Лабораторная работа № 3 Аналитический и статистический расчет припусков на механическую обработку.

Цели работы:

1. Освоить методику определения припусков аналитическим методом.

2. Освоить методику определения припусков статистическим методом.

3. Освоить методику определения размеров заготовки.

4. Освоить методику оценки рациональности выбора метода получения заготовки.

1.Определение припусков расчетно-аналитическим методом

1.1. Уточнение типа заготовки и маршрута обработки

Деталь - зубчатое колесо, представляет собой тело вращения. Рассматриваемая поверхность детали 75h11(_-0,19) - цилиндрическая, поэтому имеет двусторонний припуск. Для расчета минимального припуска наружной цилиндрической поверхности используем формулу:

2Z_min = 2[(Rz_i-1 + h_i-1 ) + ]

Исходная заготовка - сталь горячекатаная круглая (ГОСТ 2590-71), обычной точности, в диапазоне размеров 60...78 мм имеет предельные отклонения по наружному диаметру + 0,5...1,1 мм, что примерно соответствует 15 - 16 квалитету, [1] (стр.169, таб.62).

1.2.Определение маршрута обработки и точности заготовки после каждого перехода

При проектировании маршрутного технологического процесса учитывается, что каждая последующая обработка позволяет повысить точность обработки, как правило, не более, чем на 2 квалитета

Технологический маршрут обработки поверхности в размер 75h11:

• Переход 1. Черновое точение заготовки 16 квалитета. Обеспечивает квалитет 14, допуск - Td = 740 мкм

• Переход 2. Получистовое точение заготовки 14 квалитета. Обеспечивает квалитет 12, допуск - Td = 300 мкм.

• Переход 3. Чистовое точение заготовки 12 квалитета. Обеспечивает квалитет 11, допуск - Td = 190 мкм.

Для исходной заготовки (прокат) и каждого из технологических переходов найдем значения R_z и h.

• прокат обычной точности имеет характеристики поверхности - R_z = 160 мкм, h = 250 мкм

Определение элементов припуска заготовки Определение качества поверхностного слоя заготовки для каждого перехода

Качество поверхности проката после операций механической обработки зависит от ее квалитета точности:

• после чернового точения (обдирки) - 14 квал. - R_z = 125 мкм, h = 120 мкм,

• после получистового точения - 12 квал. - R_z = 63 мкм, h = 60 мкм,

• после чистового точения 11 квал. - R_z = 10 мкм, h = 30 мкм.

1.2.1.Определение влияния погрешностей формы и расположения поверхностей.

Отклонения расположения поверхностей _i-1 учитываются:

• у заготовок (под первый технологический переход);

• после черновой и получистовой обработки (под последующий технологический переход);

• после термической обработки.

Погрешности формы и расположения возникают на предыдущей операции, в данном случае на стадии проката.

На этой операции целесообразно заготовку из проката взять длинной на несколько заготовок, чтобы было удобнее закреплять ее в патроне. Принимаем, что число деталей из заготовки равно N = 2. При номинальной длине детали L_д = 78 мм, ширине реза L_р = 5 мм (отрезной резец по ГОСТ 18884-73) и припуске на обработку торца Z_т = 1 мм (с каждой стороны) длина заготовки составит:

Lз = (Lд + 2Zт)N + Lр(N1),

Lз = (78 + 21)2 + 5(21) = 165 мм.

Токарную обработку зубчатого колеса целесообразно производить при консольном закреплении в 3-х кулачковом патроне. В этом случае суммарная погрешность будет равна отклонению оси от прямолинейности _i-1 = _к:

(0)

где: _к - общее отклонение оси детали от прямолинейности, мкм; L - длина выступающей из патрона части заготовки; _К - удельное отклонение оси заготовки от прямолинейности, мкм на 1 мм длины.

Примем длину участка крепления заготовки в патроне равной 50 мм, тогда

L=165-50=115 мм.

Для проката обычной точности длиной до 180 мм отклонение оси заготовки от прямолинейности будет равно _к =1 мкм/мм, следовательно, погрешность будет равна:

∆∑_к= 115*1/(1²+0,25)=92мкм

Переход 1 "Черновое точение"

После черновой обработки точность заготовки повысилась, однако всегда остаются "остаточные отклонения" расположения поверхностей _ост , которые определяются по формуле

_ост = _к К_у

где _к - отклонение оси заготовки от прямолинейности, мкм/мм длины;

К_у - коэффициент уточнения.

После чернового обтачивания коэффициент Ку = 0,06

Для перехода 1 суммарная погрешность будет равна:

_ост.1 = _к К_у = 920,06 = 5,52  6 мкм

Переход 2 "Получистовое точение"

Отклонение _ост.2 при Ку = 0,05 составит:

_ост.2 = _ост.1 К_у = 60,05 = 0,3 мкм

Таким значением погрешности для 12 квалитета точности можно пренебречь.