Расчет припусков и определение операционных размеров расчетно-аналитическим методом

Аналитический метод определения припусков базируется на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях обработки заготовки.

Отклонения и погрешности установки определяют в каждом конкретном случае в зависимости от метода получения заготовки.

Например:

Исходные данные:

Заготовка получена штамповкой. Рассчитаем припуски на поверхность Æ45js6(±0,008) мм.

Маршрут обработки данной поверхности, оборудование, установка приведены в таблице 24.

Таблица 24 – Последовательность обработки поверхности, оборудование.

Методы обработки поверхности	№ операции	Оборудование	Установка заготовки
Точение черновое	010	16К20Ф3	В центрах
Точение чистовое	020	16К20Ф3	В центрах
Шлифование черновое	030	3М151	В центрах
Шлифование чистовое	070	3М151	В центрах

Вся указанная обработка выполняется с установкой заготовки в центрах.

Заносим маршрут обработки в графу 1 таблица 24. Данные для заполнения граф 2, 3 для штампованной заготовки взяты из [19] или по приложение 6, таблица 33, 37, 38; для механической обработки – из [19] или по приложение 6, таблица 30 – 38. Данные для графы 4 для заготовки и механической обработки взяты из [20] или по приложение 6, таблица П50.

Расчет отклонений расположения поверхностей штампованной заготовки при обработке в центрах производят по формуле (см. [19] или приложение 6, таблица П39 – П48):

мкм (37)

где D_åК – общее отклонение оси от прямолинейности;

D_У – смещение оси в результате погрешности центрования.

Общее отклонение оси от прямолинейности

D_åК=2D_К´l_К=2´0,15´441,5»132 мкм (38)

Здесь l_К – размер от сечения, для которого определяется кривизна, до ближайшего наружного торца – равен для рассматриваемого примера (см. рисунок 6)

l_К=l₁+l₂=168,5+273=441,5 мм (39)

Рисунок 6 – Эскиз вала

D_К – удельная кривизна в микрометрах на 1 мм длины (в маршруте предусмотрена правка на прессе, после которой D_К=0,15 мкм/мм (см. [19] или приложение 6,Э таблица П39 – П48)); средний диаметр, который необходимо знать для выбора величины D_К, определяется как

мм

Смещение оси заготовки в результате погрешности центрования

мм (40)

где Т=1,8 мм – допуск на диаметральный размер базы заготовки, использованной при центровании [3].

Таблица 25 – Результаты расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам

Маршрут обработки	Элементы припуска, мкм	Расчетный	Операционный допуск Td	Округленные размеры по переходам, мм	Предельные припуски, мм
Rz	h	Då	ei	2Zmin, мкм	min размер, мм	di max	di min	2Zmax	2Zmin
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Штамповка	160	200	530	-		47,198	1600 16	48,798	47,20	-	-
Точение
черновое	50	50	32	0	1780	45,418	390 13	45,808	45,50	2,990	1,780
чистовое	25	25	1,2	0	264	45,154	160 11	45,314	45,20	0,494	0,264
Шлифование
черновое	10	20	0	0	102	45,052	39 8	45,091	45,10	0,223	0,102
чистовое	5	15	--	--	60	44,992	16 6	45,008	45,00	0,083	0,060

Величину остаточных пространственных отклонений чернового обтачивания определяют по формуле

D_r=K_У´D_å=0,06´530=31,8 мкм (41)

где K_У – коэффициент уточнения, равный 0,06 (см. [19] или приложение 6, таблица П49).

Величину остаточных пространственных отклонений чистового обтачивания рассчитываем аналогично (29)

D_r=K_У´D_å=0,04´31=1,24 мкм

Расчетные величины отклонений расположения поверхностей заносим в графу 4 таблица 25.

Минимальные припуски на диаметральные размеры для каждого перехода рассчитывают по формуле:

1. Черновое точение

мкм;

2. Чистовое точение

мкм;

3. Предварительное шлифование

мкм;

4. Чистовое шлифование

мкм.

Расчетные значения припусков заносим в графу 6 таблица 25.

Расчет наименьших размеров по технологическим переходам начинаем с наименьшего (наибольшего) размера детали по конструкторскому чертежу и производим по зависимости 30 в последовательности

(42)

1. Предварительное шлифование

d_{min шлиф чер}=44,992+0,060=45,052 мм;

2. Чистовое точение

d_{min ток.чис}=45,052+0,102=45,154 мм;

3. Черновое точение

d_{min ток.чер}=45,154+0,264=45,418 мм;

4. Заготовка

d_{min заг}=45,418+1,780=47,198 мм.

Наименьшие расчетные размеры заносим в графу 7 таблица 25, наименьшие предельные размеры (округленные) в графу 10 таблица 25.

Наибольшие предельные размеры по переходам рассчитываем по зависимости 31 в последовательности:

(43)

1. Окончательное шлифование

d_{max шлиф чис}=44,992+0,016=45,008 мм;

2. Предварительное шлифование

d_{max шлиф чер}=45,052+0,039=45,091 мм;

3. Чистовое точение

d_{max ток чис}=45,154+0,160=45,314 мм;

4. Черновое точение

d _{max ток чер}=45,418+0,390=45,808 мм;

5. Заготовка

d _{max заг}=47,198+1,600=48,798 мм.

Результаты расчетов заносим в графу 9 таблица 25.

Фактические минимальные и максимальные припуски по переходам рассчитываем в следующей последовательности

Максимальные припуски

45,091-45,008=0,083 мм;

45,314-45,091=0,223 мм;

45,808-45,314=0,494 мм;

48,798-45,808=2,990 мм.

Минимальные припуски:

45,052-44,992=0,060 мм;

45,154-45,052=0,102 мм;

45,418-45,154=0,264 мм;

47,198-45,418=1,780 мм.

Результаты расчетов заносим в графы 11 и 12 таблица 25.

Определяем общие припуски:

Общий наибольший припуск Z_{O max}=åZ_max=0,083+0,223+0,494+2,990=3,790 мм;

Общий наименьший припуск Z_{O min}=åZ_min=0,060+0,102+0,264+1,780=2,206 мм.

Проверяем правильность расчетов по уравнению

Z_{O max}-Z_{O min}=3,790-2,206=Т_ЗАГ-Т_ДЕТ=1,600-0,016=1,584 мм.

Условие проверки выполнено, значит, расчёт припусков выполнен верно.

После определения припусков, допусков и промежуточных размеров разрабатывается схема расположения полей припусков, допусков и промежуточных размеров (см. рисунок 7).