Приложение в (рекомендуемое)

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ

1 Условие задания

Условие домашнего задания выбрано согласно двум последним цифрам номера шифра – 01.

Требуется выбрать заготовку и обосновать ее размеры для изготовления детали типа вала, указанной на рисунке 1, с размерами и параметрами шероховатости, приведенными в таблице 1 [1].

Таблица 1 – Исходные данные выбора заготовки из проката для изготовления детали типа вала (рисунок 1)

Вариант	Диаметр D			Длина L			Длина ступени l1, мм		Длина ступени l2, мм
	Размер, мм	Шероховатость Ra, мкм	Размер, мм		Шероховатость Ra, мкм
1	Ø30 h14	12,5	120 js14		12,5	40 js14		40 js14

Рисунок 1 – Вал

2 Выбор сортамента проката

Исходя из конфигурации детали, для получения заготовки принимается горячекатанный круглый прокат (ГОСТ 2590-88; [2–5]). Диаметр круглого проката определяется размером ступени Ø30 h14 и с учетом припуска под обработку составит значение от 32 мм и более.

Предельные отклонения по данному диаметру для проката обычной точности составят значения: es = +0,4 мм; ei = –0,7 мм.

Величина допуска, исходя из значений отклонений, составит T_{d заг} = 1,1 мм.

3 Выбор способа резки проката для получения заготовки под обработку по длине (размеру l)

Выбор выполняется по данным источников [3, 5, 6]. Резка заготовок производится по упору пакетом дисковой пилой на фрезерно-отрезном станке.

Допускаемые отклонения размера по длине заготовки составят значения ([6], таблица 4.4) ±1,3 мм, допуск резки, соответственно – 2,6 мм.

Параметры (R_z + T), характеризующие величину неровностей и глубину поврежденного слоя поверхности после отрезки, составят значение 0,3 мм.

Величина отклонения от перпендикулярности торца к оси заготовки ρ = 0,01D = 0,01·32 = 0,032 мм.

Величины (R_z + T) и Δ должны быть учтены при расчете припуска на обработку каждого торца заготовки.

4 Расчет припуска и предельных значений размера на обработку поверхности ø30 h14 (–0,62)

4.1 Припуски на механическую обработку определяем расчетно-аналитическим методом ([4], глава 4; [5], разделы 1, 8; [6], глава 4). Обработка выполняется на предварительно настроенном станке.

Требуемая точность (14 квалитет) и шероховатость (R_a = = 12,5 мкм) достигается однократным черновым обтачиванием ([4], глава 1; [5], раздел 2; [6], приложение 3).

Перед черновым обтачиванием заготовка подрезается по торцам с выполнением центровых отверстий. При черновом обтачивании заготовка устанавливается в самоцентрирующем патроне с поджатием задним центром.

4.2 Определение припуска на обработку начинаем с расчета значения минимального значения диаметрального припуска 2Z _{i min}

2Z _{i min} = 2[R_{z i–1} + T _i–1 + (ρ² _i–1+ ε² _i)^0,5], мкм

где индекс i означает действующий переход обработки поверхности, индекс i – 1 предыдущий переход обработки; в нашем случае это соответственно черновое обтачивание и горячекатанный прокат;

R_{z i–1} – высота неровностей, мкм, поверхности заготовки;

T _i–1 – глубина дефектного поверхностного слоя заготовки, мкм;

ρ_i–1 – суммарное отклонение расположения обрабатываемой поверхности заготовки, мкм;

ε _i – погрешность, мкм, установки заготовки при обработке поверхности.

4.3 Показатели качества поверхности сортового проката обычной точности: R_{z i–1} = 150 мкм; T _i–1 = 250 мкм ([4], глава 4; [5], таблица 2.5; [6], таблица 4.3).

4.4 Суммарное отклонение расположения обрабатываемой заготовки определяется зависимостью

ρ_i–1 = (ρ_к² + ρ_ц²)^0,5 = (9,6² + 370²)^0,5 = 375 мкм,

где ρ_к = Δ_кl = 0,12·80 = 9,6 мкм; ρ_ц = 0,25(Т_{d заг}² + 1)^0,5 = 0,25(1,1² + 1) = = 0,37 мм = 370 мкм.

Здесь:

– ρ_к – величина коробления заготовки по месту наиболее удаленного сечения обрабатываемой поверхности (L – l₂ = 120 – 40 = 80 мм); Δ_к – удельная кривизна сортового проката после правки на прессах ([4], глава 4; [5], таблица 2.16; [6], таблица 4.8);

– ρ_ц – погрешность зацентровки в самоцентрирующем зажимном устройстве на фрезерно-центровальном станке.

4.5 Погрешность установки при обработке поверхности

ε _i = (ε_б² + ε_з² + ε_пр²)^0,5,

где

– ε_б – погрешность базирования, которая в случае установки заготовки в самоцентрирующем патроне равна нулю, т. е. ε_б = 0;

– ε_з – погрешность закрепления;

– ε_пр – погрешность положения заготовки в приспособлении, вызванная неточностью изготовления приспособления, износом его установочных элементов и неточностью установки самого приспособления на станке; при укрупненных расчетах ее учитывают, как входящую в погрешность закрепления.

Таким образом, ε _i = ε_з = 370 мкм ([4], глава 4; [5], таблица 2.29; [6], таблица 4.10).

4.6 Расчетный минимальный припуск на черновое обтачивание поверхности Ø30 h14 составит

2Z _{i min} = 2[150 + 250 + (375² + 370²)^0,5] = 2·927 мкм.

4.7 Дальнейший расчет припусков и предельных размеров выполняем с использованием таблицы 1.

Таблица 1 – Расчет припусков и предельных размеров на обработку поверхности Ø30 h14(_-0,62)

Технологические переходы	Элементы припуска, мкм				Припуск 2Zmin, мкм	Расчетный размер dр, мм		Допуск Тd, мкм	Предельные размеры, мм
	Rz	Т	ρ	ε					dmin	dmax
Заготовка	150	250	375	370		31,234	1100		31,3	32,4
Черновое точение					2·927	29, 38		620	29,38		30,0

За расчетный размер диаметра для чернового обтачивания принимается его минимальный размер, определяемый полем допуска Ø30 h14 (_-0,62).

Расчетный размер диаметра заготовки определяется суммированием расчетного размера на переходе чернового обтачивания и величины минимального припуска.

Предельный минимальный размер диаметра заготовки получаем округлением в большую сторону до знака после запятой, с которым задан допуск на заготовку, т. е. до десятых.

Предельные максимальные размеры определяются увеличением минимальных предельных размеров на величину соответствующего допуска, т. е. допуска на обработанную поверхность и допуска на заготовку.

Исходя из полученных предельных значений размеров диаметра заготовки, по ГОСТ 2590–88 подбираем ближайшее в сторону увеличения сечение проката. В нашем случае это прокат Ø32^+0,4_-0,7, его допускаемые предельные размеры полностью соответствуют расчетным.