7.2 Определение припусков на механическую обработку и расчет операционных размеров расчетно-аналитическим методом
Припуском называется слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности (размеров, форм, шероховатости, твердости и т.п.).
Сущность расчетно-аналитического метода состоит в определении факторов, влияющих на величину операционного (промежуточного) припуска, для конкретных условий выполнения технологической операции (перехода) и нахождении расчетным путем значений каждой из составляющих припуска, необходимых для компенсации влияния каждого фактора.
Расчет припусков на обработку поверхностей вращения выполняется по формуле
, (7.1)
где Rzi-1 – шероховатость на предыдущем этапе обработки, hi-1 – значение глубины дефектного слоя на предыдущем этапе обработки, ∆ i-1 - суммарное значение пространственных отклонений на предыдущем этапе обработки, Е i – погрешность установки на данном этапе обработки. Приведены в табл. 7.2.
Например, размер окончательно обработанной поверхности - 45h9 (-0,062). Шероховатость Ra=1,25. Поверхность подвергается трем переходам механической обработки (определены ранее) – черновому, чистовому и тонкому точениям.
мкм;
мкм;
мкм;
2Ziном=2Zimin+Ti-1, (7.2)
где Ti-1 – допуск на предыдущей ступени обработки.
2Zном.тонк.=170+0,16·103=0,33мм;
2Zном.чист.=460+0,25·103=0,71мм;
2Zном.черн.=2480+0,7·103=3,18мм;
Расчетный размер на последней ступени обработки равен размеру готовой детали. Это же значение будет принимать и наибольший предельный размер на данной операции: DMAX= Dр.i.=45 мм.
Расчетные размеры на предыдущих ступенях обработки (операциях) определяются как сумма наибольшего предельного размера DMAX (равного округленному значению расчетного значения) и соответствующего ему расчетного припуска (2Zном) на данной ступени обработки.
Dpi-1=Dmaxi+2Zномi (7.3)
Округлив полученное значение, определим величину наибольшего предельного размера на этой ступени обработки.
Все остальные расчеты диаметра определяются на каждой ступени аналогично.
|
Dp.тонк=45мм; |
Dmax.тонк=45мм; |
|
Dp.чист=45+0,33мм; |
Dmax. чист =45,3мм; |
|
Dp.черн=45,3+0,71=46,01мм; |
Dmax. черн =46мм; |
|
D p.заг=46+3,19=49,18мм; |
Dmax. заг =49,18+1,5=50,68мм; |
Максимальный предельный размер заготовки определяется суммированием расчетного размера и положительной части допуска заготовки. Округляем полученное значение до одной значащей цифры после запятой.
Минимальные предельные значения на всех этапах обработки детали определяются как разность максимального предельного значения и соответствующего допуска:
DMIN.i= DMAXi-Ti (7.4)
Dmin.тонк=45-0,062=44,94мм;
Dmin.чист=45,3-0,16=45,14мм;
Dmin.черн=46-0,25=45,17мм;
Dmin.заг=49,18-0,7=48,48мм;
Имея предельные значения DMIN и DMAX, можно найти значения максимального и минимального припусков по следующим зависимостям:
2ZMAXi= DMAXi-1- DMIN.i (7.5)
2ZMIN.i= DMIN.i-1- DMAXi, (7.6)
где DMAXi-1 и DMIN.i-1- соответственно максимальный и минимальный предельные размеры на предыдущей ступени обработки; DMAXi и DMIN.i – соответственно минимальный и минимальный удельные размеры на рассматриваемой ступени обработки.
|
2ZMAX тонк=45,3-44,94=0,36мм; |
2ZMIN тонк=48,48-46=2,48мм; |
|
2ZMAX чист =46,01-45,14=0,87мм; |
2ZMIN чист =45,75-45,3=0,45мм; |
|
2ZMAX черн =50,68-45,75=4,93мм; |
2ZMIN черн =45,14-45=0,14мм; |
Технологический операционный размер на каждой ступени обработки записывается как максимальный размер с допуском «в тело» (для валов). Технологический размер заготовки записывается как номинальный размер заготовки с соответствующим допуском 45-0.062/
Для внутренних поверхностей.
Начинаем с последней ступени обработки, для которой расчётный размер равен размеру готовой детали. Это же значение будет принимать и наименьший предельный размер для данной операции DMIN, мм.
Расчётные размеры на предшествующих ступенях обработки (операциях) определяются как разность наименьшего предельного размера DMIN.i (равного округлённому значению расчётного размера) и соответствующего ему припуска (2 Zном.i) на данной ступени обработки.
Dp.i-1= DMINi-2Zном, (7.7)
Для данной операции чернового точения расчёты выполняются аналогичным способом.
Максимальные предельные пределы заготовки на всех ступенях её обработки определяются суммированием минимальных предельных размеров (равных расчётному значению) с соответствующими допусками.
DMAX.i= DMINi+Ti (7.8)
при этом DMINi= Dрi
Имея значение DMIN.i и DMIN.i, можно найти значения максимального и минимального припусков по следующим зависимостям:
2ZMAXi= DMAXi-1- DMIN.i (7.9)
2ZMIN.i= DMIN.i-1- DMAXi, (7.10)
где DMAXi-1 и DMIN.i-1 - соответственно максимальный и минимальный предельные размеры на предшествующей ступени обработки; и DMAXi и DMIN.i соответственно максимальный и минимальный предельные размеры на рассматриваемой ступени обработки.
|
Dр тонк=20мм; |
Dmin тонк=20мм; |
|
Dр точн=20-0,167=19,833мм; |
Dmin точн=19,83мм; |
|
Dр св=19,83-0,38=19,45мм; |
Dmin св=19,45мм; |
|
Dр заг=19,45-3,98=15,47мм; |
Dmin заг=15,47-1,5=13,97мм; |
|
Dmax тонк=20+0,021=20,02мм; |
|
|
Dmax точн=19,83+0,033=19,86мм; |
|
|
Dmax св=19,45+0,21=19,66мм; |
|
|
Dmax заг=15,47+0,7=16,17 мм; |
|
|
2ZMAX тонк=20,02-19,83=0,19мм; |
2ZMIN тонк=20-19,86=0,14мм; |
|
2ZMAX точн =19,86-19,45=0,41мм; |
2ZMIN точн =19,83-19,66=0,17мм; |
|
2ZMAX св =19,66-13,97=5,69мм; |
2ZMIN св =19,45-16,17=3,28мм; |
Технологический операционный размер на каждой ступени обработки записывается как минимальный размер и допуск «в тело» (для отверстий): 20+0,021.
Расчеты припусков и операционных размеров всех остальных поверхностей проводятся аналогично и приведены в табл.7.2.
Для линейных размеров:
(7.11)
Расчеты припусков и операционных размеров линейных поверхностей приведены в табл.7.3.
Таблица 7.2
|
№ операции |
Маршрут обработки |
Элементы припуска |
2Zmin р, мкм
|
T, мм
|
2Zном, мм
|
Dр, мм
|
Принимаемые размеры, мм |
Принимаемые припуски, мм |
Параметры обработанной поверхности |
||||||
|
Rz, мкм |
h, мкм |
∆, мм |
Е |
Dmax |
Dmin |
2Zmax, мм |
2Zmin, мм |
Технический размер |
Шероховатость |
||||||
|
45 h9 поверхность №2 |
|||||||||||||||
|
|
Заготовка |
100 |
200 |
0,94 |
− |
− |
+1,5 -0,7 |
− |
49,18 |
50,68 |
48,48 |
− |
− |
+1,5 49,18-0,7 |
100 |
|
15 |
1.Точение черновое
|
50 |
120 |
0,06 |
− |
2480 |
0,25 |
3,18 |
46,01 |
46 |
45,75 |
4,93 |
2,48 |
46-0,25 |
50 |
|
25 |
2.Точение чистовое
|
25 |
20 |
0,04 |
− |
460 |
0,16 |
0,71 |
45,33 |
45,3 |
45,14 |
0,87 |
0,45 |
45,3-0,16 |
25 |
|
25 |
3.Точение тонкое |
5 |
5 |
0,02 |
− |
170 |
0,062 |
0,33 |
45 |
45 |
44,94 |
0,36 |
0,14 |
45-0,062 |
5 |
|
50 h9 поверхность №5 |
|||||||||||||||
|
|
Заготовка |
100 |
200 |
0,94 |
− |
− |
+1,5 -0,7 |
− |
54,18 |
55,68 |
53,48 |
− |
− |
+1,5 54,18-0,7 |
100 |
|
15 |
1.Точение черновое |
50 |
120 |
0,06 |
− |
2480 |
0,25 |
3,18 |
51,01 |
51 |
50,75 |
4,93 |
2,48 |
51-0,25 |
50 |
|
25 |
2.Точение чистовое |
25 |
20 |
0,04 |
− |
460 |
0,16 |
0,71 |
50,33 |
50,3 |
50,14 |
0,87 |
0,45 |
50,3-0,16 |
25 |
|
35 |
3.Точение тонкое |
5 |
5 |
0,02 |
− |
170 |
0,062 |
0,33 |
50 |
50 |
49,94 |
0,36 |
0,14 |
50-0,062 |
5 |
|
155 h9 поверхность №7 |
|||||||||||||||
|
|
Заготовка |
100 |
200 |
0,94 |
− |
− |
+1,8 1,0 |
− |
159,78 |
161,58 |
158,78 |
− |
− |
+1,8 159,78-0,7 |
100 |
|
10 |
1.Точение черновое |
50 |
120 |
0,06 |
− |
2480 |
0,4 |
3,48 |
156,26 |
156,3 |
155,9 |
5,68 |
2,52 |
156,3-0,4 |
50 |
|
20 |
2.Точение чистовое |
25 |
20 |
0,04 |
− |
460 |
0,25 |
0,86 |
155,42 |
155,4 |
155,15 |
1,11 |
0,5 |
155,4-0,25 |
25 |
|
30 |
3.Точение тонкое |
5 |
5 |
0,02 |
− |
170 |
0,1 |
0,42 |
155 |
155 |
154,9 |
0,5 |
0,15 |
155-0,1 |
5 |
|
50 h6 поверхность №12 |
|||||||||||||||
|
|
Заготовка |
100 |
200 |
0,94 |
− |
− |
+1,5 -0,7 |
− |
54,28 |
55,78 |
53,58 |
− |
− |
+1,5 54,28-0,7 |
100 |
|
10 |
1.Точение черновое |
50 |
120 |
0,06 |
− |
2480 |
0,25 |
3,18 |
51,11 |
51,1 |
50,85 |
4,93 |
2,48 |
51,1-0,25 |
50 |
|
20 |
2.Точение чистовое |
25 |
10 |
0,04 |
− |
460 |
0,16 |
0,71 |
50,43 |
50,4 |
50,24 |
0,86 |
0,45 |
50,4-0,16 |
25 |
|
30 |
3.Точение тонкое |
5 |
5 |
0,02 |
− |
170 |
0,062 |
0,33 |
50,132 |
50,1 |
50,04 |
0,36 |
0,14 |
50,1-0,062 |
5 |
|
75 |
4.Шлифование чистовое |
5 |
5 |
0,02 |
− |
70 |
0,016 |
0,132 |
50 |
50 |
49,98 |
0,12 |
0,04 |
50-0,016 |
5 |
Продолжение 1 табл.7.2
|
№ операции |
Маршрут обработки |
Элементы припуска |
2Zmin р, мкм
|
T, мм
|
2Zном, мм
|
Dр, мм
|
Принимаемые размеры, мм |
Принимаемые припуски, мм |
Параметры обработанной поверхности |
||||||
|
Rz, мкм |
h, мкм |
∆, мм |
Е |
Dmax |
Dmin |
2Zmax, мм |
2Zmin, мм |
Технический размер |
Шерохова тость |
||||||
|
30 h6 поверхность №16 |
|||||||||||||||
|
|
Заготовка |
100 |
200 |
0,94 |
− |
− |
+1,5 -0,7 |
− |
34,28 |
35,78 |
33,58 |
− |
− |
+1,5 34,28-0,7 |
100 |
|
10 |
1.Точение черновое |
50 |
120 |
0,06 |
− |
2480 |
0,21 |
3,18 |
31,07 |
31,1 |
30,89 |
4,89 |
2,48 |
31,1-0,21 |
50 |
|
20 |
2.Точение чистовое |
25 |
20 |
0,04 |
− |
460 |
0,13 |
0,67 |
30,4 |
30,4 |
30,27 |
0,83 |
0,49 |
30,4-0,13 |
25 |
|
30 |
3.Точение тонкое |
5 |
10 |
0,02 |
− |
170 |
0,052 |
0,3 |
30,122 |
30,1 |
30,048 |
0,352 |
0,17 |
30,1-0,052 |
5 |
|
75 |
4.Шлифование чистовое |
5 |
5 |
0,02 |
− |
70 |
0,013 |
0,122 |
30 |
30 |
29,987 |
0,113 |
0,048 |
30-0,013 |
5 |
|
12 H7 поверхность №21 |
|||||||||||||||
|
|
Заготовка |
100 |
200 |
0,94 |
− |
− |
+0,7 -1,5 |
− |
8,31 |
9,01 |
6,81 |
− |
− |
+0,7 8,31-1,5 |
100 |
|
40 |
1.Глубокое сверление специальными сверлами |
10 |
25 |
0,05 |
− |
2480 |
0,18 |
3,18 |
11,49 |
11,67 |
11,49 |
4,86 |
2,48 |
11,49+0,18 |
10 |
|
50 |
2.Развертывание точное |
5 |
12 |
0,05 |
− |
170 |
0,027 |
0,35 |
11,839 |
11,87 |
11,84 |
0,38 |
0,17 |
11,84+0,027 |
5 |
|
50 |
3.Развертываниетонкое |
3,2 |
5 |
0,02 |
− |
134 |
0,018 |
0,161 |
12 |
12,02 |
12 |
0,18 |
0,13 |
12+0,018 |
3,2 |
|
Ǿ20 H7 поверхность №22 |
|||||||||||||||
|
|
Заготовка |
100 |
200 |
0,94 |
− |
− |
+0,7 -1,5 |
− |
15,47 |
16,17 |
13,97 |
− |
− |
+0,7 15,47-1,5 |
100 |
|
40 |
1.Глубокое сверление специальными сверлами |
10 |
25 |
0,05 |
− |
2480 |
0,21 |
3,98 |
19,45 |
19,66 |
19,45 |
5,69 |
3,28 |
19,45+0,21 |
10 |
|
45 |
2.Развертывание точное |
5 |
12 |
0,05 |
− |
170 |
0,033 |
0,38 |
19,833 |
19,86 |
19,83 |
0,41 |
0,17 |
19,83+0,033 |
5 |
|
55 |
3.Развертываниетонкое |
3,2 |
5 |
0,02 |
− |
134 |
0,021 |
0,167 |
20 |
20,02 |
20 |
0,19 |
0,14 |
20+0,021 |
3,2 |
Таблица 7.3
|
№ операции |
Маршрут обработки |
Элементы припуска |
Zmin р, мкм
|
T, мм
|
|||
|
Rz, мкм |
h, мкм |
∆, мм |
Е |
||||
|
40 h9поверхность № 4 |
|||||||
|
|
Заготовка |
100 |
200 |
0,94 |
− |
− |
+1,5 -0,7 |
|
10 |
1.Подрезка торца черновая |
100 |
120 |
0,06 |
− |
1240 |
0,62 |
|
30 |
2.Подрезка торца получистовая |
50 |
20 |
0,05 |
− |
280 |
0,25 |
|
75 |
3.Шлифование однократное |
5 |
5 |
0,02 |
− |
120 |
0,062 |
|
90 h12 поверхность № 9 |
|||||||
|
|
Заготовка |
100 |
200 |
0,94 |
- |
- |
+1,7 -0,8 |
|
30 |
1.Подрезка торца однократная |
32 |
30 |
0,06 |
- |
1240 |
0,35 |
|
32 h12 поверхность № 13 |
|||||||
|
|
Заготовка |
100 |
200 |
0,94 |
- |
- |
+1,5 -0,7 |
|
30 |
1.Подрезка торца однократная |
32 |
30 |
0,06 |
- |
1240 |
0,25 |
|
16 h11 поверхность № 17 |
|||||||
|
|
Заготовка |
100 |
200 |
0,94 |
− |
− |
+1,5 -0,7 |
|
10 |
1.Подрезка торца черновая |
100 |
120 |
0,06 |
− |
1240 |
0,43 |
|
30 |
2.Подрезка торца получистовая |
50 |
20 |
0,05 |
− |
280 |
0,18 |
|
75 |
3.Шлифование однократное |
5 |
5 |
0,02 |
− |
120 |
0,043 |
|
20 h11 поверхность № 19 |
|||||||
|
|
Заготовка |
100 |
200 |
0,94 |
− |
− |
+1,5 -0,7 |
|
10 |
1.Точение черновое |
32 |
100 |
0,06 |
− |
1240 |
0,21 |
|
45 |
2Фрезерование чистовое |
10 |
50 |
0,04 |
− |
192 |
0,13 |
|
166 h14 поверхность № 1,20 |
|||||||
|
|
Заготовка |
100 |
200 |
0,94 |
- |
- |
+1,8 -1 |
|
05 |
1.Фрезерование однократное |
100 |
100 |
0,06 |
- |
1240 |
1 |