Расчет припусков

Задание: рассчитать припуски на обработку и промежуточные размеры на поверхность Ø40k6 ступенчатого вала расчетно-аналитическим методом. На остальные обрабатываемые поверхности назначить припуски и допуски по укрупненным нормативам.

 

Заготовка - штамповка на ГКМ. Принимаем штамповку Т4 класса точности, группа стали М2, степень сложности С1, исходный индекс 11 по ГОСТ 7505-89.

Масса - детали 3,0 кг, заготовки 5,4 кг.

Материал - сталь 18ХГТ.

 

Ход работы:

 

1 Назначаем  технологический маршрут обработки  всех поверхностей детали

 

Таблица 1 - Маршрутный план обработки поверхностей

 

Обрабатываемая поверхность	Шероховатость	Квалитет точности	Предельные отклонения, мкм	Поле допуска, мкм	Метод обработки поверхности
1	2	3	4	5	6
Ø40k6	0.4	k6	+18 +2	16
	6,3   3,2   1,6   0,4	h12   h10   h8   k6	0 -250 0 -100 0 -39 +18 +2	250   100   39   16	обтачивание черновое   обтачивание чистовое   шлифование черновое   шлифование чистовое
Ø40k7	0.4	k7	+27 +2	25
	6,3   1,6   0,4	h12   h9   k7	0 -250 0 -62 +27 +2	250   62   39	обтачивание однократное   шлифование черновое   шлифование чистовое
Ø38d8	0.8	d8	-80 -119	39
	6.3   1.6   0.8	h12   h10   d8	0 -250 0 -100 -80 -119	250   100   39	обтачивание однократное   шлифование черновое   шлифование чистовое
Ø39h14	6.3	h14	0 -620	620	обтачивание однократное
Ø45h14	6.3	h14	0 -620	620	обтачивание однократное

 

 

 

Продолжение таблицы 1

1	2	3	4	5	6
Ø67.5h10	6.3	h10	0 -120	120
	6.3   6.3	h12   h10	0 -300 0 -120	300   120	обтачивание черновое   обтачивание чистовое
L195IT14/2	6.3	±IT14/2	±575	1150	обтачивание однократное
L172H11	6.3	±IT11/2	±500	1000	обтачивание однократное
L75h9	6.3	±IT9/2	±37	74	обтачивание однократное
L21IT14/2	6.3	±IT14/2	±260	520	обтачивание однократное
L15IT14/2	6.3	±IT14/2	±215	430	обтачивание однократное

 

 

2 Рассчитаем операционные припуски и предельные размеры расчетно-аналитическим переходам на поверхность Ø40k6

 

Таблица 2 - Расчет припусков и предельных размеров на обработку поверхности  Ø40k6( ) мм

 

Технологические переходы на обработку  поверхности Ø40k6 ( ) мм	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск 2·Zmin, мкм	Расчетный размер dp, мкм	Допуск δ, мкм	Предельный размер, мм		Предельное значение припуска, мм
	Rz	Т	ρ	E				dmin	dmax	2·Z	2·Z
поковка	150	250	1306	-	-	44.106	2000	44.1	46.1	-	-
точение черновое	50	50	78	0	2·1706	40.694	250	40.69	40.94	3.41	5.16
точение чистовое	30	30	52	0	2·178	40.338	100	40.34	40.44	0.35	0.5
шлифование черновое	10	20	26	0	2·112	40.114	39	40.114	40.153	0.226	0.287
шлифование чистовое	5	15	-	0	2·52	40.002	16	40.002	40.018	0.112	0.135
Итого:										4.098	6.082

 

Определяем элементы припуска:

Для заготовки: Rz = 150 мкм; Т = 250 мкм.

Для точения чернового: Rz = 50 мкм; Т = 50 мкм.

Для точения чистового: Rz = 30 мкм; Т = 30 мкм.

Для шлифования чернового: Rz = 10 мкм; Т = 20 мкм.

Для шлифования чистового: Rz = 5 мкм; Т = 15 мкм.

 

 

 

Определяем суммарное  значение пространственных отклонений:

где ρ_кор – пространственное отклонение поверхности, зависящие от коробления. Коробление заготовки следует учитывать в продольном направлении, поэтому:

Δ_к – удельное коробление поковки по таблице Δ_к = 0.7 мкм/мм;

При l ≤ L/2, l = 80 мм;

ρ_см – погрешность смещения; ρ_см = 0.8 мкм;

ρ_ц – погрешность зацентровки:

Допуск на поверхности, используемые в качестве базовых  на фрезерно-центровальной операции, определяем по ГОСТ 7505-89 для штамповки Т4 класса точности, группа стали М2, степень сложности С1 с исходным индексом 11: IT=2.0мм:

Получаем, что суммарное  пространственное отклонение заготовки  равно:

Остаточные пространственные отклонения после выполнения переходов  механической обработки детали:

где k_y – коэффициент остаточных отклонений

- при точении черновом – k_y = 0.06: ;

- при точении чистовом – k_y = 0.04: ;

- при шлифовании черновом –  k_y = 0.02: .

 

Так как в данном случае обработка ведется в центрах, то погрешность установки в радиальном направлении равна нулю, что имеет  значение для рассчитываемого размера.

 

 

 

 

 

 

Определим величину расчетного минимального припуска в соответствии с принятой расчетной формулой:

где Rz – высота неровностей профиля, мкм;

Т – глубина дефектного слоя, мкм;

ρ – суммарное значение пространственных отклонений, мкм.

Минимальное значение межоперационного припуска:

- для точения чернового:

- для точения чистового:

- для шлифования чернового:

- для шлифования чистового:

Графу «Расчетный размер d_p» заполняем, начиная с конечного, в данном случае чертежного размера, последовательным прибавлением расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.

Таким образом, имея расчетный  размер, после последнего перехода (в данном случае для чистового  шлифования 40.002 мм) для остальных переходов получаем:

- для шлифования чернового:

- для точения чистового:

- для точения чернового:

- для заготовки:

 

Значения допусков каждого  перехода принимаем по таблицам в  соответствии с квалитетом того или иного вида обработки:

- для шлифования чернового:  δ₃ = 39 мкм;

- для точения чернового:  δ₂ = 100 мкм;

- для точения чистового:  δ₁ = 250 мкм;

- для заготовки: δ_заг = 2000 мкм.

 

В графе «Предельный  размер» наименьшие значение (d_min) получаем по расчетным размерам, округленным до точности допуска соответствующего перехода. Наибольшие предельные размеры (d_max) вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру.

Таким образом, d_max равно:

- для заготовки: 44.1 + 2.0 = 46.1 мм;

- для точения чернового: 40.69 + 0.25 = 40.94 мм;

- для точения чистового: 40.34 + 0.10 = 40.44 мм;

- для шлифования чернового: 40.114 + 0.039 = 40.153 мм;

- для шлифования чистового: 40.002 + 0.016 = 40.018 мм.

Минимальные предельные значения припусков 2ּZ представляют собой разность наименьших предельных размеров на выполняемом и предшествующем переходах, а максимальные 2ּZ – соответственно разность наибольших предельных размеров.

Общие припуски Z_оmin и Z_оmax определяем, суммируя промежуточные, и записывая их значения под соответствующими графами:

Рассчитаем общий номинальный  припуск и номинальный диаметр  заготовки:

                      

Проверим правильность выполнения расчетов:

Как видим, расчеты произведены, верно.

 

В завершении расчета  строим схему расположения припусков  и допусков на обработку поверхности  Ø40k6 ( ) мм (см. рисунок 1).

 

 

Рисунок 1 - Схема расположения операционных припусков и допусков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Назначаем  общие припуски, допуски и промежуточные  размеры на механическую обработку  оставшихся поверхностей детали  опытно-статистическим методом

 

Таблица 3 - Назначение припусков  и предельных размеров по техническим переходам на обработку поверхностей детали

 

Обрабатываемая поверхность  и виды обработки этой поверхности	Припуск	Допуск, мм	Шероховатость	Размер после операции
Ø40k7 заготовка обтачивание однократное шлифование черновое шлифование чистовое	2ּ1.8 2ּ1.0 2ּ0.5 2ּ0.3	2.0 0.25 0.062 0.039	25 6,3 1,6 0,4	Ø43.6 Ø41.6 Ø40.6 Ø40.0
Ø38d8 заготовка обтачивание однократное шлифование черновое шлифование чистовое	2ּ1.6 2ּ0.9 2ּ0.5 2ּ0.2	1.6 0.25 0.1 0.039	25 6.3 1.6 0.8	Ø41.2 Ø39.4 Ø38.4 Ø38.0
Ø39h14 заготовка обтачивание однократное	2ּ1.5	1.6	25 6.3	Ø42.0
Ø45h14 заготовка обтачивание однократное	2ּ1.6	2.0	25 6.3	Ø48.2
Ø67.5h10 заготовка обтачивание черновое обтачивание чистовое	2ּ1.6 2ּ1.0 2ּ0.6	2.0 0.3 0.12	25 6.3 6.3	Ø70.7 Ø68.7 Ø67.5
L195IT14/2 заготовка обтачивание черновое	2ּ1.8	2.5	25 6.3	198.6
L172H11 заготовка обтачивание черновое	1.8	2.5	25 6.3	173.8
L75h9 заготовка обтачивание черновое	1.7	2.0	25 6.3	76.7
L21IT14/2 заготовка обтачивание черновое	1.6	1.6	25 6.3	22.6
L15IT14/2 заготовка обтачивание черновое	1.6	1.6	25 6.3	16.6