Расчет продольных технологических размеров

 

 

Рис.3.15. Размерная схема технологического процесса изготовления втулки
(продольное направление)

 

Для расчета строится размерная схема технологического процесса изготовления втулки в продольном направлении (рис.3.15) и граф технологических размерных цепей (рис.3.16), облегчающий их выявление. Технологические размерные цепи, формирующиеся при изготовлении втулки, показаны на рис.3.17. В круглых скобках рядом с обозначением технологических размеров указаны допуски, обеспечиваемые спроектированным технологическим процессом, а рядом с обозначением припусков даны их минимальные значения.

 

 

Рис.3.16. Граф технологических размерных цепей, формирующихся
при изготовлении втулки (продольное направление)

 

Некоторой особенностью технологического процесса является то, что при шлифовании наружной поверхности Æ мм и шлифовании отверстия Æ мм происходят изменения продольных размеров втулки (размеров фасок). Указанные изменения при угле фасок 45° могут быть приняты равными половине удаляемых при шлифовании припусков на диаметр и (см.рис.3.15). При расчете продольных технологических размеров эти припуски одновременно рассматриваются и как известные (заданные) технологические размеры. Учитывая (см.предыдущий раздел), что =0,2965±0,0965 мм и =0,2285±0,0685 мм, имеем (см.рис.3.15 и 3.17) = =0,14825±0,04825»0,148±0,048 (мм) и = =0,11425±0,03425»0,114±0,034 (мм).

Как видно из рис. 3.17, число составляющих звеньев в подавляющем большинстве технологических размерных цепей не превышает двух и поэтому их расчет будем вести методом максимума-минимума. В технологической размерной цепи № 7 число составляющих звеньев равно четырем и поэтому для ее расчета будем использовать вероятностный метод (в предположении о нормальном распределении технологических размеров и ).

Перед началом расчета технологических размеров необходимо проанализировать технологические размерные цепи, замыкающими звеньями которых являются непосредственно не выдерживаемые конструкторские размеры, и проверить возможность их обеспечения с требуемой точностью. Т.е. при использовании метода максимума-минимума проверить выполнение неравенства (3.7), а при использовании вероятностного метода – неравенства (3.8).

Для размерной цепи № 2 (см.рис.3.17)

.

Для размерной цепи № 3

.

 

Рис.3.17. Технологические размерные цепи, формирующиеся
при изготовлении втулки (продольное направление)

Для размерной цепи № 4

.

Для размерной цепи № 5

.

Для размерной цепи № 7

Для размерной цепи № 8

.

Для размерной цепи № 9

.

Таким образом, убеждаемся, что спроектированный технологический процесс будет обеспечивать требуемую точность всех непосредственно невыдерживаемых конструкторских размеров. Более того, допуски на технологические размеры фасок , , целесообразно расширить с 0,3 мм до 0,6 мм, что позволит снизить затраты на наладку и подналадку станков. Значения расширенных допусков на эти технологические размеры приведены на рис.3.17 около их обозначений в квадратных скобках.

Далее нужно рассмотреть двухзвенные размерные цепи № 1 и № 6 (рис.3.17). Из этих цепей имеем мм и =1±0,4 мм.

Затем можно перейти к анализу двухзвенных цепей № 10 и 14. Из цепи № 10 определяем технологический размер , совпадающий с припуском

=0,4 (мм);

=0,4+0,3=0,7 (мм);

(мм).

Так как размер получается при механической обработке и не относится ни к отверстиям, ни к валам, то в качестве его номинального значения принято использовать среднее значение. Учитывая это, окончательно запишем =0,55±0,15 мм.

Аналогичным образом из цепи № 14 находим технологический размер , совпадающий с припуском

=0,2 (мм);

=0,2+0,2=0,4 (мм);

(мм).

Окончательно получим =0,3±0,1 мм (размер не относится ни к отверстиям, ни к валам).

После этого последовательно рассматриваем размерные цепи (рис.3.17) с одним неизвестным технологическим размером и, используя способ средних значений, в итоге определяем его номинальное значение и предельные отклонения.

Из цепи № 2 найдем технологический размер . Для этого подсчитываем его среднее значение

=34-0,3=33,7 (мм).

Окончательно запишем =33,7±0,15 мм (размер не относится ни к отверстиям, ни к валам).

Из цепи № 3 аналогично найдем технологический размер . Его среднее значение составит

=20-0,3=19,7 (мм).

Окончательно запишем =19,7±0,075 мм (размер не относится ни к отверстиям, ни к валам).

Из цепи № 4 определим технологический размер . Среднее значение этого размера будет равно

=3,2-0,3=2,9 (мм).

Таким образом, получим =2,9±0,06 мм. Так как этот размер относится к отверстиям, то окончательно мм.

Из цепи № 5 подсчитаем технологический размер . Его среднее значение составит

=2+0,148=2,148 (мм).

Предварительно запишем =2,148±0,3 мм. После округления номинального значения получим =2,15±0,3 мм (размер не относится ни к отверстиям, ни к валам).

Из цепи № 8 найдем технологический размер . Среднее его значение определится как

=2+0,148=2,148 (мм).

Предварительно запишем =2,148±0,3 мм. После округления номинального значения =2,15±0,3 мм (размер не относится ни к отверстиям, ни к валам).

Из цепи № 9 определим технологический размер . Его среднее значение найдется так:

=1+0,114=1,114 (мм).

Предварительно запишем =1,114±0,3 мм. После округления номинального значения примем =1,1±0,3 мм (размер не относится ни к отверстиям, ни к валам).

Из цепи № 12 найдем технологический размер . Для этого сперва подсчитаем

(мм).

Затем определим среднее значение этого технологического размера

=33,7-0,5=33,2 (мм).

Окончательно примем =33,2±0,15 мм (размер не относится ни к отверстиям, ни к валам).

Из цепи № 11 аналогично найдем технологический размер . Определим

(мм).

Подсчитаем

=33,2-0,61=32,59 (мм).

Предварительно запишем =32,59±0,06 мм. После округления номинального значения окончательно получим =32,6±0,06 мм (размер не относится ни к отверстиям, ни к валам).

Из цепи № 13 определим технологический размер . Для этого подсчитаем

(мм).

Найдем среднее значение размера , которое составит

(мм).

Подсчитаем среднее значение размера

=39,805+0,525=40,33 (мм).

Предварительно запишем =40,33±0,15 мм. Так как этот размер относится к валам, то примем мм. После округления номинального значения окончательно получим мм.

Наконец, из цепи № 7 найдем технологический размер . Его среднее значение будет равно

=1+0,3+0,3+33,7=1,8 (мм).

Окончательно примем =1,8±0,15 мм (размер не относится ни к отверстиям, ни к валам).

Результаты расчета продольных технологических размеров целесообразно отражать в таблице, аналогичной табл. 3.2 для рассмотренного примера.

 

Таблица 3.2

Обозначение технологического размера	Среднее значение технологического размера	Принятое номинальное значение и предельные отклонения технологического размера
	39,805	40-0,39
	0,3	0,3±0,1
	33,7	33,7±0,15
	19,7	19,7±0,075
	2,9	2,84^+0,12
	0,148	0,148±0,048
	2,148	2,15±0,3
		1±0,4
	33,2	33,2±0,15
	1,8	1,8±0,15
	0,148	0,148±0,048
	2,148	2,15±0,3
	0,114	0,114±0,034
	1,114	1,1±0,3
	0,55	0,55±0,15
	32,59	32,6±0,06
	40,33	40,5-0,3

Приложение 1

Средние статистические погрешности механической обработки ()

Вид обработки	Оборудование и методы обработки	Способ обеспечения точности	Рабочий ход	Шероховатость, мкм	Точность
		диаметральных размеров	до 80	80…260	260…500	св.500
Токарная обработка	Токарно-винторезные станки	По предварительно настроенному лимбу с использованием поворотного резцедержателя	I		--	12…13	0,30	0,40	0,50	0,70
II	--	2,5		0,12	0,20	0,25	0,30
Прецизионные токарные станки	То же	I		--	8…9	0,08	0,10	0,12	0,15
II	--	1,25	6…7	0,04	0,054	0,084	0,10
Токарные станки с ЧПУ	По программе	I		--		0,20	0,25	0,30	0,40
II	--	2,5		0,12	0,17	0,20	0,25
Малые карусельные станки	По предварительно настроенному лимбу	I		--	12…13	0,25	0,30	0,35	0,45
По упорам	II	--	2,5	8…9	0,07	0,10	0,12	0,18
Операционные токарные станки	По упорам	I		--		0,15	0,20	0,25	0,30
II	--	2,5	8…9	0,06	0,08	0,10	0,12
Токарно-револьверные станки	По упорам от технологических баз	I		--	12…13	0,25	0,30	0,35	0,40
II	--	2,5		0,15	0,17	0,20	0,25
От настроечной базы между позициями	I		--	12…13	0,30	0,35	0,40	0,45
II	--	2,5		0,20	0,25	0,30	0,35
Между резцами в многорезцовой державке	I		--	12…13	0,12	0,17	0,20	0,25
II	--	2,5		0,08	0,10	0,12	0,15

 

Продолжение

Токарная обработка	Многорезцовые токарные полуавтоматы	По упорам от технологических баз	I		--	12…13	0,25	0,30	0,35	0,40
II	--	2,5		0,17	0,20	0,25
Между резцами в одном блоке	I		--	12…13	0,15	0,20	0,25	0,30
II	--	2,5		0,08	0,10	0,12	0,15
Между резцами с различных суппортов	I		--	12…13	0,20	0,25	0,30	0,35
II	--	2,5		0,12	0,17	0,20	0,25
Гидрокопировальные токарные полуавтоматы	По копиру от технологической базы	I		--	12…13	0,25	0,30	0,35	0,40
II	--	2,5		0,15	0,17	0,20	0,25
Между резцами в одном блоке	I		--		0,17	0,20	0,25	0,30
II	--	2,5	8…9	0,12	0,17	0,20	0,25
Между резцами с различных суппортов	I		--	12…13	0,20	0,25	0,30	0,35
II	--	2,5		0,17	0,20	0,25	0,30
Вертикальные многошпиндельные токарные полуавтоматы	По копирам и упорам от технологических баз	I		--	12…13	0,20	0,25	0,30	--
II	--	2,5		0,12	0,15	0,20	--
Между резцами в одном блоке	I		--		0,17	0,20	0,25	--
II	--	2,5	8…9	0,08	0,10	0,12	--
Между резцами с разных суппортов и позиций	I		--	12…13	0,20	0,25	0,30	--
II	--	2,5		0,15	0,20	0,25	--
Автоматы фасонно-продольного точения	По копирам от настроечной базы	I		--		0,12	0,17	--	--
II	--	2,5	7…8	0,08	0,10	--	--
Между резцами с различных суппортов	I		--		0,10	0,12	--	--
II	--	2,5	7…8	0,06	0,08	--	--

 

 

Продолжение

Токарная обработка	Токарно-револьверные автоматы	По копирам от настроечной базы (с револьверными головками)	I		--		0,12	0,17	--	--
II	--	2,5	8…9	0,08	0,10	--	--
От упора или настроечной базы с поперечного суппорта	I		--		0,12	0,17	--	--
II	--	2,5	8…9	0,08	0,10	--	--
Фасонным резцом	I		--		0,02	0,04	--	--
Многорезцовой державкой	I		--		0,06	0,08	--	--
Горизонтальные многошпиндельные токарные автоматы и полуавтоматы	По копирам от технологической или настроечной базы с продольного суппорта	I		--		0,12	0,17	--	--
II	--	2,5	8…9	0,08	0,10	--	--
I		--		0,12	0,17	--	--
II	--	2,5	8…9	0,08	0,10	--	--
То же, с независимых инструментальных суппортов	I		--		0,15	0,20	--	--
II	--	2,5	8…9	0,10	0,12	--	--
По упорам с поперечных суппортов	I		--		0,12	0,17	--	--
II	--	2,5	8…9	0,08	0,10	--	--
Между резцами в многорезцовой державке	I		--		0,10	0,12	--	--
II	--	2,5	8…9	0,06	0,08	--	--
Фасонным резцом	I		--		0,02	0,04	--	--
Сверление	Обработка глухих отверстий на вертикально-сверлильных и агрегатных станках спиральными сверлами	По лимбу	--		--	12…13	0,15	0,20	0,30	--
По упорам	--		--	12…13	0,10	0,15	0,20	--

 

Продолжение

Сверление	То же, ружейными сверлами	По лимбу			--	8…10	0,15	0,20	0,30	--
По упорам			--	8…10	0,10	0,15	0,20	--
То же, зенкерование черных отверстий	--	--		--	12…13	--	--	--	--
То же, зенкование после сверления	--	--		--	10…11	--	--	--	--
То же, развертывание	--	--	--	2,5	6…7	--	--	--	--
То же, зенкование	По упорам	--		--	12…13	0,15	0,20	0,30	--
То же, цекование	По упорам	--		--	12…13	0,15	0,20	0,30	--
То же, обработка ступенчатых отверстий комбинированным инструментом	--	--		--	11…13	0,15	0,20	0,30	--
Растачивание	Растачивание ступенчатых отверстий на горизонтально-расточных станках	По лимбу	I		--		0,15	0,20	0,25	--
II	--	2,5	8…9	0,10	0,15	0,20	--
Между резцами в одной борштанге	I		--		0,10	0,12	0,15	--
II	--	2,5	8…9	0,05	0,08	0,10	--
Между резцами в одной головке	I		--	8…9	0,05	0,06	0,08	--
II	--	1,25	6…7	0,02	0,04	0,06	--
Между инструментами с разных головок	I		--	8…9	0,08	0,10	0,12	--
II	--	1,25	6…7	0,04	0,05	0,06	--

 

 

Продолжение

Фрезерование	Фрезерование цилиндрическими фрезами на горизонтальных и универсальных станках	По установам и упорам	I		--	12…13	0,20	0,25	0,30	0,40
II	--	2,5		0,12	0,17	0,20	0,25
III	--	1,25	8…9	0,06	0,08	0,12	0,15
Фрезерование торцовыми фрезами на горизонтальных и универсальных станках	По установам и упорам	I		--	12…13	0,20	0,25	0,30	0,40
II	--	2,5		0,12	0,17	0,20	0,25
III	--	1,25	7…8	0,04	0,06	0,10	0,12
Фрезерование на двухсторонних карусельных и барабанных станках	От базы по установам	I		--	12…13	0,20	0,25	0,30	0,40
II	--	2,5		0,12	0,17	0,20	0,25
Между фрезами	I		--	12…13	0,10	0,15	0,17	0,20
II	--	2,5		0,08	0,10	0,12	0,15
Строгание	Долбежные станки	По лимбу	I		--	--	0,40	0,45	0,50	0,60
II		--	--	0,20	0,25	0,30	0,40
Поперечно-строгальные станки	По лимбу и установам	I		--	--	0,40	0,45	0,50	0,60
II	--	2,5	--	0,12	0,17	0,20	0,25
Продольно-строгальные станки	По лимбу и установам	I		--	--	0,20	0,25	0,30	0,40
II	--	2,5	--	0,12	0,17	0,20	0,25
Внутреннее протягивание	--	I	--	2,5	6…7	--	--	--	--
Наружное протягивание	--	I	--	2,5	--	0,12	0,17	0,20	0,25

 

Продолжение

Шлифование	Круглошлифовальные станки	По лимбу и пробным проходам	Предварит.	--	2,5		--	--	--	--
Чистовое	--	0,63	6…7	--	--	--	--
Тонкое	--	0,16	5…6	--	--	--	--
Торцекруглошлифовальные станки	По упорам	Предварит.	--	2,5		0,15	0,17	0,20	0,25
Чистовое	--	0,63	6…7	0,08	0,10	0,12	0,15
С позиционированием	Предварит.	--	2,5		0,10	0,12	0,15	0,17
Чистовое	--	0,63	6…7	0,06	0,08	0,10	0,12
Внутришлифовальные станки	По лимбу, упорам и пробным проходам	Предварит.	--	2,5		0,20	0,25	0,30	--
Чистовое	--	0,63	6…7	0,12	0,17	0,20	--
Тонкое	--	0,16	5…6	0,06	0,08	0,12	--
Плоскошлифовальные станки	По упорам, лимбу и пробным проходам	Предварит.	--	2,5	--	0,15	0,20	0,25	--
Чистовое	--	0,63	--	0,08	0,10	0,12	--
Тонкое	--	0,16	--	0,05	0,08	0,10	--
Безцентровошлифовальные станки	По упорам	Предварит.	--	2,5	8…9	--	--	--	--
Чистовое	--	1,25	6…7	--	--	--	--

 

 

Продолжение

Доводка	Хонингование	--	Предварит.	--	0,32	--	Точность обработки примерно соответствует точности предварительно выполненных размеров
Чистовое	--	0,32	5…6
Суперфиниширование	--	Предварит.	--	0,32	--
Чистовое	--	0,08	--
Доводка (притирка)	--	Предварит.	--	0,32	--
Тонкое	--	0,08	--
Многопроходная размерная притирка	--	--	--	0,08	Точнее 3

 

 

Приложение 2

Шероховатость и величина дефектного слоя поверхностей,
полученных различными методами

Метод обработки	Шероховатость , мкм	Дефектный слой, мкм
Литье в песчанно-глинистую форму при ручной формовке	100…500	200…600
Литье в песчанно-глинистую форму при машинной формовке	80…300	150…400
Литье в металлические формы	100…200	100…300
Центробежное литье	40…100	100…200
Литье в оболочковые формы	20…80	150…250
Литье по выплавляемым моделям	10…40	80…150
Литье под давлением	10…40	80…150
Ковка	300…500	400…600
Штамповка обычной точности	100…250	200…400
Штамповка повышенной точности	80…200	150…300
Прокат горячекатанный обычной точности	80…150	100…150
Прокат повышенной точности	50…100	80…150
Прокат холоднотянутый калиброванный	40…80	50…100
Рубка на прессах и ножницах	100…300	100…150
Разрезание пилами на станках	80…160	100…150
Точение черновое	80…150	50…100
Точение получистовое	30…50	40…60
Точение чистовое	15…25	20…30
Точение тонкое	6…10	10…20
Строгание предварительное	80…150	100…150
Строгание окончательное	15…25	20…30
Сверление	80…150	50…100
Сверление глубокое	15…30	25…50
Зенкерование черновое	30…50	40…50
Зенкерование чистовое	20…30	30…40
Развертывание предварительное	10…20	15…25
Развертывание чистовое	6…10	5…10
Растачивание алмазное	3,2…6,3	4…10
Фрезерование обдирочное	80…150	80…100
Фрезерование чистовое	20…50	40…60
Фрезерование тонкое	3,2…6,3	10…30
Протягивание черновое	6…10	10…20
Протягивание чистовое	3,2…6,3	5…10
Растачивание черновое	40…80	50…100
Растачивание чистовое	10…20	15…30
Шлифование черновое	20…40	30…50
Шлифование чистовое	5…10	15…25
Шлифование тонкое	1,5…3,5	5…10
Хонингование	1…3	3…6
Суперфиниш	0,2…0,8	3…5
Притирка предварительная	0,8…3,2	3…5
Притирка окончательная	0,05…0,4	3…5
Полирование	0,05…0,4	2…3

Приложение 3

Точность геометрической формы и расположения поверхностей при механической обработке

 

Вид обработки	Метод обработки и оборудование	Рабочий ход	Вид погрешности	Величина погрешности (мкм) в зависимости от номинального размера, мм
до 10	10…50	50…100	160…300	300…500	св. 500
Токарная	Токарные, револьверные, карусельные, многошпиндельные и прочие токарные станки	Первый		6…16	10…30	25…50	40…80	60…120	100…250
	10…24	20…40	30…60	50…100	80…150	150…300
	25…60	40…120	100…200	150…360	300…450	400…1000
	40…80	50…100	80…120	100…200	150…250	200…400
Второй		2,5…6	4…16	10…25	16…35	25…50	40…100
	2…10	6…16	8…20	10…25	12…30	16…50
	6…16	10…40	16…50	25…80	40…100	80…300
	20…30	30…60	40…80	60…100	80…160	100…500
Третий		0,6…1	1…2,5	1,6…6	4…10	8…16	10…40
	1,2…3	2,5…4	3…8	5…10	7…12	10…25
	1,6…4	4…10	6…16	8…20	10…30	16…100
	5…16	8…20	10…25	12…30	16…40	20…80

 

 

Продолжение

Сверление растачивание	Сверление спиральными сверлами	Один		12…25	16…40	20…50
	25…60	40…120	80…250	160…400
Сверление ружейными сверлами	Один		2…5	4…10	8…16	12…20
	2,5…6	4…16	10…25	25…50
Зенкерование	Один		2…8	6…12	8…20
	4…10	8…16	10…25	16…40
Развертывание	Один		1,5…2	2,5…8	5…10	8…16
	Может увеличиваться на 10% по сравнению с исходным
Алмазное растачивание	Один		0,4…1	0,8…2	1,2…4	2,5…8	6…10
	0,5…1,2	1…2,8	2…5	4…10	6…16	10…20
	0,6…1,6	1,2…4	2,5…6	4…8	6…10	8…16
	2,5…6	3…8	5…10	6…12	8…16	10…20
Фрезерование	Вертикальные, горизонтальные и продольно-фрезерные станки	Первый		6…16	10…20	16…40	28…80	50…120	100…600
	25…60	40…120	100…250	200…360	250…450	400…1200
Второй		1…4	2,5…10	6…16	10…20	16…30	20…100
	4…10	6…30	20…60	40…80	60…120	100…400
Протягивание	Протягивание и прошивание	Один		1,6…4	2,5…8	6…16	8…20	10…25
	2…5	4…8	5…12	8…16	10…20	16…30
	Может увеличиваться на 30% по сравнению с исходным
	Перпендикулярность торцов к оси отверстий 0,15:100

Продолжение

Шлифование	Круглошлифовальные, внутришлифовальные и плоскошлифовальные стаки	Предварительный		2,5…6	4…10	6…16	10…25	20…40	20…100
	1,6…4	2,5…8	5…12	8…16	10…20	16…40
	4…10	8…20	16…30	20…50	30…60	50…160
	20…30	25…50	40…60	50…80	60…100	80…200
Чистовой		1…4	2,5…8	6…12	10…20	16…25	20…60
	0,8…2,5	1,6…4	2,5…5	4…6	5…8	6…16
	1,6…4