6.1.Расчет погрешности выполнения размера 7±0,1 (размер 1)

1. Погрешность установки заготовки в приспособлении

Т.к. конструкторская и технологическая базы совмещены, то погрешность базирования при выполнении данного размера равна нулю:

Рассчитаем погрешность закрепления для выполняемого размера [3, т.1, стр.530].

Суммарная погрешность закрепления:

где угол между направлением выдерживаемого размера и направлением наибольшего перемещения.

Т.к. в данном случае , , и, следовательно:

,

где - погрешность, возникающая из-за непостоянства силы закрепления;

- погрешность, возникающая из-за неоднородности шероховатости базы заготовок;

- погрешность, возникающая из-за неоднородности волнистости базы заготовок.

составляющая погрешности закрепления, возникающая из-за износа опорной поверхности установочного элемента.

Т.к. в данном приспособлении применяется пневматический привод, то сила закрепления остается постоянной и, следовательно,

где сила, действующая по нормали на опору ( );

– предел текучести материала заготовки (для стали 45 - =450 МПа);

А – номинальная площадь опоры (А = 602 мм²);

- безразмерный коэффициент стеснения, характеризующий степень упрочнения поверхностных слоев обработанных баз заготовки (по табл. 13 [3, т.1, стр.531] = 5,7);

непостоянство наибольшей высоты неровностей профиля (по табл. 13 [3, т.1] 30 мкм).

- безразмерный приведенный параметр кривой опорной поверхности, характеризующий условия контакта базы заготовки с опорой.

где безразмерный параметр опорной кривой (по табл. 13 [3, т.1, стр.531] 2,8 мкм);

безразмерный параметр опорной кривой (по табл. 13 [3, т.1, стр.531] 1,2 мкм);

наибольшая высота неровностей профиля (по табл. 13 [3, т.1, стр.531] 37,8 мкм).

Следовательно:

где упругая постоянная материалов контактирующих заготовки и опоры, 1/ГПа;

W_з, R_ВЗ – соответственно высота и длина волны поверхности (по табл. 13 [3, т.1, стр.531] W_з = 40 мкм, R_ВЗ = 5 мкм);

ΔW_з, ΔR_ВЗ – соответственно непостоянство высоты и длины волны поверхности (по табл. 13 [3, т.1, стр.531] ΔW_з = 8 мкм, ΔR_ВЗ = 0,25 мкм).

где коэффициенты Пуассона материала опоры и заготовки соответственно (для материала опоры Сталь 20Х , для материала заготовки Сталь 45 );

модуль упругости материала опоры и заготовки соответственно (для материала опоры Сталь 20Х , для материала заготовки Сталь 45 ).

Следовательно:

1/ГПа.

Погрешность при изготовлении и сборке установочных элементов в данном случае определяется точностью изготовления опор поз. 15 по высоте (см. чертеж общего вида):

Погрешность установки приспособления на столе станка в данном случае возникает из-за непараллельности установочной поверхности приспособления поверхности стола станка (см. чертеж общего вида – допуск параллельности Т = 0,03 мм). Следовательно:

(l - длина обрабатываемого паза; d - диаметр расположения опор поз. 15).

Погрешность, возникающая вследствие износа установочных элементов приспособления _и [3, т.1, стр. 534]:

• твердость рабочей поверхности опор поз. 15 (см. чертеж общего вида) HV 615-717;

• критерий износостойкости с учетом материала заготовки и опоры П₁= 0,97 (материал опоры – сталь 20Х; материал заготовки – сталь 45 незакаленная);

• сила, действующая по нормали на опору R₂ = 1872,9 Н;

• номинальная площадь касания с базой заготовки F = 602 мм²;

• критерий нагружения опор П₂ = R₂/(FHV) = 1872,9/(602615) = 0,005;

• износостойкость опор С = m – m₁П₁ – m₂П₂ = 2248 - 12120,97 -654970,005 = 744 установки/мкм;

• поправочный коэффициент:

К = К_tK_LK_у,

где К_t – коэффициент, учитывающий время неподвижного контакта заготовки с опорами ( машинное время обработки);

K_L – коэффициент, учитывающий влияние длины L пути скольжения заготовки по опорам в момент базирования (при L ≤ 25 мм K_L = 1);

K_у – коэффициент, учитывающий условия обработки (фрезерование с охлаждением).

Следовательно:

• фактическая износостойкость С_ф = C/К = 744/0,83 = 909 установок/мкм;

• погрешность от износа опоры = N_год/С_ф = 90000/909 = 99 мкм = 0,099 мм.

Т.к. значение погрешности от износа имеет большое значение, то необходимо производить замену опорных пластин поз. 15 после обработки каждых 45000 деталей.

Тогда погрешность от износа составит:

Таким образом:

Следовательно:

2. Погрешность настройки станка

Допуск на координату установа (по чертежу общего вида размер 6±0,03) _н1 = 0,06 мм

Допуск на толщину щупа (1h6):

_н2 = 0,006 мм.

Следовательно:

3. Погрешность метода обработки

6.1.4. Суммарная погрешность формы обрабатываемой поверхности в результате геометрических неточностей станка

_г = = 0,004 мм – биение шпинделя станка.

6.1.5 Суммарная погрешность

Следовательно, условие обеспечение точности выполняется (0,145 мм 0,200 мм).

2. Расчет погрешности выполнения требования симметричности Т = 0,2 мм (размер 3)

1. Погрешность установки заготовки в приспособлении

При выполнении не указанного на рабочем чертеже детали допуска симметричности конструкторской базой является ось поверхности Ø92; технологической - точка пересечения наклонных граней установочной призмы. Т.к. конструкторская и технологическая базы лежат в одной плоскости и их проекции на направления выполнения размера совпадают, то погрешность базирования равна нулю:

Погрешность закрепления для выполняемого размера равна нулю, т.к. сила зажима направлена перпендикулярно выполняемому размеру:

Погрешность при изготовлении и сборке установочных элементов в данном случае равна нулю, т.к. ось обрабатываемого паза совпадает с осью призмы (установочная призма обеспечивает точное центрирование заготовки по оси):

Погрешность установки приспособления на станке будет определяться максимальным зазором между направляющими призматическими шпонками и Т-образным пазом стола. Посадка шпонки в паз стола станка

Следовательно:

Погрешность, возникающая вследствие износа установочных элементов приспособления _и [3, т.1, стр. 534]:

Погрешность, возникающая вследствие износа установочных элементов приспособления _и [3, т.1, стр. 534]:

• твердость рабочей поверхности призмы поз. 51 HV 615-717;

• критерий износостойкости с учетом материала заготовки (сталь 45 незакаленная) и опорной призмы (сталь 20Х) П₁=0,97;

• сила, действующая по нормали на опору R₁ = 354,7 Н;

• номинальная площадь касания с базой заготовки F = 61 мм²;

• критерий нагружения опор П₂ = R₁/(FHV) = 354,7/(61615) = 0,009;

• износостойкость опор С = m – m₁П₁ – m₂П₂ = 1818 - 10140,97 - -13090,009 = 822 установки/мкм;

• поправочный коэффициент:

К = К_tK_LK_у,

где К_t – коэффициент, учитывающий время неподвижного контакта заготовки с опорами ( машинное время обработки);

K_L – коэффициент, учитывающий влияние длины L пути скольжения заготовки по опорам в момент базирования (при L ≤ 25 мм K_L = 1);

K_у – коэффициент, учитывающий условия обработки (фрезерование с охлаждением).

Следовательно:

• фактическая износостойкость С_ф = C/К =822/0,83 = 990 установок/мкм;

• погрешность от износа опоры = N_год/С_ф = 90000/990 = 91 мкм = 0,091 мм.

Т.к. значение погрешности от износа имеет большое значение, то необходимо производить замену опорных пластин поз. 51 после обработки каждых 50000 деталей.

Тогда погрешность от износа составит:

Таким образом:

Следовательно:

2. Погрешность настройки станка

Допуск на координату установа (по чертежу общего вида размер 4±0,02) _н1 = 0,04 мм

Допуск на толщину щупа (1h6):

_н2 = 0,006 мм.

Следовательно:

6.2.3.Погрешность метода обработки

6.2.4. Суммарная погрешность формы обрабатываемой поверхности в результате геометрических неточностей станка

_г = = 0,002 мм – непараллельность направления перемещения стола направлениям подач.

6.2.5 Суммарная погрешность

Следовательно, условие обеспечение точности выполняется (0,14 мм 0,20 мм).

Данные о расчете погрешностей сведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1 Данные о погрешностях выполнения размеров

№ п/п	Наименование погрешности	Расчетная формула	Выполняемый размер, мм
			7±0,1	Т 0,2
1.	Погрешность установки:		0,098	0,105
1.1.	погрешность базирования	(см. п.п. 6.1.1, 6.2.1)	0	0
1.2.	погрешность закрепления	(см. п.п. 6.1.1, 6.2.1)	0,026	0
1.3.	погрешность положения заготовки в приспособлении	(см. п.п. 6.1.1, 6.2.1)
			0,0495	0,0455
			0,008	0,07
			0,009	0
			0,095	0,105
2.	Погрешность настройки станка:		0,064	0,045
2.1.	допуск на координату установа	по чертежу общего вида	0,06	0,04
2.2.	Допуск на щуп	по 6 квалитету	0,006	0,006
2.3.	Погрешность станочника	(см. п.п. 6.1.2, 6.2.2)	0,02	0,02
3.	Погрешность метода обработки		0,012	0,012
4.	Геометрические неточности станка	см. п.п 6.1.4, 6.2.4	0,004	0,002
5.	Суммарная погрешность		0,145	0,14