Расчет припусков и операционных размеров

2. Расчет припусков и операционных размеров

Припуск – слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали.

Расчетной величиной является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.

Промежуточные размеры, определяющие положение обрабатываемой поверхности, и размеры заготовки рассчитывают с использованием минимального припуска.

Для определения минимального припуска используются следующие формулы:

► при последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск):

(1)

► при параллельной обработке противолежащих поверхностей (двусторонний припуск):

(2)

► при обработке наружных и внутренних поверхностей (двусторонний припуск):

(3)

где:  – высота неровностей профиля на предшествующем переходе,

 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе,

 – суммарные отклонения расположения поверхности,

 – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе

Расчетные и максимальные значения припусков определяются по формулам:

(4)

(5)

Общие припуски определяются как сумма межоперационных (расчетных).

(6)

Если расчет выполнен правильно, должны выполняться условия:

(7)

(8)

2.1 Расчет припусков на размер Ø29,96-0,021 Ra = 0,63

1) Обработку указанной поверхности следует производить в 5 этапов:

I Точение предварительное;

II Точение окончательное;

III Шлифование черновое;

IV Шлифование чистовое;

V Полирование.

2)     Для обработки целесообразно выбрать в качестве технологической базы ось заготовки, которая является двойной направляющей базой.

3)     Определим значения шероховатости и дефектного слоя заготовки, зная, что масса заготовки составляет 9,550 кг по таблице №3 [1]:

Определяем значения шероховатости и дефектного слоя на каждой операции по таблице №5 [1].

► Точение предварительное: R_z = 80, П = 50

► Точение окончательное: R_z = 20, П = 25

► Шлифование черновое: R_z = 10, П = 20

► Шлифование чистовое: R_z = 2,5, П = 15

► Полирование: R_z = 0,63, П = 5

4) Определяем значение допусков Т для соответствующих операций по таблице №10 [1]. Для окончательной операции значение допуска берется с чертежа детали.

► Точение предварительное: Т = 390 мкм;

► Точение окончательное: Т = 100 мкм;

► Шлифование черновое: Т = 62 мкм;

► Шлифование чистовое: Т = 39 мкм;

► Полирование: Т = 21 мкм.

5)     Определяем допуск на заготовку по таблице №23 [1] – 2^-ая и 3^-я графы: Т_заг = 1,10 + 0,55 = 1,65 мм = 1650 мкм.

6)     Определим пространственные отклонения:

Для заготовки (р_заг) по таблице №4 (для установки вала по центровым отверстиям) [1]:

(9)

(10)

где: ∆_к – допускаемая удельная кривизна поковок типа валов;

L – общая длина заготовки;

Т – допуск на базовой поверхности заготовки при зацентровке.

(11)

(12)

Пространственные отклонения при предварительном точении:

Пространственные отклонения при окончательном точении:

На операциях шлифования и полирования пространственные отклонения малы и не учитываются.

7) Определяем погрешность установки. На всех операциях деталь устанавливается по центровым отверстиям, ввиду чего погрешность установки

8) Определение расчетных значений минимальных припусков:

(13)

9)         Расчётные пропуски определяем по формуле (5):

10)  Расчётные размеры определим по формуле:

(14)

11)  Наибольшие предельные размеры определяются путем округления в большую сторону соответствующих расчетных размеров.

12)  Определение наименьших предельных размеров:

(15)

13)  Определение предельных значений припусков выполним по формуле:

(16)

(17)

14)  Проверка расчётов производится по формуле (7):

i			Правильность расчёта
1	6000 – 3960 = 2040	1650 + 390 = 2040	верно
2	920 – 430 = 490	390 + 100 = 490	верно
3	376 – 214 = 162	100 + 62 = 162	верно
4	161 – 60 = 101	62 + 39 = 101	верно
5	95 – 35 = 60	39 + 21 = 60	верно

Следовательно, для каждой операции расчет припуска выполнен правильно.

По формуле () произведём проверку общего припуска:

Т.к. левая часть уравнения совпадает с правой, то расчет общего припуска выполнен правильно.

Ввиду того, что все условия выполняются, расчет припусков выполнен правильно.

Таблица 1. Расчёт припусков на размер Ø29,96_-0,021 R_a = 0.63

Технологические операции и переходы	Элементы припуска, мкм				Минимальный припуск, мкм	Расчётный припуск, мкм	Расчётный размер, мкм	Допуск, мкм	Предельное значение припусков, мкм		Предельные размеры заготовки, мм
	Rz	П	ρ	ε	Zmin	Zрасч	А	Т			НМ	НБ
Заготовка	240	250	1443				36,801	1650			32,25	39,6
Точение предварительное	80	50	87	0	3865	5515	31,286	390	3960	6000	30,9	31,29
Точение окончательное	20	25	58	0	434	824	30,462	100	430	920	30,37	30,47
Шлифование черновое	10	20	0	0	206	306	30,156	62	214	376	30,094	30,156
Шлифование чистовое	2,5	15	0	0	60	122	30,034	39	60	161	29,995	30,034
Полировка	0,63	5	0	0	35	74	29,96	21	35	95	29,939	29,96

2.2 Расчет припусков на размер Ø Ra = l,25

1) Обработку указанной поверхности следует производить в 5 этапов:

VI Точение предварительное;

VII Точение шлифование черновое;

VIII Шлифование чистовое;

IX Полирование.

2)     Для обработки целесообразно выбрать в качестве технологической базы ось заготовки, которая является двойной направляющей базой.

3)     Определяем значения шероховатости и дефектного слоя на каждой операции по таблице №5 [1].

► Точение предварительное: R_z = 80, П = 50;

► Точение окончательное: R_z = 20, П = 25;

► Шлифование черновое: R_z = 10, П = 20;

► Шлифование чистовое: R_z = 2,5, П = 15;

► Полирование: R_z = 1,25, П = 5.

4) Определяем значение допусков Т для соответствующих операций по
таблице №10 [1]. Для окончательной операции значение допуска
берется с чертежа детали.

► Точение предварительное: Т = 460 мкм

► Точение окончательное: Т = 120 мкм

► Шлифование черновое: Т = 74 мкм

► Шлифование чистовое: Т = 30 мкм

► Полирование: Т = 15 мкм

5) Определяем погрешность установки. На всех операциях деталь устанавливается по центровым отверстиям, ввиду чего погрешность установки

6)     Недостающие данные берем из предыдущего расчета припусков, т.к. они повторяют те, что уже были найдены.

7)     Определение расчетных значений минимальных припусков:

(18)

8)     Расчетные припуски:

(19)

9)     Расчетные размеры:

(20)

10)      Наибольшие предельные размеры определяются путем округления в большую сторону соответствующих расчетных размеров. Поскольку допуск готовой детали задан и с верхним, и с нижним отклонением, то на последней операции предельный наибольший размер принимаем по верхнему отклонению детали.

11)      Определение наименьших предельных размеров:

(21)

12)    Определение предельных значений припусков:

(22)

(23)

13)    Проверка расчётов формула (7):

i			Правильность расчёта
1	6040 – 3930 = 2110	1650 + 460 = 2110	верно
2	1010 – 430 = 580	460 + 120 = 580	верно
3	405 – 211 = 194	120 + 74 = 194	верно
4	164 – 60 = 104	74 + 30 = 104	верно
5	62 – 15 = 47	30 + 17 = 47	верно

Следовательно, для каждой операции расчет припуска выполнен правильно.

По формуле () произведём проверку общего припуска:

Т.к. левая часть уравнения совпадает с правой, то расчет общего припуска выполнен правильно.

Ввиду того, что все условия выполняются, расчет припусков выполнен правильно.

Таблица 2. Расчёт припусков на размер Ø R_a = 1,25

Технологические операции и переходы	Элементы припуска, мкм				Минимальный припуск, мкм	Расчётный припуск, мкм	Расчётный размер, мкм	Допуск, мкм	Предельное значение припусков, мкм		Предельные размеры заготовки, мм
	Rz	П	ρ	ε	Zmin	Zрасч	А	Т			НМ	НБ
Заготовка	240	250	1443				56,934	1650			55,35	57
Точение предварительное	80	50	87	0	3865	5515	51,419	460	3960	6040	50,96	51,42
Точение окончательное	20	25	58	0	434	894	50,525	120	430	1010	50,41	50,53
Шлифование черновое	10	20	0	0	206	326	50,199	74	211	405	50,125	50,199
Шлифование чистовое	2,5	15	0	0	60	134	50,065	30	60	164	50,035	50,065
Полировка	1,25	5	0	0	35	65	50	17	15	62	50,003	50,02