Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Расчет припусков на механическую обработку заготовок




 

Теоретические положения.

 

1.1. Понятие о припуске и методы его определения.

 

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

Припуски подразделяются на общие, т.е. удаляемые в течение всего процесса обработки данной поверхности, и межоперационные, удаляемые при выполнении отдельных операций (переходов).

Размер общего припуска определяют разностью между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу; припуск задается на сторону.

Величина межоперационного припуска определяется разностью размеров, полученных на предыдущей и последующей операциях.

Операционный припуск равняется сумме промежуточных припусков, т.е. припусков на отдельные переходы, входящие в данную операцию.

Промежуточные припуски имеют важное значение в процессе разработки технологических операций механической обработки деталей. Правильное назначение промежуточных припусков обеспечивает экономию материальных и трудовых ресурсов, качество выпускаемой продукции, снижает себестоимость изделий.

Припуск на обработку поверхностей деталей может быть назначен по соответствующим справочным таблицам, ГОСТам или на основе расчетно-аналитического метода.

ГОСТы и таблицы позволяют назначать припуски независимо от технологического процесса обработки детали и условий его осуществления и являются завышенными. Поэтому табличный (статистический) метод рекомендуется применять в единичном и серийном производстве для обеспечения быстрой подготовки производства по выпуску планируемой продукции.

В массовом и крупносерийном производстве используют расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку (РАМОП), разработанный профессором В. М. Кованом.

Применение РАМОП позволяет обеспечить экономию материала, электроэнергии и других ресурсов производства.

 

1.2. Расчетно-аналитический метод определения припусков.

 

Расчетно-аналитический метод определения припусков базируется на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях обработки заготовки. Расчетной величиной припуска является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе или операции и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.

Минимальный припуск расчетно-аналитическим методом определяют по формулам, приведенным в таблице 1.

Таблица 1.

Вид обработки Расчетная формула
1. Последовательная обработка противоположных или отдельно расположенных поверхностей. 2. Параллельная обработка противоположных плоскостей 3. Обработка наружных или внутренних поверхностей вращения. 4. Обработка цилиндрической поверхности заготовки, установленной в центрах; бесцентровое шлифование. 5. Развертывание плавающей разверткой; протягивание отверстий. 6. Суперфиниш, хонингование, полирование и раскатка (обкатка)

где - минимальный односторонний припуск на выполняемом переходе; - высота микронеровностей профиля на предшествующем технологическом переходе [1, таблица 2] - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе (обезуглероженный или отбеленный слой) [таблица 2]; - суммарное значение пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей от правильной формы (коробление, эксцентричность и др.), оставшихся после выполнения предшествующего перехода (суммарное значение пространственных отклонений уменьшается с каждым следующим переходом: ;

- погрешность установки заготовки на выполняемом переходе

 

Таблица 2.

Шероховатость и величина дефектного слоя поверхностей, полученных различными методами.

Метод обработки Шероховатость Rz, мкм Дефектный слой, мкм
Литье в песчаные формы (ручная формовка) Литье в песчаные формы (машинная формовка) Литье в металлические формы Центробежное литье Литье в оболочковые формы Литье по выплавляемым моделям Литье под давлением Поковка Штамповка обычной точности Штамповка повышенной точности Прокат горячекатаный обычной точности Прокат горячекатаный повышенной точности Прокат холоднотянутый калиброванный Рубка на прессах и ножницах Разрезание пилами на станках Точение черновое Точение получистовое Точение чистовое Точение тонкое Строгание предварительное Строгание окончательное Сверление Сверление глубокое Зенкерование черновое Зенкерование чистовое Развертывание предварительное Развертывание чистовое Фрезерование обдирочное Фрезерование чистовое Фрезерование тонкое Протягивание черновое Протягивание чистовое Растачивание черновое Растачивание чистовое Растачивание алмазное Шлифование предварительное Шлифование чистовое Шлифование тонкое Хонингование Суперфиниширование Притирка предварительная Притирка окончательная Полирование 100-500 80-300 100-200 40-100 20-80 10-40 10-40 300-500 100-250 80-200 80-150 50-100 40-80 100-300 80-160 80-150 30-50 15-25 6-10 80-150 15-25 80-150 15-30 30-50 20-30 10-20 6-10 80-150 20-50 3,2-6,3 6-10 3,2-6,3 40-80 10-20 3,2-6,3 20-40 5-10 1,6-3,2 1-3,2 0,2-0,8 0,8-3,2 0,1-0,4 0,1-0,4 200-600 150-400 100-300 100-200 150-250 80-150 80-150 400-600 200-400 150-300 100-150 80-150 50-100 100-150 100-150 50-100 40-60 20-30 10-20 100-150 20-30 50-100 25-50 40-50 30-40 15-25 5-10 80-100 40-60 10-30 10-20 5-10 50-100 15-30 4-10 30-50 15-25 5-10 3-6 3-5 3-5 3-5 2-3

 

Таблица 3. Погрешность установки заготовки в патронах без выверки Установка в пневмопатроне Погрешности (мкм) при диаметре базовой поверхности, мм 80-120 280/90 440/100 440/100   90/90 45/60
50-80 240/80 380/90 380/90   80/80 40/50
30-50 200/75 320/80 320/80   70/70 35/40  
18-30 170/65 260/70 260/70   60/60 30/35
10-18 140/60 220/60 220/60   50/50 25/30
Установка в трехкулачяковом самоцентрирующем патроне 80-120 350/110 500/120 500/120   120/100 60/80
50-80 300/100 420/110 420/110   100/90 50/70
30-50 250/90 370/100 370/100   80/80 40/60
18-30 200/80 320/90 320/90   70/70 35/50
10-18 175/70 270/80 270/80   60/60 30/40
Метод получения заготовки Литье в кокиль Горячая штамповка Горячекатанный прокат Все виды заготовок: черновая обработка чистовая обработка  

 

Продолжение табл. 3. Погрешность установки заготовки на постоянные опоры в приспособлениях С пневматическим зажимом с установкой заготовки на опорные штифты Погрешность установки и закрепления (мкм) для деталей с размерами, мм   80-120                    
  50-80                      
  30-50                    
  18-30                      
  10-18                      
С пневматическим зажимом с установкой заготовки на опорные пластинки   80-120                    
  50-80                      
  30-50                      
  18-30                      
  10-18                      
С винтовыми или эксцентриковыми зажимами на опорные штифты   80-120                    
  50-80                      
  30-50                    
  18-30                    
  10-18                    
С винтовыми или эксцентриковыми зажимами на опорные пластинки   80-120                    
  50-80                    
  30-50                    
  18-30                    
  10-18                    
Способ получения поверхности заготовки Литье: в песчанную форму машинной формовки по металлической модели   в постоянную форму   по выплавляемой модели   под давлением   Горячая штамповка   Горячекатанный прокат   Черновая обработка   Чистовая обработка   шлифование

 

Суммарные отклонения расположения поверхностей штампованной заготовки при обработке в патроне:

Для наружной поверхности:

(1)

где - отклонение расположения заготовки, штампуемой в различных половинах штампа;

- величина деформации (коробление заготовки) при ее остывании;

Для внутренней поверхности:

(2)

где - величина эксцентричности отверстий, прошиваемых на прессах или горизонтально-ковочных машинах;

При обработке детали в центрах:

(3)

где - величина отклонения расположения заготовки при центровке.

(4)

где - допуск на диаметр базовой поверхности заготовки, использованный при центровке, мм.

 

 

1.3. Порядок расчёта припусков и предельных размеров по технологическим переходам.

 

Для удобства определения промежуточных припусков исходные и расчётные данные по каждой операции (переходу) заносят в расчётную карту (табл. 4).

Расчёт выполняют в следующей последовательности:

1. В расчётной карте указывают размер, определяющий положение обрабатываемой поверхности и технологические переходы в порядке их выполнения при обработке.

2. Для каждого перехода записывают значения Rz, T, ri, ey, TA. Допуск (ТА) и параметры качества поверхности на конечном технологическом переходе (Rz и Т) принимают по чертежу детали. На заготовку и промежуточные размеры допуск (ТА) и параметры качества определяют, согласно классу точности заготовки и квалитета, установленных на размер по каждому переходу.

Для серого и ковкого чугунов, для цветных металлов и сплавов после первого технологического перехода и для стали после термической обработки значение Т из формулы расчёта припусков исключают.

Отклонение расположения – (r) необходимо учитывать у заготовок (под первый технологический переход); после черновой и получистовой обработки лезвийным инструментом; после термической обработки.

3. Определяют расчётные величины припусков по всем технологическим переходам (согласно формул табл.1) и заносят в графу 6 расчётной карты.

4. Находят промежуточные расчётные размеры (графа 7) в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности. Т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки, путём последовательного прибавления (для наружных поверхностей) к наименьшему предельному размеру промежуточных припусков или путём последовательного вычитания (для внутренних поверхностей) от наибольшего предельного размера промежуточных припусков, т.е. для наружных поверхностей:

ai-1 min = ai min + zi min;

di-1 min = di min + 2zi min;

для внутренних поверхностей:

Ai-1 max = Аi max - Zi min;

Di-1 max = Di max– 2Zi min;

где Zi min – минимальный (расчётный) припуск на сторону на выполняемый технологический переход;

2Zi min – минимальный (расчётный) припуск по диаметру;

ai-1 min, di-1 min, Ai-1 max, Di-1 max - соответственное наименьшие и набольшее предельные размеры, полученные на предшествующем технологическом переходе;

ai min, di min, Аi max, Di max - соответственное наименьшие и набольшее предельные размеры, полученные на выполняемом технологическом переходе.

5. Наименьшие (наибольшие) предельные размеры (графа 9 или 10) по всем технологическим переходам определяют путём округления в сторону увеличения (уменьшения) расчетных размеров (графа 7), до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

6. Определяют наибольшие (наименьшие) предельные размеры (графа 10 и 9) путём прибавления (вычитания) допуска к округлённому наименьшему (и закруглённого наибольшего) предельному размеру, т.е. для наружных поверхностей.

ai-1 mах = аi min + Tai;

di-1 max= di max + Tdi;

для внутренних поверхностей:

Ai-1 min = Аi max - TAi;

Di-1 min = Di max– TDi.

7. Находят фактические предельные значения припусков zmax, как разность наибольших (наименьших) предельных размеров и zmin, как разность наименьших (наибольших) предельных размеров, предшествующего и выполняемого переходов (выполняемого и предшествующего переходов).

8. Определяют общие припуски Zo max и Zo min как сумму промежуточных припусков на обработку

Zo max = S zmax;

Zo min = S zmin .

9. Проверяют правильность проведённых расчётов по уравнениям:

Zi max – Zi min = TAi-1 – TAi;

2Zi max – 2Zi min = TDi-1 – TDi;

zo max – zi min = TA3 – TAд;

2zo max – 2zo min = TD3 – TDд;

где TAi-1, TDi-1 допуски размеров на предшествующем переходе;

TAi, TDi - допуски размеров на выполняемом переходе;

TAз, TDз - допуск на заготовку;

TAд, TDд - допуск на деталь.

10. Определяют номинальный припуск на обработку поверхностей:

наружных

zo = zo min + eiз + eiд;

2zo = 2zo min + eiз + eiд;

внутренних

Zo = Zo min + ESз – ESд;

2zo = 2zo min + EIз – EIд;

где Zo общий номинальный припуск,

eiз, eiд нижние отклонения размеров заготовки и детали,

ESз, ESд верхние отклонения размеров заготовки и детали.

11. Находят номинальные размеры заготовки, для наружных поверхностей

aз = aд + Zo;

dз = dд + 2Zo;

для внутренних поверхностей

Aз = Aд - Zo;

Dз = Dд - 2Zo.

и указывают на чертеже заготовки.

 

Пример расчёта припусков.

 

Шестерню (рис.2) изготавливают из штампованной заготовки класса точности Т2, индекс 10 по ГОСТу 7505-89.

Масса заготовки 1,8 кг, материал 15ХГН2ТА. Определить припуски, промежуточные размеры на механическую обработку отверстия Æ36+0,025 расчётно-аналитическим методом.

Решение.

1. Соответственно заданным условиям устанавливаем маршрут обработки отверстия Æ36+0,025 /1, с. 11-12, табл. 5/:

растачивание черновое

растачивание чистовое

растачивание тонкое

термообработка

шлифование.

Черновое и чистовое растачивание выполняется в самоцентрирующемся трехкулачковом патроне, тонкое растачивание и шлифование в мембранном патроне.

2. Заносим маршрут обработки в графу 1 табл.5

3. Находим нормативные значения Rz-1 и Ti-1 (табл.2) и записываем их в графы 2, 3 табл.4

4. Рассчитываем суммарные отклонения расположения поверхностей для штампованной заготовки при обработке в патроне по формуле (2):

,

где rэкс и rдеф находим по табл.6 в зависимости от класса точности и габаритов.

 

 

Таблица 4. Расчёт припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам. Предельные припуски, мкм 2Zi max     -      
2Zi min     -      
Предельные размеры, мм dmax   33,3     35,3 35,6 35,845 -   36,025   Итого:
dmin   31,8     35,05 35,5 35,806 -   36,00  
Допуск ТД, мкм       -      
Расчётный размер, мм dp   33,317     35,301 35,645 35,845 -   36,025  
Расчётный припуск, мкм 2Zi min   -     2´992 2´172 2´100 -   2´90  
Элементы припуска, мкм eyi   -     -    
ri-1         -  
Ti-1       -   -  
Rzi-1       -   -  
Технологические переходы обработки отверстияÆ36+0,025   Заготовка Растачивание: - черновое - чистовое - тонкое Термооб-работка Шлифова-ние
             

 

Таблица 5.

Отклонение от концентричности и коробление поковок типа дисков, получаемых на прессах.

Толщина (высота) или ширина поковок, мм Отклонение от концентричности отверстий rэкс, мм Коробление rдеф, мм
Класс точности
Т2; Т3 Т4; Т5 Т2; Т3 Т4; Т5
До 50 мм 0,5 0,8 0,35 0,5
Св. 50 до 120 мм 0,6 1,45 0,5 0,6

 

 

Подставив числовые значения в предыдущую формулу, получаем:

После чернового растачивания:

где ку – коэффициент уточнения формы;

rчерн = 0,06*610 = 37 мкм.

После чистового растачивания:

rчист = 0,04*610 = 24 мкм.

После тонкого растачивания:

rтонк = 0,02*610 = 12 мкм.

Учитываем величину коробления отверстия в диаметральном и осевом сечении после термической обработки:

где DК – величина удельного коробления в мкм на 1 мм длины, принимаем по [2, табл. 32, стр.72] DК = 0,08.

 

5. Определяем погрешность установки.

При черновом растачивании в самоцентрирующем патроне по табл.4

eу черн = 200 мкм.

Погрешность установки при чистовом растачивании определяем по формуле: eу чист = 0,06 × eу черн + eинд,

где eинд. - погрешность индексации при повороте блока станка.

Погрешность установки в мембранных патронах в соответствии с ГОСТ 16157-70 не превышает 40-60 мкм. Принимаем для тонкого растачивания eу = 50 мкм.

6. Определяем расчётные величины припусков по всем технологическим переходам и записываем их в графу 6.

Расчёт ведём по общей формуле:

где Rzi-1 – высота микронеровностей полученная при предшествующем технологическом переходе, мкм;

Тi-1 – глубина дефектного слоя, полученная на предшествующем технологическом переходе, мкм;

ri-1 – пространственные отклонения, полученные на предшествующем технологическом переходе, мкм;

eуi – погрешность установки, полученная на выполняемом переходе, мкм.

Черновое растачивание:

Чистовое растачивание:

Тонкое растачивание:

Шлифование:

7. Записываем в графу 7 для конечного перехода наибольший предельный размер по чертежу dp = 36,025 мм.

8. Для перехода предшествующего конечному, определяем расчётный размер вычитанием из наибольшего предельного размера по чертежу расчётного припуска.

Тонкое растачивание:

dp1 = 36,025 - 0,18 = 35,845 мм.

9. Последовательно определяем расчётные размеры: для каждого предшествующего перехода вычитаем из расчётного размера следующего за ним смежного перехода расчётного припуска и записываем в графу 7.

 

Чистовое растачивание:

dp2 = 3,845 - 0,2 = 35,645 мм.

Черновое растачивание:

dp1 = 35,645 - 0,344 = 35,301 мм.

 

Заготовка:

dp заг = 35,301 - 1,984 = 33,317 мм.

10. Записываем в графу 8 значения допусков для каждого переходов в соответствии с экономичным квалитетом точности каждого вида обработки /1, стр.11/

Растачивание черновое Тчерн = 250 мкм. /12-й квалитет/

Растачивание чистовое Тчист = 100 мкм. /10-й квалитет/

Растачивание тонкое Ттонк = 39 мкм. /8-й квалитет/

Шлифование Тшлиф = 25 мкм. /7-й квалитет, принимаем по чертежу/.

Допуск заготовки принимаем по табл. 8 ГОСТа 7505-89.

11. Записываем в графу 10 наибольшие предельные размеры по всем технологическим переходам, округляя их уменьшением расчётных размеров; округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

Заготовка – dmax =33,3 мм.

Растачивание черновое – dmax =35,3 мм.

Растачивание чистовое – dmax =35,6 мм.

Растачивание тонкое – dmax =35,845 мм.

Шлифование – dmax =36,025 мм.

Определяем наименьшие предельные размеры путём вывинчивания допуска от округлённого наибольшего предельного размера и записываем в графу 9.

Заготовка – dmax =33,3 – 1,5 = 31,8 мм.

Растачивание черновое – dmax =35,3 – 0,25 = 35,05 мм.

Растачивание чистовое – dmax =35,6 – 0,1 = 35,5 мм.

Растачивание тонкое – dmax =35,845 – 0,039 = 35,806 мм.

Шлифование – dmax =36,025 – 0,025 = 36,00 мм.

12. Определяем предельные значение припусков 2Zi min как разность наибольших размеров и 2Zi mах как разность наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов и записываем в графы 11 и 12.

 

Шлифование 2Zi min = 36,025 – 35,845 = 0,18 мм или 180 мкм.

2Zi mах = 36,00 – 35,806 = 0,194 мм или 194 мкм.

Растачивание тонкое 2Zi min = 35,845 – 35,6 = 0,245 мм или 245 мкм.

2Zi mах = 35,806 – 35,5 = 0,306 мм или 306 мкм.

Растачивание чистовое 2Zi min = 35,6 – 35,3 = 0,3 мм или 300 мкм.

2Zi mах = 35,5 – 35,05 = 0,45 мм или 450 мкм.

Растачивание черновое 2Zi min = 35,3 – 33,3 = 2 мм или 2000 мкм.

2Zi mах = 35,05 – 31,8 = 3,25 мм или 3250 мкм.

13. Определяем припуски 2Zo min и 2Zo mах, суммируя промежуточные припуски.

2Zo min = 2000 + 300 + 245 + 180 = 2725 мкм.

2Zo mах = 3250 + 450 + 306 + 194 = 4200 мкм.

14. Проверяем правильность произведённых расчётов по формуле:

2Zi max – 2Zi min = TD i-1 – TD i

Шлифование 194 – 180 = 39 – 25; 14 = 14;

Растачивание тонкое 306 – 245 = 100 – 39; 61 = 61;

Растачивание чистовое

450 – 300 = 250 – 100; 150 = 150;

Растачивание черновое

3250 – 2000 = 1500 – 250; 1250 = 1250.

и 2Zo max – 2Zo min = TDЗ – TDД

4200 – 2725 = 1500 – 25; 1475 = 1475.

Расчёт припусков выполнен правильно.

15. Определяем общий номинальный припуск на диаметр по формуле:

2Zo = 2Zmin + ESЗ – ESД,

где ESЗ – верхнее отклонение заготовки, мкм.

ESД - верхнее отклонение детали, мкм.

2Zном = 2725 + 500 – 25 = 3200 мкм = 3,2 мм.

Определяем номинальный диаметр заготовки:

Dз ном = Dд ном – 2Zо ном = 36 – 3,2 = 32,8 мм.

16. Выполняем схему графического расположения операционных припусков и размеров с допусками на обработку отверстия Æ36+0,025.

 

 

 

 

Варианты заданий.

1. Исходные данные:

 

 

 

 

           
     
 
 
Рис.2. Шестерня Шестерня

 

 


Наименование детали – шестерня:

материал 15ХГН2ТА; заготовка – поковка, изготавливаемая на кривошипном горячештамповочном прессе; класс точности Т2;

индекс 10.

 

Таблица 6.

 

Вариант № D, мм d, мм l, мм Масса поковки, кг
  36 120   2,5
  40 125   4,1
  45 130   4,7
  50 140   5,7
  56 150   6,9
  63 160   7,9
  71 170   9,1
  80 180   10,6
  90 190   11,9
  100 200   14,6
  40 130   4,1
  45 140   5,0
  50 150   5,9
  56 160   7,1
  63 170   8,3
  71 180   9,5
  80 190   10,8
  90 200   12,2
  100 210   13,9
  42 120   3,7
  48 125   4,2
  53 130   4,7
  60 140   5,5
  67 150   6,5
  75 160   7,6
  80 200   10,6
  85 210   15,0
  85 220   17,1
  90 230   23,6
  95 240   25,2
  100 230   24,1

 

 

2. Исходные данные

 

Рис.3. Вал-шестерня

 


Наименование детали – вал-шестерня:

материал сталь 15ХГН2ТА; заготовка – поковка, изготавливаемая на кривошипном горячештамповочном прессе; класс точности Т4; индекс 15.

 

Таблица 7.

 

Вариант № d, мм l, мм L, мм Масса штамповки, кг
  60     9,9
  65     14,0
  70     14,8
  80     16,3
  90     18,3
  100     21,0
  65     12,8
  70     14,3
  80     16,1
  90     18,2
  100     21,6
  60     13,3
  70     14,7
  80     16,6
  90     18,8
  100     22,6
  55     10,2
  56     10,5
  58     10,8
  62     11,3
  63     11,6
  60     10,9
  65     10,7
  70     11,3
  75     11,9
  80     12,7
  65     11,7
  70     11,5
  75     12,6
  80     12,8
  85     13,7

 

 

Цель выполнения работы.

 

Изучить методы определения припусков на механическую обработку и овладеть методикой расчетно-аналитического метода определения припусков.

 

Порядок выполнения работы.

1. Изучить методическое руководство.

2. Выписать исходные данные для заданного варианта таблицы 6, 7.

3. Изучить методику расчета припусков расчетно-аналитическим методом. /Пример стр. 10-16 /

4. Выполнить расчет припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам согласно примеру.

5. Построить схему графического расположения операционных припусков и размеров с допусками на обработку поверхности согласно рис.1.

6. Оформить и сдать отчет преподавателю.

 

 

Контрольные вопросы.

 

1. Что является исходными данными для определения промежуточного припуска?

2. Как определяется общий операционный припуск?

3. На анализе каких производственных погрешностей базируется расчетно-аналитический метод определения припусков?

4. Как назначаются допуски на размеры в технологических переходах?

5. Как определяется номинальный размер заготовки?

6. Этапы заполнения таблицы для расчета припусков.

 

Литература.

 

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1986. 656 с., ил.

2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск: Высшая школа,1983. 256 с.

3. ГОСТ 7505-89. Поковки стальные штампованные.

Допуски, припуски и кузнечные напуски.

 

 

Практическая работа №8

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...