8. Суммарная погрешность механической обработки и методы её расчёта

Суммарная погрешность определяет величину технологического допуска (допуска на промежуточные размеры заготовки по технологическим переходам)

y – погрешность из-за деформации в системе СПИД; y =W_maxP_Ymax - W_minP_Ymin; W – максималь-ная податливость будет при расположении резца посреди вала, когда его прогиб достигает max величины; W=y/P_Y; у – величина смещения реж. кромки инструмента относительно поверхности заготовки в направлении силы P_Y;

 - погрешность установки заготовки, состоит из погрешности базирования, погрешности закрепления и погрешности положения заготовки, вызванной неточностью приспособления;  = √_б² + _з² + _пр²

н – погрешность настройки станка является разностью предельных положений режущего инструмента на станке при настройке его на выполняемый размер; н = √(k_PΔ_P)² + (k_ИΔ_ИЗМ/2)² ; Δ_P – погрешность регулирования резца; k_P и k_И – коэф. учитывающий отклонение закона распределения величин Δ_P и Δ_ИЗМ

_И – погрешность на износ инструмента; _И = (L*u₀)/1000; L – длина пути резания при обработке партий детали из N штук; u₀ – относительный износ;

ΣΔ_СТ – погрешность обработки из-за не точности настройки станка. ΣΔ_СТ = c*l/L; с – допустимая геометрическая неточность; l – длина обработки; L – длина на которую стандартом установлена неточность.

T – погрешность вызываемая температурными деформациями системы СПИД. T = S(_И+y+ ΣΔ_СТ+н); S – подача.

δ_Σ = √ε²+y²+н²+(1,73Δ_И)²+(1,73ΣΔ_СТ)²+(1,73T)²;

для тел вращения: δ_Σ = 2√ε²+н²+(1,73Δ_И)²+(1,73ΣΔ_СТ)²+(1,73T)²;

13. Определение припусков на механическую обработку заготовок. Факторы, влияющие на величину припуска, на механическую обработку. Припуски на механическую обработку

Припуск на обработку - слой материала, удаляемый с поверхности заго­товки в процессе ее обработки для обеспечения заданного качества детали.

Промежуточный припуск (операционный) - слой материала, удаляемый при выполнении отдельного технологического перехода.

– размер на предшествующей операции (переходе),

– размер на выполняемом переходе

Общий припуск - слой материала, необходимый для выполнения всей со­вокупности технологических переходов, т.е. всего процесса обработки данной поверхности от черной заготовки до готовой детали.

,

n – число операций для данной поверхности.

Припуск назначают для компенсации погрешностей, возникающих в про­цессе предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса изготовления детали. Величину припуска для элементарной поверхности дета­ли определяют расчетно-аналитическим методом (базируется на анализе факторов, влияющих на величину припуска и конкретных условий выполнения ТП. Этим методом определяется минимальный припуск ), или ориентировочно назна­чают по соответствующим справочным таблицам (опытно-статистический метод – этому методу свойствен недостаток, т.к. припуски назначаются без учёта конкретных условий ТП изготовления деталей. Во многих случаях являются завышенными во избежании брака).

Факторы, определяющие величину минимального припуска

1. Шероховатость, полученная на предшествующем смежном переходе обработке данной поверхности.

Rz_i-1

При выполнении первой операции первой обработки эту величину выбирают по исходной заготовке (находят эту величину по справочникам)

2. Т_i – высота дефектного слоя, полученная на смежном предшествующем технологическом переходе. При выполнении первой операции величина дефектного слоя зависит от метода получения исходной заготовки.

3. Суммарное значение пространственных отклонений расположения обрабатываемых поверхностей относительно базовых поверхностей заготовки, возникших на предшествующей операции или переходе.

К пространственным отклонениям относят отклонения от соосности наружной поверхности относительно базовой, отклонение от перпендикулярности торцовой поверхности к оси базовой цилиндрической поверхности, отклонение от параллельности обрабатываемой и базовой плоскостей для корпусных деталей.

4. Погрешность установки, возникающая на выполняемом переходе. Эта погрешность вызывает

Неопределённость положения технологической базы заготовки.

Расчетно-аналитический метод определения припусков

Расчетный припуск - минимальный промежуточный припуск при обра­ботке наружных поверхностей - определяют как разность между наименьшими предельными размерами, а при обработке внутренних поверхностей - между наибольшими предельными размерами заготовок на смежных технологических переходах, т.е. для наружных поверхностей:

(2.1)

(2.2)

для внутренних поверхностей:

(2.3)

(2.4)

где z_{i min} - минимальный припуск на сторону на выполняемый технологический переход;

2z_{i min} - минимальный припуск на обе стороны или по диаметру;

a_{i-1 min}, D_{i-1 min}, a_{i-1 max}, D_{i-1 max} - соответственно наименьшие и наибольшие предельные размеры для партии заготовок на предшествующем технологическом переходе;

a_{i min}, D_{i min}, a_{i max}, D_{i max} - соответственно наименьшие и наибольшие пре­дельные размеры для партии заготовок на выполняемом техно­логическом переходе.

Минимальный припуск при последовательной обработке противолежа­щих поверхностей:

, (2.5)

При параллельной обработке противолежащих поверхностей:

, (2.6)

При обработке наружных и внутренних поверхностей вращения:

, (2.7)

где Rz_i-1, T_i-1, ρ_i-1 - соответственно высота микронеровностей, глубина дефект­ного поверхностного слоя и суммарное значение пространственных отклонений для элементарных поверхностей на предшествующем переходе;

ε_yi - погрешность установки заготовки при выполняемом переходе;

, - по правилу квадратного корня, когда пред­видеть направление векторов затруднительно.

Максимальный припуск на обработку:

, (2.8)

(2.9)

где - допуск по размеру на предшествующем переходе;

- допуск по размеру на выполняемом переходе.

Глубину резания принимают равной максимальному припуску, т.е. t_i= z_{i max}

Номинальный припуск на обработку для наружных поверхностей

, , (2.10)

для внутренних поверхностей

, , (2.11)

Где - нижнее отклонение по размерам на предшествующем и

выполняемом переходах;

- верхнее отклонения по размерам на предшествующем и

выполняемом переходах.

При этом относятся к диаметрам.

Порядок расчета минимальных припусков и предельных размеров наружных (внутренних) поверхностей

1. Пользуясь рабочим чертежом детали, картой технологического процес­са обработки, записать в расчетную карту обрабатываемые элементарные по­верхности заготовки и технологические переходы в последовательности их вы­полнения от черной заготовки до окончательной обработки.

2. Записать значения R_z ,Т, ρ, ε, δ.

3. Определить расчетные величины минимальных припусков на обработ­ку по всем технологическим переходам.

4. Записать для конечного перехода в графу расчетный размер наимень­ший (наибольший) предельный размер детали по чертежу.

5. Для перехода, предшествующего конечному, определить расчетный размер путем прибавления к наименьшему предельному размеру по чертежу (вычитание из наибольшего предельного размера по чертежу) расчетного при­пуска z_min.

6. Последовательно определить расчетные размеры для предшествующе­го перехода путем прибавления к расчетному размеру (вычитания из расчетно­го размера) следующего за ним смежного перехода расчетного припуска z_min.

7. Записать наименьшие (наибольшие) предельные размеры по всем тех­нологическим переходам.

8. Определить наибольшие (наименьшие) предельные размеры путем прибавления (вычитания) допуска к округленному наименьшему (наибольше­му) предельному размеру.

9. Записать предельные значения припусков z_max как разность наиболь­ших (наименьших) предельных размеров и z_min как разность наименьших (наи­больших) предельных размеров предшествующего и выполняемого (выполняе­мого и предшествующего) переходов.

10. Определить общие припуски z_{o max} и z_{o min}, суммируя промежуточные припуски на обработку.

11. Проверить правильность расчетов по формулам:

, (3.1)

, (3.2)

, (3.3)

(3.4)

Допуски и качество поверхности на конечных технологических перехо­дах следует принимать по чертежу детали, проверяя по нормативам возмож­ность получения их запроектированным способом обработки.

Расчет припусков при методе индивидуального получения заданных размеров

Минимальный припуск на обработку черной заготовки следует рассчиты­вать по формулам:

плоские поверхности , (4.1)

поверхности вращения ,, (4.2)

где - соответственно высота неровностей, глубина дефектного слоя и суммарная величина пространственных отклонений обрабаты­ваемой элементарной поверхности заготовки на предшествующем пе­реходе;

ε_вi - погрешность выверки заготовки при установке на выполняемом пере­ходе.

Значение максимального и номинального припуска z_max и z_ном следует оп­ределять по формулам 2.8 - 2.11, приведенным в расчетно-аналитическом мето­де. Значение величин, входящих в расчетные формулы припусков на обработку приведены в следующих таблицах.

Пример расчёта припусков на мех. обработку

Эскиз шестерни

Способ получения заготовки: штамповка.

Материал: сталь 40Х.

Обрабатываемая поверхность: ∅50^+0,07.

Маршрут обработки:

• Заготовка;

• Зенкерование: черновое

чистовое

Q = до 4кг

Черновое зенкерование:

R_z = 50мкм

Т = 50мкм

Чистовое зенкерование:

R_z = 25мкм

Т = 25мкм

1. Рассчитываем величину пространственных отклонений:

Штамповка 1 группы точности на молотах ρ = 0,45 мм.

Величина ρ для зенкерования:

k_у = 0,06 – коэффициент уточнения для чернового зенкерования.

k_у = 0,04 – коэффициент уточнения для чистового зенкерования

Черновое зенкерование:

Чистовое зенкерование:

2. Расчет минимального припуска по переходам:

Черновое зенкерование:

Чистовое зенкерование:

Расчётная формула:

Черновое зенкерование:

Чистовое зенкерование:

3. Расчет наименьших операционных размеров на предшествующих переходах:

Чистовое зенкерование:

- с чертежа

Черновое зенкерование:

Заготовка-штамповка:

4. Определяем наибольшие размеры по переходам:

Чистовое зенкерование:

- с чертежа

Черновое зенкерование:

Заготовка-штамповка:

5. Расчет фактических максимальных и минимальных припусков по переходам:

Чистовое зенкерование:

Черновое зенкерование:

Чистовое зенкерование:

Черновое зенкерование:

6. Расчет общих припусков:

Проверка:

Расчёт выполнен верно.

Маршрут обработки поверхности	Элементы припуска, мкм				Расчетные величины		Допуск на выполняемые размеры, мкм	Принятые размеры заготовки по переходам, мкм		Предельный припуск, мм
	Rz	Т			Припуски , мкм	Минимальный ∅, мм		наибольшие	наименьшие
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Заготовка-штамповка	160	200	450	-	-	51,956	1000	52,956	51,956	-	-
Черновое зенкерование	50	50	27	100	1641,954	50,314	200	50,514	50,314	2,442	1,642
Чистовое зенкерование	25	25	18	50	313,649	50	80	50,07	50	0,444	0,314