Расчет припусков на механическую обработку

На самую точную поверхность - отв.Ø110_-0,0025^-0,010 припуск определим расчетно-аналитическим методом. Эскиз детали покажем на рисунке 7.2

Рисунок 7.1 – шестерня

Расчет припусков выполняем в порядке, изложенном в [1, табл.4.1] и в соответствии с примером 4.1, приведенном в [1, с. 83…87]. Результаты промежуточных расчетов сводим в табл. 7.4.1.

1. Пользуясь рабочим чертежом детали и картой технологического процесса механической обработки, запишем в табл. 7.4.1 технологические переходы обработки в порядке последовательности их выполнения от черновой заготовки до окончательной обработки.

2. Запишем значения , Т, ρ, Е и δ,

где: – высота неровностей профиля, мкм; находим по таблицам 4.3, 4.5, 4.6;

Т – глубина дефектного поверхностного слоя, мкм; находим по таблицам 4.3, 4.5, 4.6;

ρ – суммарное пространственное отклонение поверхности, мкм.

Для штампованных заготовок типа дисков с прошиваемым центральным отверстием с установкой по наружному диаметру и торцу:

ρ = , [1, с. 67]

где: – погрешность от смещения частей штампа;

– погрешность от эксцентричности прошиваемого центрального отверстия по отношению к наружному контуру заготовки.

В соответствии с [2]

=500 мкм;

= 1000 мкм;

ρ = = 1118 мкм

Вследствие копирования погрешностей при обработке находим их значение для переходов механической обработки по формуле:

= · , [1, с. 73]

где –коэффициент уточнения формы;

для зенкерования =0,06:

ρ = 1118·0,06 = 67 мкм

Для расточки черновой =0,05:

ρ = 67· 0,05 ≈ 3 мкм.

Для расточки чистовой =0,002:

ρ = 3· 0,002 ≈ 0,006 мкм

Погрешность установки определяется по формуле:

= , [1, с. 73]

где: – погрешность базирования;

– погрешность закрепления;

– погрешность заготовки в приспособлении.

Для всех переходов = 0, т.к. базирование производится в самоцентрирующем патроне.

= 600 мкм – при установке штамповки в 3- кулачковом патроне. [1, табл. 4.10]

= 50 мкм – для токарной операции [1, с.74]

= 0 - для однопозиционной обработки [1, с.74]

Для зенкерования

= = 602 мкм

= 0 – при хонинговании.

Учитываем копирование погрешности:

- для расточки черновой = 602·0,06=36 мкм;

- для расточки чистовой = 36·0,06=2,16 мкм;

Таблица.7.1-Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности Ø110_-0,025^-0,010

Технолог. Переходы Для обработки отверстия Ø110-0,025-0,010	Элем. припуска, мкм.	Расчетный припуск 2Zmin,мкм.	Расчетный размер dр, мм	Допуск δ, мкм.	Предельный Размер, мм.	Пред.знач припусков мкм.
Rz	Т	ρ	Е	dmin	dmax
Заготовка						106,254		104,6	106,2
Зенкерование					2·1619	109,492		108,872	109,492
Растачивания черновое					2·176	109,844		109,684	109,844
Растачивания чистовое			0,006	2,16	2·63	109,970		109,935	109,970
Хонингование	-	-	-		2·10	109,99		109,965	109,990
	Итого:

3. Расчетные минимальные припуски определяются по формуле: =2( ), [1, табл. 4.2]

где: индекс (і-1) указывает на предшествующий переход.

Для зенкерования:

=2·(150+200+ )=2·1619 мкм.

Для растачивания чернового:

=2(50+50+ )= 2·176 мкм.

Для растачивания чистового:

=2(30+30+ )=2·63 мкм.

Для хонингования:

=2(4+6+ )=2·10 мкм.

4. В графу «Расчетный размер» запишем для конечного перехода наибольший предельный размер детали по чертежу:109,99мм.

5. Для перехода, предшествующего конечному, находим расчетный размер

вычитанием из наибольшего предшествующего размера по чертежу расчетного припуска :

d_{р.растт чист}= 109,990-2·0,010= 109,970мм;

6. Аналогично находим остальные расчетные размеры.

d_{р.растт черн}= 109,97-2·0,063= 109,844мм;

d_{р зенк} =109,844-2·0.176=109,492 мм

d_{р заг} =109,492-2·1,619=106,254 мм

7. Запишем наибольшие предельные размеры по всем переходам, округляя их уменьшением расчетных размеров; округление производим до того знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

8. Определим наименьшие предельные размеры путем вычитания допуска из округленного наибольшего предшествующего размера.

7. Определим наименьшие предельные размеры вычитанием допуска из округленного наибольшего предельного размера.

d_{р заг} =106,2-1,6=104,6 мм

d_{р зенк} =109,64-0,620=108,872 мм

d_{р.растт черн} = 109,97-0,070 = 109,935мм;

d_{р.растт чист =} 109,99 – 0,025 =109,965мм

9. Запишем предельные значения припусков , как разность наименьших предельных размеров и , как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов:

2 = d_{max I} - d_{max i-1} и 2 = d_{min i}-d_{min i-1}

Для зенкерования:

2 = 108,872 - 104,6 = 4,272мм; 2 =109,492 -106,2 =3,292мм;

Для растачивания чернового:

2 = 109,684-108,87=0,814мм; 2 =109,844-109,49=0,354мм;

Для растачивания чистового:

2 = 109,935- 109,684 = 0,251мм; 2 = 109,970 – 109,844 = 0,126 мм;

Для хонингования

2 = 109,965 – 109,935= 0,030 мм;; 2 =109,99 -109,97 = 0,020 мм

9. Общие припуски:

2 =∑2 = 4270+814+251+30 = 5365мкм

=∑ = 3292+354+126+20 = 3792мкм

10. Проверяем правильность произведенных расчетов по формулам:

= δ_D-i- δ_Di = δ_D3- δ_Dд

Для зенкерования:

4272-3292=980мм; 1600-620=980 мм; 980=980

Для растачивания чернового:

814-354 = 460мм; 620-160 = 460 460=460

Для растачивания чистового:

251-126=125мм; 160-35=125 мм; 125=125

Для хонингования:

30-20=10 мм; 35-25=10 мм; 10=10

Равенства соблюдены, следовательно, расчеты были выполнены верно.

12. Общий номинальный припуск:

= + - ,

где и – верхние отклонения размеров заготовки и детали;

= 3292 + 500-25 = 3767 мм.

13. Номинальный размер заготовки:

= - = 110 – 3,767 = 106,233 мм.

14. Схему графического расположения припусков и допусков покажем на рисунке 7.4.2.

Рисунок 7.1.2– Схема графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия Ø110_-0,025^-0,010мм.

15. На остальные обрабатываемые поверхности припуски и допуски выбираются по ГОСТ7505-85. Все данные по припускам и допускам шестерни заносим в таблицу 7.4.2.

Таблица 7.1.2 - Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности шестерни (по ГОСТ 7505-85 , размеры в мм)

Поверхность	Размер	Припуск	Допуск
табличный	расчетный
	Ø163,8	2·1,75	—	+1,6 -0,8
2,3	92,5	2,5	—	+1,1 -0,5
	Ø110	2·1,6	2·2,1	+0,5 -1,0

Расчет режимов резания

Расчет режимов резания ведется на измененную операцию.

Измененными являются операции 0031.

Операция 0031. Вертикально-сверлильная. Выполняется на станке 2С170

Зенкеровать отверстие Ø101 мм.

Последовательность расчетов выполняем по [6, карта С-1].

Длина рабочего хода

L_Р.Х = L_РЕЗ +y +L_ДОП,

где L_РЕЗ – длина резания, мм;

y – длина подвода, врезания и перебега инструмента, мм;

L_ДОП - дополнительная длина рабочего хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурации детали, мм.

L_РЕЗ = 102 мм

y =2 мм

L_ДОП =0 мм – особенностей нет.

L_Р.Х =102+2=104 мм

По [6, карта С-2] находим рекомендуемые значения подачи на оборот:

для сверла Ø101,5 мм - S₀ =0,35 мм/об – по 3-й группе подач; [6, с.112]

Стойкость в минутах резания

Т_Р =Т_М·λ, [6, карта С-2]

где Т_М - стойкость в минутах машинной работы станка;

λ – коэффициент времени резания.

λ= L_РЕЗ / L_Р.Х =102/104=0,9

Т_М =90 мин [6, с.114]

Т_Р = 90·0,9=81 мин

Скорость резания принимаем по действующему техпроцессу, т.к. обработка многошпиндельная

V=15 м/мин – для зенкера Ø101,5 мм;

Частота вращения шпинделя

n=1000V/πD =1000·15/π·101,5 =47,06мин^-1 – для зенкера Ø101,5 мм;

Минутная подача

S_М = S₀ ·n=0,35·47,06=16,47мм/мин – для зенкера Ø101,5 мм;

Принимаем для шпинделя станка: S₀ =0,35 мм/об; n_ШП=45 мин^-1 ;

Тогда принятое значение для шпиндельной коробки: S_М =0,35·45=15 мм/мин

Действительные значения подач на оборот для шпинделей:

S₀ =15/45=0,33 мм/об - для зенкера Ø101,5 мм;

Основное время обработки

Т₀ =L_Р.Х / S_М =104/15=6,9 мин

Проверочные расчеты

а) определение осевой силы резания в кГ

Р₀ =Р_ТАБЛ ·к, [6, с.124]

где Р_ТАБЛ – табличное значение силы, кГ;

к – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

Р_ТАБЛ =150 кГ - для зенкера Ø101,5 мм; [6, с.124]

К=1,1 [6, с.125]

Р₀=150·1,1=165 кГ=1620 Н - для зенкера Ø101,5 мм;

б) определение мощности резания

N_РЕЗ =N_ТАБЛ ·к_N ·n/1000, [6, с.126]

где N_ТАБЛ - табличное значение мощности, кВт;

к_N - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

n - частота вращения шпинделя, мин^-1 .

N_ТАБЛ =0,7 кВт - для зенкера Ø101,5 мм; [6, с.127]

к_N =1,1

N=0,7·1,1·45/1000=0,32 кВт; для зенкера Ø101,5 мм;

в) проверим по допустимым значениям

8320 Н<9000 Н – условие выполняется

Должно выполняться условие

N_РЕЗ ≤1,2N_ДВ ·η,

где N_ДВ – мощность электродвигателя станка, кВт;

η – КПД станка.

1,2N_ДВ · η =1,2·2,2·0,8=2,11 кВт; 1,46<2,11 кВт

Значения Р₀ и N_РЕЗ меньше допустимых, следовательно, обработка на данном станке 2Н125 при принятых режимах резания возможна.

Режимы резания на остальные операции рассчитываем аналогично, результаты расчетов заносим в таблицу 7.2.1.

Операция, позиция, переход	t, мм	Lрез/Lр.х. мм	λ	Тм/Тр, мин	So, об/мин	V ,м/мин	n, мин-1	Sм, мм/мин	То, мин
003.Токарная					0,24				2,5
0031. Вертикально-сверлильная					0,35				2,5
005.Токарная
Установ А	Позиция I Загрузочная
Позиция III 1.Подрезать торец. 2. Точить поверхность Ø149		24/34     25/35	0,84     0,75		0,35     0,35	27,7     21,7		21,31     16,45	1,1
Позиция V 1. Подрезать торец.. 2.Точить поверхность Ø138		30/40   72/82	0,75   0,87		0,35   0,35	21,7   17,86		17,57   17,57
Позиция VII 5. Подрезать торец 6. Точить поверхность Ø130 и фаску Ø113	1,5     1,5	96/106	0,9     0,75		0,35     0,32			11,4     11,4
Установ Б	Позиция II 1.Точить поверхность Ø167 2.Точить поверхность Ø115 3. Расточить отв. Ø106,5	1,5	45/55   2/6     96/106	0,8   0,3     0,9		0,35   0,35     0,35			17,57
Позиция IV 2.Точить поверхность Ø163,8 3. Расточить отв. Ø108,7	1,5	20/30     96/106	0,6     0,9		0,35     0,35	57,3     57,3		17,57
Позиция VI 1. Расточить отв.Ø106,5		96/106	0,75		0,35			19,95
Позиция VIII 1. Расточить фаску отв.Ø114		2/6	0,3		0,35			19,95
	009. Токарная с ЧПУ
	1.Подрезать торец Ø292,5	2,7	15/20	0,75		0,6				0,28
	2.Точить поверхность Ø114за 2 прохода и фаску		15,3/20	0,76		0,6				0,33·2
	4. Точить поверхностØ109		26/30	0,87		0,6				0,42
	5.Подрезать выточку Ø138	0,5	6,5/8	0,81		0,6				0,05

010 Токарная
Установ А	Позиция I Загрузочная
Позиция III 1.Подрезать торец. 2. Точить поверхность Ø149		24/34     25/35	0,84     0,75		0,35     0,35	27,7     21,7		21,31     16,45
Позиция V 1. Подрезать торец.. 2.Точить поверхность Ø138		30/40   72/82	0,75   0,87		0,35   0,35	21,7   17,86		17,57   17,57
Позиция VII 1. Точить поверхность Ø140 и фаску	1,5	96/106	0,9		0,35			11,4
Установ Б	Позиция II 1.Точить поверхность Ø167 2.Точить поверхность Ø115 3. Расточить отв. Ø106,5	1,5	45/55   2/6     96/106	0,8   0,3     0,9		0,35   0,35     0,35			17,57
Позиция IV 2.Точить поверхность Ø163,8 3. Расточить отв. Ø108,7	1,5	20/30     96/106	0,6     0,9		0,35     0,35	57,3     57,3		17,57
Позиция VI 1. Расточить отв.Ø106,5		96/106	0,75		0,35			19,95
Позиция VIII 1. Расточить фаску отв.Ø114		2/6	0,3		0,35			19,95
011. Токарная с ЧПУ.
1.Подрезать торец Ø120 15,5/20 0,76 0,5 0,16   2.Точить фаску, торец и конусную поверхность 26/30 0,87 0,5 0,5   3.Точить поверхность до Ø120,6-0,16 за 3 прохода 34/36 0,93 0,4 0,36·3 3,4/ 4,2   4.Точить отверстие Ø102 с фаской 300 на выходе 3,5 14/17 0,83 0,4 0,17   5.Расточить отверстие Ø95+0,23 за 3 прохода и фаску 32/36 0,9 0,4 0,36·3     3,02   015. Алмазно-расточная.   5.Расточить отверстиеØ109 за 3 прохода и фаску 32/36 0,9 0,4 0,36·3 Операция 045. Зубофрезерная. Фрезеровать зубья m=4,5, Z=35 15/45 0,3 0,04 4,14 10,93

Операция 047. Зубофрезерная.

Фрезеровать зубья m=4,5, Z=30 15/45 0,3 0,04 4,14