Тема: «Вибір раціональних схем базування та розрахунок похибок установки»

Мета роботи: ознайомлення з методикою розрахунку похибок установок

 

Теоретична частина

 

Забезпечення заданої точності механічної обробки з використанням пристосувань, значною мірою залежить від вибору технологічних баз та схеми установки заготовок (ГОСТ 21495-76). Обробка заготовок у пристосуваннях на попередньо налаштованих верстатах (спосіб автоматичного отримання розмірів) виключає розмітку заготовок та подальшу вивірку їх положення на верстаті. Однак при цьому виникає похибка установки заготовки.

, (1)

де E_Б – похибка базування;

Е_З – похибка закріплення;

Е_П.З. – похибка положення заготовки;

, (2)

де Е_У.З. –похибка, що викликається неточністю виготовлення та збірки установчих елементів пристосування;

Е_З – похибка, що викликається зносом установлених елементів пристосування;

Е_В – похибка установки пристосування на верстаті.

Допуск виконання заданих розмірівможе бути визначений як:

, (3)

де ω – середня економічна точність обробки на металооброблювальних верстатах, дані наведені в роботах.

Для прийнятих методу обробки та схеми установки заготовки очікуване розрахункове значення допуску T_i,повинне бути менше заданого [T_i]:

. (4)

Для розрахунку очікуваної точності обробки інженеру-технологу необхідно визначити:

- похибки базування в залежності від схеми установки заготовки у приладі;

- похибки закріплення в залежності від непостійності або затиску, неоднорідності шорсткості та хвилястості поверхонь заготовок, зносу установчих елементів пристосувань;

- похибки, зумовлені зносом установчих елементів E_З;

- виконавчі розміри установчих елементів, які забезпечують задану точність обробки та можливість установки заготовок.

Точність пристосувань є найважливішим фактором, що забезпечує точність виготовлення деталей. У процесі експлуатації зношуються їх установчі та направляючі елементи, і пристосування втрачають потрібну точність. У цьому зв'язку важливо вміти визначити міжремонтний період П роботи приладу.

Лінійний знос установчих елементів приладу (опор) визначає похибка Е_З (Е_З =З – для опор, – для призм, де – кут призми). Величина визначається за рівнянням:

, (5)

де N – число установчих заготовок;

K_y – коефіцієнт, що враховує умови обробки;

L – довжина шляху ковзання заготовки по опорах її до упору, мм (визначається залежно від умов експлуатації приладу);

t_M – машинний час обробки заготовки у приладі, хв.;

m, m₁, m_{2 –} коефіцієнти;

П ₁– критерій зносостійкості;

Q – навантаження на опору, Н;

F – площа дотику опори з базовою поверхнею заготовки, мм²;

HV – твердість матеріалу опори за Вікерсом (HV ≈ 11,6HRC₇).

Міжремонтний період П визначається за рівнянням:

, (6)

де K – коефіцієнт запасу, що враховує нестабільність зносу установчих елементів (K =0,8...0,85);

|N| – допустиме число установчих заготовок до граничного зносу установчих елементів;

N_Г – річна програма випуску деталей.

Допустима величина зносу [З] визначається допустимою величиною похибки [Е_З] ([З]=[Е_З] – для опори і [З]=[E_З] – для призми). Величина [E_З] у припущенні, що похибки Е_У.С. та E_C можна компенсувати за рахунок налаштувань верстата, визначається як:

, (7)

 

Практична частина

 

Завдання 1

 

На вертикально-фрезерному верстаті обробляють ступінчату поверхню втулки, встановленої на циліндричний палець з бурти (рис. 1). Діаметр базового отвору D =30^+0,039мм, діаметр установчого кільця d = мм. Потрібно визначити очікувану точність виконання розмірів A₁ і A₂, якщо відомо, що похибки установки (похибки закріплення та положення заготовки) рівні, тобто Е_З. = Е_П.З. =0. Точність методу обробки прийняти рівною ω =0,120 мм.

Рис. 1. Схема фрезерування втулки

 

Вирішення

Виходячи зі схеми установки заготовки у приладі, похибка базування за умов виконання розміру A₁ визначається за рівнянням:

1) E_б А₁=S_max=T_D + S_min + T_α

E_бА₁ = 0,039 + 0,007 + 0,09 = 0,055 мм,

α – похибка базування за умов виконання розміру Е_бА₂ =0, оскільки вимірювальна та технологічна бази сумісні.

Оскільки за умовою завдання Е_з. = Е_{П.З .}=0, відповідно до рівнянь:

2) E_y=

(похибка установки заготовки)

3) T_i=E_y+w

(допуск виконання заданих розмірів l)

4) 0,055 + 0,120 = 0,175 мм.

0 + 0,120 = 0,120 мм.

Завдання 2

Обробка зовнішньої циліндричної поверхні втулок діаметром 115 мм відбувається за умов установки їх з запором на жорсткій шпиндельній оправі (рис. 2). Базовий отвір втулок має діаметр 65^+0,035 мм. Циліндрична робоча поверхня оправи діаметром мм має радіальне биття щодо її конусної поверхні 0,020 мм, а биття шпинделя верстата становить 0,010 мм. Точність методу обробки ω =0,05 мм. Визначити очікувану точність виконання циліндричної поверхні втулки та її можливе відхилення співвісності відносно базового отвору.

Рис. 2. Схема установки втулки

 

Завдання 3

 

За допомогою накладного кондуктора у шестерні відбувається свердління отворів. На рис. 3 показані дві схеми базування накладного кондуктора. Потрібно визначити яка з наведених схем установки забезпечує більшу точність виконання розміру R =100мм (за інших рівних умов).

Практична робота 3