуле:

dизн = dнб + Кaвт,

(5)

где d_изн – предельный диаметр d₁ отверстия изношенной втулки, мм; d_нб – наибольший предельный диаметр d₁ отверстия новой втулки, мм,

dнб = d1 + Еmaxв,

(6)

Е_maxв – максимальное верхнее отклонение диаметра d₁ рабочего отверстия кондукторной втулки, мм (см. рис. 2, а); a_вт – допуск на диаметр d₁ отверстия новой втулки, мм (см. рис. 2, а); К – коэффициент, зависящий от величины отклонений на размер от базы до оси обрабатываемого отверстия детали; следует принимать К = 1 при отклонениях до ± 0,1 мм и К = 2 при отклонениях от ± 0,1 до ± 0,3 мм.

Таким образом, с учетом износа отверстия кондукторной втулки погрешность δ_н рассчитывается по формуле:

δн = dизн + Δви,

(7)

при этом

Δви = Еmaxв – Еminи,

(8)

где Е_minи – минимальное нижнее отклонение диаметра инструмента, мм.

Погрешности δ_и и δ_р.и лишь в отдельных случаях влияют на точность размеров, определяющих располо­жение обрабатываемой поверхности. Это влияние устра­няется настройкой станка на требуемый размер.

Погрешность δ_из в некоторых случаях оказывает влия­ние на точность размеров детали. Для определения ве­личины этой погрешности используют экспери­ментальные данные, характеризующие износ ин­струмента в зависимос-ти от времени его работы. При выполнении данной курсовой работы погрешность δ_из не учиты­вается.

Состав­ляющие погрешности относятся к разряду случай­ных погреш-ностей, поэтому при их суммировании используется формула:

,

(9)

где K – коэффициент, учитывающий закон распределе­ния составляющих погрешностей.

В формулу (9) подставляются максималь­ные значения составляющих пог-решностей. Значение K принимается в пределах от 1 до 1,2 в зависимости от числа составляющих погрешностей. Чем больше слагаемых, тем ближе к единице следует принимать зна­чения коэффициента K.

Расчет точности обработки ведется в следующей последовательности:

1) из всех размеров, выдерживаемых на последней технологической операции, на точность которых влияет приспособление, в первую очередь необходимо выделить диаметр D₁ обрабатываемого отверстия (табл. 16);

2) для проверки точности обработки необходимо установить размер обрабатываемого отверстия и определить его допуск;

3) выявить все составляющие погрешности δ_i, которые влияют на точность обработки; для этого из значительного числа погрешностей станка, приспособления и инструмента необходимо выбрать только те, которые не влияют на точность проверяемого размера D₁ (см. табл. 16);

4) определить максимальное значение каждой из со­ставляющих погрешностей δ_i и вычислить по формуле (9) результирующую по­грешность δ_Σ;

5) сопоставить значение результирующей погрешности δ_Σ с допуском а про­веряемого размера: если δ_Σ ≤ а, то точность обработки обеспечи­вается; если δ_Σ > а, то точность не обеспечивается и не­обходимо изыскивать пути снижения δ_Σ путем умень­шения каких-либо составляющих погрешностей δ_i.

Таблица 16

Задание на выполнение курсовой работы по вариантам

Чертеж детали	Номер варианта	Размеры детали, мм													Допуск, отклонение ØD1
		l1	l2	l3	b1	b2	h1	h2		ØD1		ØD2	ØD3
	1	90	45	–	90	60	20	30		22		–	–	N7 (-0,007/-0,028)
	2	110	55	–	110	70	25	36		28		–	–	F8 (+0,053/+0,020)
	3	130	65	–	130	80	35	47		34		–	–	H9 (+0,062/+0)
	4	140	70	–	140	100	40	52		38		–	–	P7 (-0,017/-0,042)
	5	150	75	–	150	110	50	70		42		–	–	H10 (+0,1/+0)
39	6	60	15	–	66	20	8,5	–		16		–	–	K7 (+0,006/-0,012)
	7	80	18	–	93	27	17	–		20		–	–	H8 (+0,033/+0)
	8	105	33	–	115	33	29	–		26		–	–	E9 (+0,092/+0,040)
	9	130	44	–	144	38	45	–		32		–	–	D10 (+0,18/+0,08)
	10	155	50	–	170	46	70	–		40		–	–	D11 (+0,24/+0,08)
	11	40	–	–	48	25	12	–	15		8		–	H9 (+0,043/+0)
	12	60	–	–	65	44	20	–	22		17		–	A11 (+0,43/+0,3)
	13	80	–	–	84	60	32	–	27		18		–	B11 (+0,29/+0,16)
	14	90	–	–	99	70	45	–	34		20		–	C11 (+0,28/+0,12)
	Окончание табл. 16
	15	100	–	–	110	80	55	–	39		24		–	H11 (+0,16/+0)
	16	65	18	14	–	–	–	–	18		10		24	F7 (+0,034/+0,016)
	17	85	20	19	–	–	–	–	25		14		35	D8 (+0,098/+0,065)
	18	105	30	27	–	–	–	–	32		16		45	E8 (+0,089/+0,050)
	19	125	33	30	–	–	–	–	36		18		54	Js10 (+0,05/-0,05)
	20	145	41	38	–	–	–	–	42		23		60	R8 (-0,034/-0,073)
40	21	50	25	–	–	–	–	–	15		28		–	G7 (+0,024/+0,006)
	22	62	31	–	–	–	–	–	20		35		–	M8 (+0,004/-0,029)
	23	74	37	–	–	–	–	–	24		40		–	D9 (+0,117/+0,065)
	24	86	43	–	–	–	–	–	28		44		–	F9 (+0,072/+0,020)
	25	98	49	–	–	–	–	–	36		58		–	H10 (+0,1/+0)
	26	53	–	–	–	–	16	5	8		10		14	Js9 (+0,018/-0,018)
	27	67	–	–	–	–	20	7	10		13		19	A9 (+0,316/+0,280)
	28	80	–	–	–	–	29	9	15		18		27	N9 (+0/-0,043)
	29	95	–	–	–	–	34	11	19		22		32	F10 (+0,104/+0,020)
	30	115	–	–	–	–	42	13	24		28		36	C9 (+0,162/+0,110)

Библиографический список

1. Уткин Н. Ф. Приспособления для механической обработки / Н. Ф. Уткин. Л.: Лениздат, 1983. 175 с.

2. Белоусов А. П. Проектирование станочных приспособлений: Учебное пособие. 3-е изд. / А. П. Белоусов. М.: Высшая школа, 1980. 240 с.

3. Антонюк В. Е. Конструктору станочных приспособлений: Справочное пособие / В. Е. Антонюк, В. А. Королев, С. М. Башеев. Минск: Беларусь, 1991. 400 с.

4. Станочные приспособления: Справочник: В 2 т. / Под ред. Б. Н. Вардашкина, А. А. Шатилова. М.: Машиностроение, 1984. Т. 1. 592 с.

5. Станочные приспособления: Справочник: В 2 т. / Под ред. Б. Н. Вардашкина, В. В. Данилевского. М.: Машиностроение, 1984. Т. 2. 656 с.

6. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986. Т. 2. 496 с.

7. ГОСТ 16897-71. Опоры призматические. М.: Изд-во стандартов, 1991. 6 с.

8. ГОСТ 16898-71. Установочные пальцы с упором. М.: Изд-во стандартов, 1991. 3 с.

9. ГОСТ 16899-71. Установочные срезанные пальцы с упором. М.: Изд-во стандартов, 1991. 3 с.

10. ГОСТ 16900-71. Установочные цилиндрические пальцы. М.: Изд-во стандартов, 1991. 3 с.

11. ГОСТ 16901-71. Установочные срезанные цилиндрические пальцы. М.: Изд-во стандартов, 1991. 3 с.

12. ГОСТ 13779-77. Развертки цилиндрические. Допуски на диаметр. М.: Изд-во стандартов, 1994. 7 с.

13. Корсаков В. С. Основы конструирования приспособлений: Учебник. 2-е изд. / В. С. Корсаков. М.: Машиностроение, 1983. 277 с.

14. Глухарев Е. Г. Зубчатые соединения: Справочник. 2-е изд. / Е. Г. Глухарев, Н. И. Зубарев. М.: Машиностроение, 1983. 270 с.

15. Производство зубчатых колес: Справочник. 3-е изд. / С. Н. Калашников, А. С. Калашников и др. М.: Машиностроение, 1990. 464 с.

16. Гжиров Р. И. Краткий справочник конструктора: Справочное издание / Р. И. Гжиров. М.: Машиностроение, 1984. 464 с.

Учебное издание

РАЖКОВСКИЙ Александр Алексеевич,

МУРАВЬЕВ Дмитрий Валерьевич

ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ

ДЛЯ КООРДИНАТНОЙ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

КОНДУКТОРА СКАЛЬЧАТОГО ТИПА

____________________________

Редактор Н. А. Майорова

***

Подписано в печать .03.2011. Формат 60 × 84 ¹/₁₆.

Плоская печать. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 2,5. Уч.-изд. л. 2,8

Тираж 100 экз. Заказ .

**

Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа

Типография ОмГУПСа

*