Файл: А.Н. Трусов Расчетно-аналитический метод определения припусков на механическую обработку.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.06.2024
Просмотров: 62
Скачиваний: 0
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра гибких автоматизированных производственных систем
РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИПУСКОВ
НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКУ
Методические указания к практической работе по курсу “Технология автоматизированного производства” для студентов направления подготовки 552900 “Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств”
Составитель А. Н. Трусов
Утверждены на заседании кафедры 11 января 2000 г.
Протокол № 4 Рекомендованы к печати методической комиссией по направлению 552900 14 января 2000 г. Протокол № 251
Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса КузГТУ
КЕМЕРОВО 2000
1
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Цель работы – изучить расчетно-аналитический метод определения припусков и межоперационных размеров при механической обработке деталей, научиться определять составляющие элементы припуска для конкретных производственных условий.
2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Расчетно-аналитический метод определения припусков, предложенный проф. В. М. Кованом, базируется на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях выполнения заготовок и их обработки, определении величин элементов, составляющих припуск, и их суммировании.
Расчет припусков обусловливает: оптимальные промежуточные размеры заготовок по всем технологическим переходам (от черновой заготовки до готовой детали); минимальное число технологических переходов, обеспечивающих заданное качество обрабатываемой детали; рациональный выбор установочных баз и методов обработки.
Сравнительно с опытно-статистическими величинами припусков расчет обеспечивает экономию металла (от 6 до 15 % чистого веса детали), снижение трудоемкости процессов механической обработки, уменьшение расхода режущего инструмента.
Припуском (общим) на обработку называют слой металла, удаляемый с поверхности заготовки в процессе ее обработки, определяют разностью размеров черновой заготовки и готовой детали.
Промежуточный припуск – слой металла, удаляемый на промежуточном технологическом переходе.
При обработке наружных и внутренних поверхностей вращения, а также при параллельной обработке противолежащих плоских поверхностей имеют место симметричные припуски на обработку.
Для обеспечения требуемого качества готовой детали необходимо на каждом выполняемом переходе назначать припуск, компенсирующий погрешности предшествующей обработки.
К основным погрешностям относятся:
•RZ - высота микронеровностей поверхности (шероховатость);
•h - глубина дефектного поверхностного слоя;
2
•∆∆ Σ - суммарное значение пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей;
•εε - погрешность установки на выполняемом переходе.
Ниже приведен порядок расчета припусков на обработку и операционных размеров по технологическим переходам. При выполнении расчета рекомендуется использовать расчетную таблицу (см. табл. 1).
Порядок расчета 1. Пользуясь рабочим чертежом детали и технологическим
процессом ее механической обработки, записать в расчетную таблицу (графа 1) технологические переходы получения заготовки и ее обработки до получения готовой детали в порядке их выполнения для каждой элементарной поверхности.
2.Записать для каждого перехода значения составляющих
припуска RZ, h, ∆ Σ , ε (графы 2 – 5) и допуска на выполняемые размеры Ti (графа 8).
3.Определить расчетные величины минимальных припусков
(графа 6) Zi min (здесь и далее i – номер технологического перехода) на обработку по всем переходам, используя формулы:
а) для асимметричного припуска при последовательной обработке противолежащих поверхностей
Zi min = Rz i-1 + hi-1 + ∆ Σ i-1 + ε i ; |
(2.1) |
б) для симметричного припуска при параллельной обработке противолежащих поверхностей, при параллельном подрезании торцов тел вращения
2Zi min = 2 (Rz i-1 + hi-1 + ∆ Σ i-1 + ε i) ; |
(2.2) |
в) для симметричного припуска при обработке наружных и внутренних поверхностей тел вращения
2Zi min = 2 (Rz i-1 + hi-1 + ∆ Σ2i− 1 + ε i2 ) . |
(2.3) |
4. Записать для конечного перехода в графу 7 “Расчетная величина” наименьший (для внутренних поверхностей - наибольший) предельный размер детали по чертежу.
3
5.Для перехода, предшествующего конечному, определить расчетный размер прибавлением к наименьшему предельному размеру (для внутренних поверхностей – вычитанием из наибольшего предельного размера) по чертежу расчетного минимального припуска Zi min.
6.Последовательно определить расчетные размеры для каждого предшествующего перехода прибавлением к расчетному размеру, следующему за ним смежного перехода (для внутренних поверхностей
–вычитанием из расчетного размера), расчетного минимального припуска Zi min (продолжается заполнение графы 7).
7.Записать наименьшие (для внутренних поверхностей – наибольшие) предельные размеры по всем технологическим переходам, округляя их увеличением (уменьшением) расчетных размеров. Округление проводить до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода. Результат записать в графу 10.
8.Определить наибольшие предельные размеры прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру (для внутренних поверхностей – наименьшие предельные размеры вычитанием допуска из округленного наибольшего предельного размера). Результаты занести в графу 9.
9.Записать предельные значения припусков Zmax как разность наибольших предельных размеров и Zmin как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов
(для внутренних поверхностей соответственно Zmax определяют как разность наименьших предельных размеров, а Zmin как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов). Соответственно заполняют графы 11 и 12.
10.Определить общие припуски ZО max и ZО min , суммируя промежуточные припуски на обработку.
11.Проверить правильность расчетов по формулам
Zi max − Zi min = Ti− 1 − Ti ; |
|
(2.4) |
||
2Zi max − |
2Zi min = |
TDi− 1 − |
TDi ; |
(2.5) |
ZO max − |
ZO min = |
TЗ − Т Д |
; |
(2.6) |
2ZO max − 2ZO min = TDЗ − |
TDД , |
(2.7) |
||
где Тi (ТDi)- допуск на промежуточный размер (диаметр); ТЗ (ТDЗ) - допуск на заготовку (диаметр заготовки); ТД (ТDД)- допуск на размер детали (диаметр).
4
12. Определить общий номинальный припуск ZO ном по формулам (он служит для сопоставления с табличными или производственными данными):
а) для наружных поверхностей
ZO ном = ZO min + НЗ - НД , |
(2.8) |
2ZOном = 2ZO min + HDЗ – HDД , |
(2.9) |
где Н, (HD) – нижнее отклонение соответствующего размера (диаметра).
б) для внутренних поверхностей
ZO ном = ZO min + ВЗ - ВД , |
(2.10) |
2ZOном = 2ZO min + ВDЗ – ВDД , |
(2.11) |
где В, (ВD) – верхнее отклонение соответствующего размера (диаметра).
В связи с разнохарактерностью расчетов для наружных и внутренних поверхностей рекомендуется предварительно соответственно сгруппировать поверхности детали. При обработке взаимосвязанных плоских поверхностей от переменных баз рекомендуется строить размерные цепи, определяющие взаимосвязь обрабатываемой поверхности с измерительной базой.
Для определения составляющих припуска по переходам используют справочные таблицы. Так, в табл. П1 – П3 приложения приведены значения RZ и h для основных видов заготовок, различных методов механической обработки заготовок из проката, штамповок и отливок, а также для распространенных видов обработки отверстий.
Расчет значений суммарных пространственных отклонений ∆ Σ для различных видов заготовок при их обработке на первой операции приведен в [5]. Для расчета остаточных пространственных отклонений на последующих переходах удобно пользоваться формулой
∆ Σ .i = K у∆ Σ .i− 1 , |
(2.12) |
где КУ – коэффициент уточнения (табл. П4 приложения). Погрешность установки определяют по формуле
5 |
|
ε = ε б2 + ε з2 + ε пр2 , |
(2.13) |
где ε б – погрешность базирования [5, табл. 18, с. 45-48]; ε з – погрешность закрепления [2]; ε пр – погрешность положения заготовки в при-
способлении [2]. Также погрешность установки ε можно определить из
[5, с. 40-55].
По результатам расчета строят графическую схему расположения припусков и допусков (см. например рис. 2).
3. ПРИМЕР РАСЧЕТА ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ
Задача (пример взят из [4]). Трехступенчатый вал (сталь 45) изготовляют из штампованной заготовки II класса точности (рис. 1). Масса заготовки 2 кг. Токарной операции предшествовала операция фрезерно-центровальная, на которой деталь базировалась по шейкам
D1и D3 (D1 = D3 = 25 мм). Шейка вала D2 имеет диаметр 55h6-0,02. Рассчитать промежуточные припуски для обработки шейки D2 аналитиче-
ским методом. Рассчитать промежуточные размеры для выполнения каждого перехода.
Решение. Соответственно заданным условиям устанавливаем маршрут обработки ступени [5, с. 8-9, табл.4]:
• черновое обтачивание;
6
•чистовое обтачивание;
•предварительное шлифование;
•окончательное шлифование.
Вся указанная обработка выполняется с установкой заготовки в центрах. Заносим маршрут обработки в графу 1 (см. табл. 1). Данные для заполнения граф 2, 3 для штампованной заготовки взяты из [5, с. 186, табл.12], для механической обработки – из [5, с. 188, табл. 25]. Данные графы 8 для заготовки взяты из [3, с. 245, табл. 47], а данные для обработки резанием – из [5, с. 8, табл. 4].
Расчет отклонений расположения поверхностей.
Величину отклонений ∆ Σ (в мкм) для штампованной заготовки при обработке в центрах определим по формуле [5, с. 187, табл. 18]:
∆ Σ = ∆ 2Σ К + ∆ У2 = 242 + 5002 ≈ 500, (3.1)
где ∆ Σ К – общее отклонение оси от прямолинейности, мкм; ∆ У – смещение оси заготовки в результате погрешности центрования, мкм.
В свою очередь: |
|
∆ Σ К = 2∆ КlК = 2 0,15 80 = 24 , |
(3.2) |
где lК – размер от сечения, для которого определяется кривизна до торца заготовки, равный (lК =L1 + L2) для рассматриваемого случая 80 мм; ∆ К – удельная кривизна, мкм на 1 мм длины (в маршруте предусмотрена правка заготовки на прессе, после которой ∆ К = 0,15 мкм/мм) [5, с. 186, табл. 16]; средний диаметр, который необходим для определения ∆ К , найдем как:
D |
|
= D1L1 + |
D2L2 + ...+ |
DnLn = |
25 30 + 55 50 + 25 70 = 35 . |
(3.3) |
ср |
|
L |
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Смещение оси заготовки ∆ У рассчитаем по формуле |
|
||||
|
|
∆ У = |
0,25 Т 2 + |
10002 = |
0,25 18002 + 10002 = 500, |
(3.4) |