Расчетно - аналитическим методом

Для расчетов припусков на обработку используют следующие формулы: [2,9]

Минимальный припуск:

– для плоских деталей (припуск на одну сторону):

Z_{i min} = R_zi-1+ h_i-1+ ΔΣ_i-1+E_i , мкм (5.1)

– при параллельной обработке противоположных поверхностей (двухсторонний припуск) припуск равен:

2Z_{i min} = 2[R_zi-1+ h_i-1 +ΔΣ_i=1+E_i] , мкм (5.2)

– при обработке наружных и внутренних поверхностей тел вращения, минимальный припуск равен:

, мкм (5.3)

где Z_{i min} – минимальный припуск в мкм;

R_zi-1 – высота неровностей на предшествующем переходе, мкм (табл. 5.1 и 5.2);

E_i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, мкм;

ΔΣ_i-1 – суммарное отклонение расположения поверхностей, мкм.

h_i-1- глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе (обезуглероженный или отбеленный слой), мкм.

Номинальный припуск на обработку наружных поверхностей определяется по формуле: наружных

Z_i = Z_{i min}+ ei _i-1 +ei _i , (5.4)

2Z_i = 2Z_{i min}+ei_{D i-1} + ei_{D i} , (5.5)

Для внутренних поверхностей:

Z_i = Z_{i min}+ ES _i-1 - ES _i , (5.6)

2Z_i = 2Z_{i min}+ ES _{D i-1} - ES _{D i} , (5.7)

Максимальный припуск на обработку поверхностей для:

– наружных равен:

Z_imax = Z_{i min}+ Т_{D i-1} + Т_{D i} , (5.8)

2Z_imax = 2Z_{i min}+ Т_{D i-1} + Т_{D i} , (5.9)

– внутренних поверхностей:

Z_i = Z_{i min}+ Т _{d i-1} + Т_{d i} , (5.10)

2Z_i = 2Z_{i min}+ Т_{d i-1} + Т_{d i} , (5.11)

где ei _i-1 , ei_{D i-1,} ei_i, и ei_D- нижние отклонения размеров на предшествующем и выполняемом переходах; ES _i-1 ; ES _i ; ES _{D i-1} ; ES _{D i} – верхние отклонение размеров соответственно на предшествующем и выполняемом переходах;

ei_{D i-1}, ei_D, ES _{D i-1} и ES _{D i} - размеры, относящиеся к диаметральным.

Т_Di-1 , Т_di-1 –допуски размеров на предшествующем переходе, Т_Di , Т_di –допуски размеров на выполняемом переходе (табл. 5.3).

Суммарное отклонение расположения поверхностей (ΔΣ) определяется по формуле:

, (5.12)

где – погрешность коробления детали (заготовки) и в общем виде может быть определена по формуле:

, (5.13)

– удельная кривизна, мкм на мм (таблица 5.4);

d – диаметр обрабатываемой поверхности детали, мм (см. табл. «Результаты дефектовки»);

l – длина обрабатываемого участка детали, мм (см. табл. 2.2 «Справочные данные»);

– погрешность смешения оси заготовки от геометрической оси

станка.

(5.14)

где Т-(ТD или Тd) точность выполнения размера заготовки (наращенной поверхности).

Для последующих переходов, операций погрешность пространственных отклонений может быть определена, если принять условие, что каждая после

дующая операция снижает величину погрешности на 90% (т.е Т_i=0.1Т_i-1 ).

 

Таблица 5.1 Качество поверхностей заготовок

№ п/п	Масса детали (заготовки)	Rz	h
мкм
	До 0.25
	Св. 0.25 до 4
	4 25
	25 40
	40 100
	100 200

Таблица 5.2 Точность и качество поверхностей деталей после механической обработки

№	Способ обработки	Квалитет	Rz, мкм	h, мкм	№	Способ обработки	Квалитет	Rz, мкм	h, мкм
	точение	Обдирочн.					шлифование	Обдирочное	14-15
	Черновое	15-16				Черновое
	Получист.	12-14				Чистовое	6-7
	Чистовое	10-11				тонкое	5-6	2.5
	тонкое	6-7

 

 

Таблица 5.3 Кривизна Δ_к (мкм на 1 мм)

№ п/п	Вид обработки	Диаметр или размер сечения, мм
	До 120	Св.120 до 180	Св.180 до 250	Св.250 до 315	Св. 315 до 500
	Ковка				0.8	0.6
	Механическая обработка: обдирочная	1.5		0.5	0.4	0.3
	черновая	0.7	0.5	0.3	0.2	0.1
	получистовая	0.05	0.04	0.03	0.02	0.01
	После термической обработки (закалка) и правки	0.10	О.08	0.06	0.04	0.02

 

Таблица 5.4. Значения допусков Т (мкм) для размеров до 500мм

Размер, мм

Квалитет

До 3

Св. 3 до 6

»6 » 10

» 10 » 18

» 18 » 30

» 30 » 50

» 50 » 80

» 80 » 120

» 120 » 180

» 180 » 250

» 250 » 315

» 315 » 400

» 400 » 500

 

Толщина наплавляемого слоя равна [ 2 ]:

, мм (5.15)

 

где Zi - припуск на механическую обработку, предшествующую способу восстановления, с целью удаления дефектов в поверхностном слое детали (Z₁ = 0.1мм);

h_изн-величина износа восстанавливаемой поверхности детали, мм: для вала h_изн= (d_H-d_Д)2 (5.16)

для отверстия h_изн = (D_Д-D_Н)/2 (5.17)

где: d_H и D_H- диаметры поверхностей деталей соответствующих началу износа (табл. 2.2);

d_Д и D_Д -действительные диаметры поверхностей деталей (табл. «результаты дефектовки»).

-радиальный суммарный припуск на механическую обработку, мм. (табл. 5.5. и др.)

Пример: составить карту расчета припусков на обработку и предельных размеров по тех-

нелогическим переходам для шейки под шестерню распределительного вала автомобиля

ЗИЛ- 130 диаметром

Для окончательно обработанной поверхности определяет: d_mаx=30+0.036=30.036мм., d_min=30+0.015=30.015мм., Тd=0.036-0.015=0.021мм=21мкм. Значения d_max, d_ьшт и Td заносим в соответствующие ячейки на пересечений последней строки таблицы (окончательная обра­ботка) и столбцов 7-10. Определяем квалитет соответствующий последней обработке (по табл. 5. 4). Номинальному размеру d_H⁼ 30 мм. и Тd=21мкм. cоответствует 7 квалитет. В даль­нейшем пользуясь таблицей 5.2. строим технологический маршрут обработки поверхности. R_z, h и квалитеты для соответствующих операций и переходов также принимаются по табл. 5. 2. R_z и h для наплавленной поверхности принимаются по табл.5. 1.

Погрешность коробления определяем по формуле (5.14):

Δ_кор1= = = 127 мкм.;

Δ_кор2= = = 66 мкм.;

Δ_кор3= = = 31 мкм.;

Δ_кор4= = = 2 мкм.;

Δ_кор5= = = 0.

Суммарное отклонение расположения поверхностей определяется по формуле (5.14):

= =2104,мкм.; = = 220, мкм.;

= = 37,мкм.; = = 3, мкм.; = = 0.

-минимальный припуск при обработке наружных и внутренних поверхностей тел вращения определяется по формуле (5.3):

= 2[200+250+ ]= 5127 мкм.;

= 2[250+240+ ]= 1422 мкм.;

= 2[125+120+ ]= 554 мкм.;

= 2[15+15+ ]= 66 мкм.;

Наименьший расчетный диаметр определяется:

d_4min =d_5min +2Z_5min=30.015+0.066=30.081, мм;

d_3min =d_4min +2Z_4min =30.081+0.554-30.635, мм;

d_2min =d_3min +2Z_3min =30.635+1.422=32.057, мм;

d_1min = d_2min+2Z_2min =32.057+5.127=37.184, мм..

Наименьший принятые диаметры (столб. 10. табл. 5.5) получаются округлением наименьших расчетных диаметров (столб. 7) с учетом допусков Т.

Наибольшие принятые диаметры определяются по формуле: = +Td_i

=37.2+2. 1=39.3, мм.; =32.06+0.84=32.9, мм.; =30.64+0.33=30.97, мм.;

=30.081+0.084=30.165, мм; =30. 015+0.021=30.036, мм..

Наибольшие и наименьшие принятые припуски на обработку определяются по формулам:

= - и = - ;

= 39,3- 32,9 =6,4 мм.; = 37,2-32,6= 5,14 мм.; и т.д….

Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам для шейки под распределительную шестерню представлена в таблице 5.5

Таблица 5.5. Карта расчетов припуска на обработку и предельных размеров по технологическим переходам для шейки под распределительную шестерню Ø

№ п/п	Элементарная поверхность детали и технологический маршрут ее обработки	Элементы припуска, мкм	2Z min ,мкм	d min , мм	Td , мкм	Принятый окружной размер по переходам, мм	Полученные предельные припуски, мм	Квалитет
Rz	h	ΔΣ	E	dпрmax	dпрmin	2Zпрmax	2Zпрmin
	Наплавленная поверхность				-	-	37,184		39,3	37,2	-	-
	Черновое точение						32,057		32,9	32,06	6,4	5,14
	Получистовое точение						30,635		30,97	30,64	1,93	1,42
	Черновое шлифование						30,081		30,165	30,081	0,805	0,559
	Чистовое шлифование	2,5		-	-		30,015		30,036	30,015	0,129	0,066

Проверяем правильность расчета таблицы 6.1.

Td₃ – Td_д = 2Z^о_max – 2Z^о_min = 2100 – 21 = 9264-7185

2079 = 2079 (расчет верен)

Определяем толщину наплавляемого слоя:

h_напл. = Z₁ +h_изн + Z^о_max= 0,1+ 0,043 +4,632 =4,775 мм;

мм; Z₁ = 0,1 мм.

мм

Схема полей допусков шейки под шестерню приведена на рис. 5.1

Контрольные вопросы и задания

1. Что такое припуск и напуск заготовки?

2. Для расчетов минимального припуска на обработку плоских деталей (припуск на одну сторону) используют формулу?

3. Для расчетов минимального припуска на обработку плоских деталей (двухсторонний припуск) используют формулу?

4. Для расчетов минимального припуска при обработке наружных и внутренних поверхностей тел вращения (двухсторонний припуск) используют формулу?

5. Максимальный припуск на обработку поверхностей для плоских деталей (припуск на одну сторону) используют формулу?

6. Максимальный припуск на обработку поверхностей для плоских деталей (двухсторонний припуск) используют формулу?

7. Максимальный припуск при обработке наружных и внутренних поверхностей тел вращения (двухсторонний припуск) используют формулу?

8.Суммарное отклонение расположения поверхностей (ΔΣ) определяется по формуле?

9. Погрешность коробления детали (заготовки) и в общем виде может быть определена по формуле?

10. Толщина наплавляемого слоя равна может быть определена по формуле?