Выбор способа настройки оборудования на размер.

РАСЧЕТ НАСТРОЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ

    Цель работы: освоить методику назначения способа настройки оборудования на размер и методику расчета настроечных размеров.

    Задачи:

1. Изучить содержание и порядок выполнения предложенных технологических операций.

2. Назначить способ настройки оборудования на размер для условий мелкосерийного и крупносерийного типов производства.

3. Выявить и рассчитать настроечные размеры.

 

Порядок выполнения работы

    1. Изучить чертеж детали, эскиз операционной наладки. Определить содержание и последовательность выполняемых на операции работ. Оценить достаточность поставленных на наладке размеров.

    2. Сформулировать содержание переходов (Практ. раб. №2). Оформить раздел 1 отчета (п. 10).

3. Выявить принятые на операции технологические и измерительные базы, обозначить их соответственно арабскими и римскими цифрами. Оформить раздел 2 отчета.

4. Выявить размеры, по которым будет производиться настройка станка (п.1 пояснений). Оформить раздел 3 отчета.

5. Назначить универсальные средства измерения (СИ) для контроля размеров, получаемых на операции (Практ. раб. №13, прил. №4).

Оформить раздел 4.

6. Назначить способ настройки станка на размер для мелко- и крупносерийного производства (п. 2 пояснений). Рассчитать настроечные размеры эталона (пп. 1, 3, 4 пояснений, табл. 7.1; 7.2). Оформить раздел 5 отчета.

7. Назначить СИ для настроечных размеров [6], (Практ. раб. №13,      прил. № 4). Оформить раздел 6 отчета.

8. Сравнить СИ для размеров детали и настройки (пп. 4, 6 отчета). Сделать выводы о целесообразности применения двойного комплекта СИ. Если для настройки требуется высокоточное, малопроизводительное СИ (микроскоп и т.п.), то надо расширить допуск на настройку (что не всегда возможно) или изменить способ настройки. При этом погрешность настройки (табл. 7.1) возрастает. Если она превысит 25% допуска детали, то даже в серийном производстве приходится применять метод пробных ходов и промеров.

9. Определить ожидаемую погрешность настройки (см. табл. 7.1) раздел 8 отчета. 

10. Выполнить отчет по форме (прил. 14).

 

Некоторые пояснения

  1. При проектировании операционной наладки следует различать три вида размеров: конструкторский, технологический, настроечный. Конструкторский размер – это размер, заданный на чертеже детали.

Технологический размер – это размер, выдерживаемый на данной операции.

К технологическим размерам относятся конструкторские размеры, а также размеры, не проставленные на чертеже детали, например размеры с припуском для последующей обработки (шлифованием и т.п.), или размеры, полученные пересчетом из-за несовпадения технологической и измерительной баз.

Технологические размеры ставятся на наладке, указываются в содержании переходов и должны быть получены на всех деталях партии согласно требованиям чертежа и операции.

Термин «настроечный размер» включает два понятия. В широком смысле настроечный размер – это адрес – размер детали, по которому должна производиться настройка станка на размер для обработки партии деталей по методу автоматического получения размеров.

На операционной наладке этот размер определить достаточно просто – это расстояние от технологической базы до вершины зуба инструмента (фреза торцевая, резец) или его оси (сверло).

С другой стороны, настроечный размер – это расстояние между технологической базой и обработанной поверхностью детали, величина которого определяется расчетом в зависимости от принятого способа настройки станка на размер. Этот размер измеряется только на пробных деталях в процессе настройки станка.

 

2. Способы настройки станка на размер

 

Для условий мелкосерийного производства рекомендуется динамический способ настройки с использованием инструментов с отсчетным устройством. Для условий крупносерийного, массового производства – статический способ. При этом универсальные станки настраивают по эталону, установу, приспособлениям; инструменты для станков с ЧПУ и расточные оправки настраивают вне станка с использованием приборов или контрольно-измерительных приспособлений (КИП).

3. Расчет настроечного размера.

При динамической настройке определяется настроечный размер и допуск настройки. При статической – настроечный размер с допуском и исполнительные размеры эталона, установа или размер наладки на приборе. В этом случае настроечный размер нужен для оценки точности расчета размеров эталона и правильности настройки при обработке пробных деталей, расчета и компенсации систематической погрешности.

Настройку станка производить на середину поля допуска, то есть на средний размер детали

где , ,  – номинальный, наименьший и наибольший предельные размеры;

 и – верхнее и нижнее предельные отклонения размера детали.

Допуск на настроечный размер зависит от способа настройки и определяется по табл. 7.1.

Таблица 7.1

Допуск настроечного размера и погрешность настройки

 

Способ настройки	Размер	Допуск настроечного размера ТН	Погрешность настройки ΔН
Динамический с помощью пробных ходов и промеров	Линейный
	Диаметральный
Статический по эталону	Линейный
	Диаметральный
Статический по установу	Линейный
Статический по приборам	Линейный
	Диаметральный

 

Примечания:

Δ_рег – погрешность регулирования положения инструмента при настройке (табл.7.3);

δ_изм – допустимая погрешность измерения (приложения 2, 3);

Δ_эт, Δ_уст – погрешность изготовления эталона и установа (принимается равной 5, 6 квалитету точности);

Δ_уст.эт, Δ_щ, Δ_уст.ин – погрешность установки эталона, или щупа, или инструмента (0,01…0,02 мм);

 Δ_к.м – погрешность набора концевых мер (прил. 13);

 – мгновенное рассеивание размеров пробной партии;

Т_Н – допуск настроечного размера;

m = 3…5 – количество пробных деталей.

 

4. Расчет размеров, эталона, установа, КИП

Размеры и допуск эталона, установа, показаний прибора для настройки определять по табл. 7.2, 7.3.

Способ настройки выбран правильно, если погрешность настройки не превышает 25% допуска на размер детали.

 

Таблица 7.2

Размеры эталона, установа, КИП

 

Способ статической настройки	Размер	Расчетная формула размера
По эталону	Линейный диаметральный	Аэт = [АН ± RZ ± ω]±Тэт Dэт = [DН ± 2RZ± 2ω]±Тэт
По установу	Линейный	Ауст = [Аэт – Нщ]±Тэт
По КИП	Линейный диаметральный	АКИП = Аэт DКИП = Dэт

 

Примечания:

1. А_Н – настроечный размер (см. п. 3 пояснений);

R_Z = 4Ra – шероховатость обработанной поверхности, мм; принимать со знаком «+», если контролируемый размер охватывающий (отверстие),

со знаком «−», если размер охватываемый (вал);

ω – податливость станка в направлении размера настройки, принимать со знаком «+», если она увеличивает размер

2. Величину податливости для условий конкретной операции определять из соотношения

где П – податливость станка под воздействием силы С (табл. 7.4),

 

Р – сила резания, действующая в направлении настроечного размера (Р_Z или Р_Х или Р_y или Р_h и т.д.), определяется расчетом по эмпирическим формулам [11, гл. 4]. 

Предельные перемещения станков типа ОЦ определять по табл. 7.8;

Т_эт – допуск эталона принимать по 5, 6 квалитету, знак отклонения – в тело.

Н_щ – толщина щупа, принимать в пределах 3–8 мм, точность h5.

 

 Таблица 7.3

Погрешность регулировки (установки) инструментов

при настройке станка на размер [11]

 

Метод регулирования положения инструмента		∆рег, мкм
По лимбу с ценой деления прибора, мм: 0,01 0,02 0,03 0,05 0,1–0,5		5–10 10–15 10–30 15–30 30–70
По индикаторному упору с ценой деления прибора мм: 0,01 0,002 0,001		10–15 3–5 1–2
По эталону с контролем положения инструмента: бумажным щупом металлическим щупом		10–20 7–10
Погрешность установки эталона		10–20
Установка взаимозаменяемого режущего инструмента со сменой: резца, установленного на размер вне станка с помощью индикатора или миниметра блока с резцами, установленными на размер вне станка мерной режущей пластинки (или поворотом чашечного резца)		20–30 10–50 25
Примечание: цена деления лимба станков, мм:
Станки с ЧПУ	0,01
Вертикально- и радиально-сверлильные станки	0,1
Горизонтально- и вертикально-фрезерные станки	0,05
Горизонтально-расточные станки	0,02
Токарные станки	0,05
Сверлильно-фрезерно-расточные станки	0,005

 

 

Таблица 7.4

Податливость станков внутришлифовальных (ГОСТ 25–80)

Параметр	Класс точности	Наибольший диаметр устанавливаемой заготовки, мм
		до 200	св. 200 до 400	св. 400 до 800	св. 800 до 1600
Наибольшее допустимое перемещение под нагрузкой шпинделя бабки изделия относительно шлифовальной бабки, мкм	П В А	60 40 30	70 50 30	100 60 40	140 80 50
Сила, Н	П В А	100 80 60	250 200 160	600 480 400	1000 800 600

 

Таблица 7.5

Станки плоскошлифовальные класса точности В (А) с крестовым столом и горизонтальным шпинделем (ГОСТ 273–77)

Параметр	Наибольшая ширина устанавливаемой детали, мм
	до 125	св.125 до 200	св.200
Допустимое перемещение под нагрузкой стола относительно оправки, закрепленной на шпинделе, мкм	40 (20)	50 (25)	63 (30)
Сила, Н	245 (196)	392 (314)	617 (490)

 

Таблица 7.6

Станки круглошлифовальные (ГОСТ 11654–72)

Параметр	Наибольший диаметр устанавливаемой детали, мм
	100	140	200	280	400	560	800
Наибольшее допустимое перемещение (мкм) системы  шпиндель шлифовальной – шпиндель передней бабки (или пиноль задней бабки) станков: с поворотной шлифовальной и передней бабками с неповоротными бабками	50 (78) 60 (176)	60 (117) 70 (255)	70 (176) 90 (392)	80 (255) 110 (588)	90 (392) 130 (882)	110 (588) 150 (1293)	180 (1960)

 

Примечание: в скобках указана нагружающая сила Н.

Перемещения относятся к станкам класса точности П. Для станков класса точности В и А нагружение проводят силами в 1,25 и 1,6 раза меньшими, чем для станков класса точности П; при этом перемещения меньше в 1,6 и 2,5 раза.

 

Таблица 7.7

Станки радиально-сверлильные (ГОСТ 98–83Е)

 

Параметр	Класс точности	Наибольший условный диаметр сверления, мм
		25	32	40	50	63	80	100
Допустимое перемещение при проверке отклонения от перпендикулярности шпинделя к рабочей поверхности фундаментной плиты (тумбы, стола, плиты) в продольной и поперечной плоскостях стола, мм	Н	3,0
	П	2,0
Сила, Н	Н, П	6000	8000	11200	15000	19000	25000	33500

 

Примечание: перемещение измеряют на расстоянии от оси шпинделя   500 мм. Для станков исполнения 4 по ГОСТ 1222–80 допустимое перемещение увеличивают в 1,6 раза.

 

Таблица 7.8

Станки фрезерные вертикальные с крестовым столом (ГОСТ 9726–83Е)

 

Параметр	Класс точности	Ширина стола, мм
		250	320	400		500		630	800	1000
Наибольшее допустимое перемещение под нагрузкой стола относительно оправки, закрепленной в шпинделе (мкм) в направлении: горизонтальном	Н П	280 180	320 200	360 220	400 250		450 280		500 320	560 360
вертикальном	Н П	320 200	360 220	400 250	450 280		500 320		560 360	630 400
Сила, Н	Н  П	5000 4000	8000 6300	12500 10000		20000 16000		25000 20000	31500 25000	42500 33500

 

Примечание: для станков класса точности В номенклатуру показателей жесткости с допусками, равными допускам для станков класса точности П, устанавливают по соглашению между изготовителем и потребителем.

 

 

Таблица 7.9

Станки фрезерные консольные (ГОСТ 17734–81Е)

 

N^0	Стол
	Ширина, мм	Класс точности	Прилагаемая сила, Н	Допуск относительного перемещения под нагрузкой, мкм
0; 1	200	Н П	4900 3920	320 200
2	250	Н П	7840 6174	400 250
3	320	Н П	12250 9800	500 320
4	400	Н П	19600 15680	630 400

 

Примечание: для широкоуниверсальных станков нормы жесткости указанного класса точности относятся только к основному шпинделю. Для универсальных станков с поворотным столом допуск может быть увеличен в 1,2 раза.

 

Таблица 7.10

Станки токарные и токарно-винторезные (ГОСТ 18097–72)

 

Параметр	Класс точности	Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм
		100	125	160	200	250	320	400	500	630	800	1000	1250
Наибольшее смещение (мкм) резцедержателя и оправки, установленной: в шпинделе передней бабки	Н П	40 25	50 30	70 40	100 60	130 80	160 100	200 130	270 180	350 220	470 300	600 400	800 500
в пиноли задней бабки	Н П	50 30	70 40	100 60	130 80	160 100	200 130	270 180	350 220	470 300	600 400	800 500	1050 650
Сила, Н	Н П	686 549	980 784	1372 1098	1960 1568	2744 2195	3920 3136	5488 4390	7840 6272	10976 8781	15680 12544	21952 17562	30870 24596

 

Примечание: для станков класса точности П требования рекомендованные.

 

 

Таблица 7.11

Станки вертикально-сверлильные (ГОСТ 370–81Е)

 

Параметр	Класс точности	Наибольший условный диаметр сверления, мм
		Св. 10 до 12	Св. 12 до 20	Св. 20 до 25	Св. 25 до 40	Св. 40 до 50	Св. 50 до 80
Допустимое перемещение при проверке отклонения от перпендикулярности оси нагруженного шпинделя к рабочей поверхности стола в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии станка, мкм	Н П	150 100	200 120	250 160	300 200	350 250	400 300
Расстояние от оси шпинделя до точки измерения перемещения, мм	Н, П	75	100	125	150	175	200
Наибольшее допустимое перемещение под нагрузкой шпинделя и стола, мкм	Н П	400 250	600 400	900 600	1300 900	2000 1300	3000 2000
Сила, Н	Н, П	2450	4410	7350	12250	19600	31360

 

Примечание: для станков на круглой колонне нагружающая сила должна быть уменьшена в 2 раза.

 

 

Практическая работа №8