Приспособление сверлильное

D_å - суммарная погрешность обработки заготовки в приспособлении.

В общем случае суммарная  погрешность D_å складывается из первичных погрешностей, обусловленных влиянием многочисленных факторов, и может быть определена по формуле:

 

 

где К – коэффициент,   характеризующий     отклонение действительных кривых распределения погрешностей от кривых нормального закона распределения (при обработке на настроенных станках К = 1,2);

e_у – погрешность установки заготовки в приспособлении;

D_н – погрешность настройки станка;

D_обр. – погрешность данного метода обработки;

åD_ф – суммарная погрешность формы обрабатываемой поверхности в результате геометрических неточностей станка и деформаций заготовки при ее закреплении.

 

Погрешность установки заготовки в приспособление:

 

 

где   e_б – погрешность базирования;

 e_з – погрешность закрепления;

e_пр – погрешность положения заготовки, вызываемая неточностью изготовления приспособления.

 

Погрешность положения  заготовки:

 

 

где  погрешность при изготовлении и сборке установочных  элементов;

погрешность, обусловленная  износом   установочных     элементов  приспособления.

погрешность установки приспособления на станке.

 

При наличии в приспособлении кондукторной втулки погрешность настройки  станка определяется по формуле:

 

 

где D_н1 – допуск на размер,  соединяющий опорную поверхность   приспособления и ось кондукторной втулки;

D_н2 – увод режущего инструмента;

D_н3 – максимальный зазор между сменной втулкой и промежуточной втулкой;

D_н4 – эксцентриситет сменной втулки.

 

Величина увода режущего инструмента определяется по формуле:

 

где  S – максимальный зазор между инструментом и кондукторной   втулкой;

h – высота кондукторной втулки (h = 26 мм.);

а – зазор между торцом кондукторной втулки и заготовкой     (а = 6,0 мм);

b – глубина сверления (b = 15 мм.).

 

В общем случае:

 

где  s - среднее квадратичное отклонение, характеризующее точность данного метода обработки (s = 0,02…0,0002 мм).

 

Суммарная погрешность  формы обрабатываемой поверхности åD_ф определяется геометрическими неточностями станка и деформацией заготовки при ее закреплении. К геометрическим неточностям сверлильных станков относятся – биение шпинделя, неперпендикулярность  оси  вращения  шпинделя  плоскости  станка  (åD_г = 0,015…0,020 мм).

 

6.1. Расчет погрешности выполнения  размера 10±0,2 (размер 2)

 

1. Погрешность установки заготовки в приспособлении

 

Погрешность базирования  в данном случае равна нулю, т.к. конструкторская  и технологическая базы совмещены:

 

 

Погрешность закрепления e_з = 0, т.к. сила закрепления направлена перпендикулярно выполняемому размеру.

 

Погрешность, возникающая  вследствие износа установочных элементов  приспособления e_и  [3, т.1, стр. 534]:

• твердость рабочей поверхности опоры поз.10 (см. БНТУ 13.14.11.000 ВО)  HV 470-615;
• критерий износостойкости с учетом материала заготовки и опоры П₁= 0,45 (для материала заготовки – сталь 45 незакаленная, материала опоры – сталь 45);
• сила, действующая по нормали на опору  R₁ = 0;
• номинальная площадь касания с базой заготовки  F = 1,76 мм²;
• критерий нагружения опор П₂ = R₁/(F×HV) = 0/(1,76×470) = 0;
• износостойкость опор С = m – m₁×П₁ – m₂×П₂ = 1529 - 981×0,45 - 481×0= 1087  установок/мкм;
• поправочный коэффициент:

 

К = К_t×K_L×K_у,

 

где К_t – коэффициент, учитывающий время неподвижного контакта заготовки с опорами ( машинное время обработки);

K_L – коэффициент, учитывающий влияние длины L пути скольжения заготовки по опорам в момент базирования (при 25≤L≤100 мм K_L = 1,25);

K_у – коэффициент, учитывающий условия обработки.

 

Следовательно:

 

• фактическая износостойкость С_ф = C/К = 1087/0,074 = 14689 установок/мкм;
• погрешность от износа опоры = N/С_ф = 70000/14689 = 5 мкм = 0,005мм.

Т.к в данном случае применяется регулируемая опора, то погрешность при изготовлении и сборке установочных элементов приспособления можно скомпенсировать регулировкой:

 

Погрешность установки  приспособления на столе станка определяется максимальным зазором между отверстием направляющей втулки сверлильной многошпиндельной головки и штоком поз. 25. Посадка Ø16H7/f7.

Предельные отклонения диаметра отверстия втулки:

 

Æ

.

Предельные отклонения диаметра штока:

 

Æ

.

Следовательно:

 

 

Таким образом:

 

Следовательно:

 

2. Погрешность настройки станка

 

Допуск на размер, определяющий положение центра расположения кондукторных втулок относительно опоры поз. 11 (по чертежу общего вида – размер 10±0,02) D_н1 = 0,04 мм.

Увод инструмента. Произведем расчет максимального зазора между кондукторной втулкой и инструментом.

Предельные отклонения диаметра инструмента [3, т.1, стр. 563]:

Æ

Следовательно:

Предельные отклонения диаметра отверстия кондукторной втулки [3, т.1, стр. 564]:

Æ

.

Следовательно:

 

 

Максимальный зазор  между сменной втулкой и промежуточной  втулкой (посадка Ø11 H7 /g6 ):

 

D_н3 = S_max = D_max – d_min = 11,018 – 10,983 = 0,035 мм.

 

Эксцентриситет сменной  втулки [3, т.1, стр.275]:

 

Следовательно:

.

 

3. Погрешность метода обработки

 

 т.к. обработка производится  с применением кондукторной втулки.

 

6.1.4  Суммарная погрешность  формы обрабатываемой поверхности  в результате геометрических  неточностей станка (биение шпинделя  станка).

 

åD_ф =åD_г = 0,015·15/100 = 0,0023 мм.

 

6.1.5 Суммарная погрешность

 

 

Следовательно, условие обеспечение  точности выполняется (0,147 мм < 0,400 мм).

 

 

6.2. Расчет погрешности выполнения  размера 10±0,2 (размер 3)

 

6.2.1.Погрешность установки  заготовки в приспособлении

 

Погрешность базирования  в данном случае равна нулю, т.к. конструкторская  и технологическая базы совмещены:

 

 

Погрешность закрепления e_з = 0, т.к. сила закрепления направлена перпендикулярно выполняемому размеру.

 

Погрешность, возникающая  вследствие износа установочных элементов  приспособления e_и  [3, т.1, стр. 534]:

• твердость рабочей поверхности опоры поз.11 (см. БНТУ 13.14.11.000 ВО)  HV 470-615;
• критерий износостойкости с учетом материала заготовки и опоры П₁= 0,82 (для материала заготовки – сталь 45 незакаленная, материала опоры – сталь У7А);
• сила, действующая по нормали на опору  R₂ = 0;
• номинальная площадь касания с базой заготовки  F = 63,5 мм²;
• критерий нагружения опор П₂ = R₂/(F×HV) = 0/(63,5×470) = 0;
• износостойкость опор С = m – m₁×П₁ – m₂×П₂ = 2248 - 1212×0,82 - 65497×0= 1254  установок/мкм;
• поправочный коэффициент:

К = К_t×K_L×K_у,

 

где К_t – коэффициент, учитывающий время неподвижного контакта заготовки с опорами ( машинное время обработки);

K_L – коэффициент, учитывающий влияние длины L пути скольжения заготовки по опорам в момент базирования (при L≤25 мм K_L = 1,0);

K_у – коэффициент, учитывающий условия обработки.

 

Следовательно:

 

• фактическая износостойкость С_ф = C/К = 1254/0,059 = 21254 установок/мкм;
• погрешность от износа опоры = N/С_ф = 70000/21254 = 3 мкм = 0,003мм.

 

Погрешность при изготовлении и сборке установочных элементов в данном случае равна допуску на изготовление опоры поз.11 по высоте:

 

 

Погрешность установки  приспособления на столе станка определяется максимальным зазором между отверстием направляющей втулки сверлильной многошпиндельной головки и штоком поз. 25. Посадка Ø16H7/f7.

Предельные отклонения диаметра отверстия втулки:

 

Æ

.

Предельные отклонения диаметра штока:

 

Æ

.

Следовательно:

 

Таким образом:

 

Следовательно:

 

6.2.2.Погрешность настройки  станка

 

Допуск на размер, определяющий положение центра расположения кондукторных втулок относительно опор поз. 10 (по чертежу  общего вида – размер 10±0,02) D_н1 = 0,04 мм.

Увод инструмента. Произведем расчет максимального зазора между кондукторной втулкой и инструментом.

Предельные отклонения диаметра инструмента [3, т.1, стр. 563]:

Æ

Следовательно:

Предельные отклонения диаметра отверстия кондукторной втулки [3, т.1, стр. 564]:

Æ

.

Следовательно:

 

 

Максимальный зазор  между сменной втулкой и промежуточной  втулкой (посадка Ø11 H7 /g6 ):

 

D_н3 = S_max = D_max – d_min = 11,018 – 10,983 = 0,035 мм.

 

Эксцентриситет сменной  втулки [3, т.1, стр.275]:

 

Следовательно:

.

 

6.2.3.Погрешность метода  обработки

 

 т.к. обработка производится  с применением кондукторной втулки.

 

6.2.4  Суммарная погрешность  формы обрабатываемой поверхности  в результате геометрических  неточностей станка (биение шпинделя  станка).

 

åD_ф =åD_г = 0,015·15/100 = 0,0023 мм.

 

6.2.5 Суммарная погрешность

 

 

Следовательно, условие обеспечение  точности выполняется (0,151 мм < 0,400 мм).

 

6.3. Расчет погрешности выполнения размера 180

0,2 (размер 4)

 

Т.к. все отверстия сверлятся за одну установку заготовки с применением четырехшпиндельной сверлильной головки, то опорные точки не меняются. Это исключает погрешность базирования при выполнении размера.

Погрешность закрепления  равна нулю, т.к. сила зажима направлена перпендикулярно выполняемому размеру.

Погрешность настройки  станка.

Точность расположения кондукторных втулок 180±0,05 (см. БНТУ 13.14.11.000 ВО).

Увод инструмента. Произведем расчет максимального зазора между кондукторной втулкой и инструментом.

Предельные отклонения диаметра инструмента [3, т.1, стр. 563]:

Æ

Следовательно:

Предельные отклонения диаметра отверстия кондукторной втулки [3, т.1, стр. 564]:

Æ

.

Следовательно:

 

 

 

Максимальный зазор  между сменной втулкой и промежуточной  втулкой (посадка Ø11 H7 /g6 ):

 

D_н3 = S_max = D_max – d_min = 11,018 – 10,983 = 0,035 мм.

Эксцентриситет сменной  втулки [3, т.1, стр.275]: