ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Министерство образования и науки РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

______________________________________________________

К а ф е д р а "Технология машиностроения"

Расчет приспособлений на точность

Учебно-методическое пособие

Самара 2007

Составитель: Дмитриев В.А.

УДК 621.8

Дмитриев В.А. Расчет приспособлений на точность: Учебно-метод. пособие. Самарский госуд. техн. ун-т/Сост., Самара, 2007, 75 с.

Представлена методика расчета приспособлений на точность. Изложены рекомендации по выбору расчетных параметров и определению расчетных факторов для различных групп приспособлений. На основе размерного анализа показано распределение допусков изготовления приспособления на допуски составляющих звеньев размерной цепи. Изложены структура и порядок составления технических требований сборочного чертежа приспособления. Приведены примеры расчета приспособлений на точность и данные нормативно-технической документации, необходимые для расчета. Разработана программа расчета с использованием персональных ЭВМ.

Методические указания предназначены для подготовки студентов по специальности 1510001 и могут быть использованы при выполнении курсового и дипломного проектирования.

Табл. Илл. Библиогр. - 11

Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ

Приспособление для обработки заготовок является звеном технологической системы ЗИПС (заготовка - инструмент - приспособление - станок). От точности его изготовления, сборки и установки на станке, износостойкости установочных элементов и жесткости в значительной степени зависит качество обработки заготовок.

Требуемую точность приспособлений можно определить решением размерной цепи технологической системы ЗИПС, отражающей роль каждого звена в достижении точности выдерживаемого параметра на обрабатываемой заготовке. Однако специальные приспособления проектируются заранее, поэтому параметры точности приспособлений чаще всего определяются аналитически.

Цель расчета приспособления на точность заключается в определении требуемой точности его изготовления по выбранному параметру (точность размера, формы или расположения поверхностей) и задании допусков размеров деталей приспособления.

При обработке партии заготовок, имеющих погрешности формы и расположения поверхностей, погрешность положения заготовки в приспособлении следует определять с учетом её расположения в пространстве [1-3], что значительно усложняет расчеты. Поэтому в технических расчетах приспособлений на точность ограничиваются упрощенными плоскими схемами расчета [4-7].

1. Методика расчета

На точность обработки влияет ряд технологических факторов, вызывающих общую погрешность обработки _ , которая не должна превышать допуска T выполняемого размера

. ( 1 )

Выражение для определения допуска T может быть представлено в виде [1,4,5,7,14]

, ( 2 )

где _у- погрешность вследствие упругих отжатий ТС ЗИПС под влиянием сил резания; _н - погрешность настройки ТС ;  - погрешность установки заготовки в приспособлении; _и - погрешность от размерного износа инструмента;  _т - погрешность обработки, вызываемая тепловыми деформациями ТС;  _ф - суммарная погрешность формы обрабатываемой поверхности, обусловленная геометрическими погрешностями станка и деформацией заготовки.

По выражению (2) можно определить погрешность , принимая ее за допустимое значение погрешности установки [ ] заготовки в приспособлении

. ( 3 )

С другой стороны, погрешность установки заготовки определяется известным выражением как суммарное поле рассеяния случайных величин

, ( 4 )

где _б - погрешность базирования заготовки в приспособлении;  _з - погрешность закрепления заготовки, возникающая в результате действия сил закрепления; _п - погрешность положения заготовки, зависящая от приспособления.

Величина _п может быть представлена в виде

, ( 5 )

где  _пр - искомая погрешность изготовления приспособления по выбранному параметру, зависящая от погрешностей изготовления и сборки установочных и других элементов приспособления;  _у.п. - погрешность установки приспособления на станке;  _и - погрешность положения заготовки, возникающая в результате изнашивания установочных элементов приспособления;  _п.и. - погрешность от перекоса инструмента в элементах (устройствах) для направления и определения его положения или траектории.

Для принятой схемы установки должно выполняться условие

. ( 6 )

В противном случае следует изменить построение операции или схему установки заготовки в приспособлении.

Значение  _п изменяется в зависимости от условий и типа производства, а также от особенностей конструкции приспособления. При использовании приспособления в мелкосерийном и серийном производствах

. ( 7 )

где _пр- рассматривается как постоянная величина, которая может компенсироваться настройкой станка.

В массовом и крупносерийном производствах при использовании одноместных приспособлений _п=_и так как операции строго закреплены за рабочими местами и указанные погрешности компенсируются настройкой ТС ЗИПС.

Для многоместных приспособлений

. ( 8 )

Таким образом, общая погрешность обработки, приравненная допуску выполняемого размера, определяется выражением

( 9 )

Отсюда искомая погрешность изготовления приспособления

. ( 10 )

Отсюда искомая погрешность изготовления приспособления

В связи со сложностью определения ряда величин, входящих в выражение (10), погрешность изготовления приспособления можно рассчитывать по упрощенному выражению [4,5,6]

, (11)

где к_т - коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения: к_т=1,0...1,2 ; к _т1 - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках: к_т1 = 0,80...0,85; к_т2 - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления: к_т2 = 0,6...0,8 (большее значение коэффициента принимается при меньшем количестве значимых величин, зависящих от приспособления); _т.с. - средняя экономическая точность обработки, принимаемая по таблицам допустимых погрешностей для данного метода обработки (см. Приложение, табл. П1-П16) [4,5,10].

По данным [7] коэффициент к _т2 = 0,5 для размеров 8 квалитета точности и грубее; к_т2 = 0,7 для размеров 7 квалитета точности и точнее.

Выражение ( 3 ) с учетом упрощений примет вид

. ( 12 )

Погрешности, зависящие от приспособления ( _б , _з, _и , _п.и. ), рассчитываются в каждом конкретном случае по принятым схемам базирования, закрепления и обработки. Найденное значение  _пр указывается на чертеже общего вида приспособления в качестве допуска расположения поверхностей или размера между поверхностями приспособления, контактирующими соответственно с заготовкой и станком, или записывается в технические требования на изготовление и эксплуатацию проектируемого приспособления.

Вычитаемые из допуска составляющие общей погрешности обработки можно суммировать и арифметически (см. формулу 11). Тогда к _т = 1 и уменьшается значение полученной погрешности приспособления _пр. Такой подход к расчету можно рекомендовать применительно к прецизионным приспособлениям.

Расчет на точность кондукторов можно выполнять также по формуле (11). В этом случае погрешность  _пр будет являться допуском межцентрового расстояния между его кондукторными втулками. Величина  _пр является половиной допуска расстояния между осями кондукторных втулок или базовой плоскостью приспособления и осью кондукторной втулки (рис.5), т.е. размер L должен иметь допуск  _пр .

Величину  _пр можно определить при условии, что середины полей допусков межцентровых расстояний в деталях и кондукторной плите совпадают [9]

, ( 13 )

где Т - односторонний допуск расстояния между осями отверстий в заготовке; s-сумма максимальных односторонних радиальных зазоров;

 e- сумма эксцентриситетов втулок;  e_п.и. - сумма погрешностей от перекосов инструментов, определяемых по формулам (22)-(25)

, ( 14 )

где s₁ и s₂- максимальные радиальные зазоры соответственно между сменными и постоянными втулками; s₃ и s₄ - максимальные зазоры соответственно между втулками и инструментом

e = e ₁ +e₂ +e₃ + e_{4 ,} ( 15 )

г де е₁ и е₂ - допуски соосности сменных втулок; е₃ и е₄ - допуски соосности постоянных втулок. Обычно е₁= е ₂= е ₃= е₄ = 0,005 мм. При определении допуска расстояния между базовой плоскостью и осью кондукторной втулки величины s₂ , s₄, e₂, e₄ принимаются равными ну

лю.

Одним из последних этапов расчета приспособления на точность является этап разбивки допуска изготовления приспособления в сборе на допуски размеров деталей, являющихся составляющими звеньями сборочной размерной цепи приспособления. И в заключении составляются технические требования сборочного чертежа спроектированного приспособления.