u_lectures

изготовлению в единицу времени и по неизмеряемому чертежу.

Учитывая все изложенное, при выборе способов обработки каждой из поверхностей детали (или сочетаний поверхностей) следует найти такой способ, который позволил бы экономично осуществить непосредственный переход от заготовки к готовой детали при обработке каждой из поверхностей, т. е. обеспечить получение требуемой величины уточнения е. При этом желательно чтобы все или возможно большее число поверхностей детали обрабатывались одним способом. Это позволит совместить наибольшее количество переходов во времени, уменьшить количество операций, сократить трудоемкость, цикл и себестоимость обработки.

Поскольку требуемую величину уточнения ε можно получить сочетанием различных способов обработки, осуществляемых на различном оборудовании, то необходимо из равнозначных, с точки зрения обеспечения требуемой величины уточнения ε, вариантов выбрать тот, который дает наименьшую себестоимость.

Рассмотрим в качестве примера выбор способов обработки и установления числа переходов, необходимых для обработки большого числа гладких цилиндрических валиков диаметром d = 25 мм, длиной L – 60 мм с допуском на диаметр δд = 2÷3 мкм/с, с отклонениями формы, не выходящими за пределы допуска на диаметр, и с шероховатостью поверхности

Ra = 0,02÷0,04 мкм.

Учитывая большое количество и конструктивные особенности валиков, выберем в качестве заготовки калиброванный прутковый материал. Допуск на диаметральный размер материала δзаг = 0,280 мм. Следовательно, для получения валиков с требуемой точностью диаметрального размера необходимо в результе обработки обеспечить получение уточнения

εд = δδзаг = 280 =140

в2

Анализ существующих способов, обеспечивающих получение требуемой шероховатости позволяет выбрать два способа: суперфиниш и притирку.

Суперфиниш, обеспечивая требуемую шероховатость поверхности, практически не позволяет по своей природе получить требуемое уточнение εд = 140 для достижения точности диаметрального размера и формы валиков.

Притирка в отличие от суперфиниша позволяет получить экономично не только требуемую шероховатость поверхности, но и точность размера формы в пределах требуемых допусков при условии, что поступающие на притирку детали имеют припуск на обработку не более 5–20 мкм на диаметр (для стали) при отклонениях формы в пределах допуска δ2 = 15 мкм. Другими словами, притирка может дать уточнение, равное

ε1 = ε2 = 15 = 7,5 εд 2

Сопоставляя эту величину с требуемой εд = 140, видим, что осуществить переход от заготовки к готовой детали путем одного способа обработки не представляется возможным. Необходимо найти еще один или несколько способов обработки, которые бы обеспечили получение оставшейся величины уточнения

ε2 = εεд = 140 =18,6

1 7,5

Для обработки калиброванных прутков можно использовать бесцентровое шлифование, которое при допуске на диаметр калиброванных прутков при их экономичной обработке может обеспечить уточнение, равное

ε3 = εδзаг = 280 = 2,8

ш 100

где δш = 100 мкм допуск на точность диаметральных размеров прутков, обрабатываемых бесцентровым шлифованием. Как видно, величина уточнения двух намеченных процессов получается равной

ε4 = ε1ε3 = 7,5 2,8 = 21

вместо требуемого εд = 140. Следовательно, между притиркой и бесцентровым шлифованием необходимо ввести еще один способ обработки, который давал бы уточнение

В качестве такого способа может быть использована предварительная притирка, которая позволяет экономично обеспечить требуемую величину уточнения ε5 ≈ 6,8 при деталях, поступающих с отклонениями по

диаметральному размеру, не выходящими за пределы допуска δш/ = 0,1 мм, что

обеспечивается предшествующим бесцентровым шлифованием. Таким образом, для получения требуемой точности валик должен пройти четыре операции: бесцентровое шлифование, обеспечивающее уточнение ε3 = 2,8; разрезку прутков на валики требуемой длины; предварительную притирку, дающую уточнение ε5= 6,8; окончательную притирку, дающую уточнение

ε1 = 7,5.

В результате обработки общее уточнение

εд/ = ε3ε5ε1 = 2,8 6,8 7,5 =142,8

т. е. даже несколько больше требуемого уточнения εд = 140.

Таким образом, намеченный технологический процесс обеспечит требуемую точность валиков по всем показателям точности (размеру, форме и шероховатости поверхности).

Установить последовательность обработки поверхностей и выбрав способ обработки и необходимое оборудование и другие виды технологической оснастки и инструмента, производят расчет припусков на обработку и межпереходных размеров.

ЛЕКЦИЯ 24

11.3.7. Расчет припусков и межпереходных размеров

Припуском называется слой материала, удаляемый с поверхности заготовки для достижения заданной точности и качества поверхности детали.

Классификация припусков на обработку

Различают общие и промежуточные припуски.

Промежуточным припуском называют слой материала, снимаемый при выполнении данного технологического перехода.

Общий припуск – это сумма всех промежуточных припусков снятых при обработке данной поверхности.

Различают минимальные, номинальные и максимальные припуски на обработку.

Расчету подлежит минимальный припуск на обработку. Колебание же размера обрабатываемой поверхности заготовки в пределах допуска на ее изготовление создает колебание величины припуска от минимального до максимального.

Величины припусков на обработку могут быть установлены опытностатическим методом или определены с использованием расчетноаналитического метода.

Опытно-статистический метод применяют для обычных деталей средней точности в условиях единичного и серийного производств. Данный метод ускоряет процесс проектирования технологического процесса обработки деталей, но он не учитывает конкретные условия обработки данных поверхностей, что приводит к завышению припусков на обработку.

Расчётно-аналитический метод определения припусков применяют в условиях крупносерийного и массового производства, а также в условиях единичного производства при обработке крупных и особенно ответственных деталей.

После определения минимальных промежуточных припусков необходимо определить предельные промежуточные (межпереходные) размеры. Промежуточными (межпереходными) размерами называют размеры, получаемые на каждом технологическом переходе.

Расчётно-аналитический метод определения припусков

Расчётно-аналитический метод определения припусков базируется на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях получения заготовок и их обработки, определении величины элементов, составляющих припуск и их суммирования.

Расчётно-аналитический метод определения припусков необходимо применять в условиях крупносерийного и массового производства.

Факторы, определяющие величину припуска

1.Высота неровностей профиля RZi-1, полученная на предшествующем переходе обработки данной поверхности. Величина RZi-1 зависит от метода,

режимов и условий выполнения предшествующей обработки.

2.Состояние и глубина поверхностного слоя Ti-1, полученные на предшествующем технологическом переходе. Этот слой, отличающийся от основного металла по механическим свойствам, наличию остаточных напряжений и структуре, включается в припуск не всегда.

Разные металлы в зависимости от вида и режимов обработки имеют разную величину изменённого слоя.

У заготовок, изготовленных из серого чугуна, изменённый слой представляет собой перлитную корку, которая обычно полностью удаляется в первом переходе при обработке лезвийным инструментом с целью сохранения его стойкости. Поэтому для последующих переходов обработки поверхности величина Ti-1 принимается равной нулю.

Стальные поковки и штамповочные заготовки имеют обезуглероженный поверхностный слой. Этот слой снижает предел выносливости металла, поэтому его следует удалить при механической обработке.

3.Суммарное значение пространственных отклонений ρi-1 в расположении обрабатываемой поверхности относительно базовых поверхностей за

готовки, оставшихся после выполнения предшествующего перехода. В минимальный припуск входят пространственные отклонения, имеющие самостоятельные значения, не связанные с допуском на выполняемый размер. Они могут быть заданы непосредственно как допустимая кривизна вала, коробление поверхностей, смещение и увод отверстия, непараллельность осей, неперпендикулярность, радиальное и торцевое биение и прочие, а также допуском на расположение, поверхности или оси, координирующим размером. Причинами пространственных отклонений могут быть: пространственные погрешности изготовления литейных форм и штампов; деформации детали в процессе обработки; погрешности взаимного положения рабочих элементов станка.

В табл. 11.4 приводятся расчётные формулы для определения суммарного значения пространственных отклонений для различных видов заготовок при их обработке на первой операции, с учётом способов базирования заготовок, влияющих на величину пространственных отклонений.

Величину остаточной кривизны после выполняемого перехода определяется по формуле

ρост = ку ρзаг,

где ρост – остаточная кривизна; ку – коэффициент уточнения; ρзаг – кривизна заготовки.

Погрешность установки заготовки εуi на выполняемом переходе.

Погрешность εуi в общем виде определяют как векторную сумму погрешности базирования εб, погрешности закрепления εзи погрешности приспособления

εпр, т. е. εу = εб + εз + εпр.

В случае, когда можно определить направление векторов:

εу = εб + εз + εпр.

Знаки в приведенном выражении зависят от направления векторов. Когда же предвидеть направление векторов затруднительно, их

суммируют по правилу квадратного корня:

εу = εб2 + εз2 + εпр2 .

Погрешность базирования имеет место при несовпадении технологической и измерительной баз и зависит также от допуска и погрешности формы базовых поверхностей. В табл. 11.6 и 11.7 приводятся формулы для определения погрешности базирования при обработке заготовок в различных приспособлениях.

Погрешность закрепления εз возникает в результате смещения обрабатываемых поверхностей заготовок от действия зажимной силы.

Погрешность приспособления εпр является следствием неточности

изготовления станочного приспособления, погрешности установки самого приспособления на станке и износа его рабочих поверхностей. К погрешности приспособления относится и погрешность индексации – поворота зажимных устройств при обработке заготовок на многопозиционных станках. За исключением последней составляющей, элементы погрешности приспособления часто трудно выявить как самостоятельные значения, поэтому их учитывают как входящими в погрешность закрепления.

С учётом сказанного для однопозиционной обработки:

εу = εб2 + εз2 или εу = εб ± εз.

При обработке заготовок на многопозиционных станках для расчёта припуска под второй переход погрешность определяют по формуле:

εу = ку εуii−1 + εинд,

где ку – коэффициент уточнения (можно принимать ку = 0,06); εуi−1

– погрешность установки на первом переходе; εинд – погрешность индексации поворотного устройства (поворотного стола, шпиндельного барабана, револьверной головки и т. д.), при расчётах можно принимать εинд = 0,05 мм.

При последующих переходах остаточная погрешность установки мала, и ею можно пренебречь, а учитывать только погрешность индексации.

Продолжение табл. 11.4

pcì

При консольном закреплении в самоцентрирующих патронах

ρ = ρкор

ρкор = k l

ρ = ρкор2 + ρц2

ð +

D

(при α =120°)

Обозначения, используемые в табл. 2.9: ρ, ρ 1 , ρα – суммарное значение пространственных отклонений обрабатываемой поверхности; ρкор –

величина коробления обрабатываемой поверхности; ρсм – смещение обрабатываемой поверхности относительно базовой или смещение одних участков поверхностей относительно других; ρц – погрешность зацентровки;

к– удельная кривизна обрабатываемой поверхности; ρэксц –

эксцентричность; δ – допуск на диаметральный размер базовой поверхности заготовки, используемой при зацентровке.

Таблица 11.5

Значение коэффициента уточнения ку