Определение размеров заготовки детали «Коронная шестерня»

  Припуск на получистовую и чистовую обработку  и его колебания зависят от допуска на размеры обрабатываемой поверхности, достигнутого на предыдущих проходах, а также от глубины дефектного слоя и погрешностей базирования, установки и закрепления детали. 

  Минимальный припуск на получистовой проход должен быть несколько больше глубины дефектного слоя и других  возможных погрешностей, связанных с переустановкой детали. Кроме того, необходимо иметь в виду, что точная обработка  стальных деталей с весьма малыми припусками (менее 0,1 мм) возможна только на весьма жестких станках повышенной точности. Это связано с тем, что небольшой натяг, создаваемый силой Р_у, благоприятно сказывается на ликвидации зазоров в упругой системе и повышает ее динамическую устойчивость. В связи с этим при обработке пов.5 на операции 30 примем минимальный припуск равным 0,2 мм. С учетом допуска на диаметр 0,7 мм максимальный припуск равен 0,55 мм.

    Для получистовых проходов целесообразно  применять резцы с положительными  передними углами и стружкозавивающими  лунками (канавками). Такую форму  передней поверхности, как правило,  имеют сменные многогранные твердосплавные режущие пластины, механически закрепляемые в державке резца.

  Расчеты на ЭВМ показали, что с увеличением подачи от 0,2 до 0,8 мм/об сила Р_у увеличивается примерно вдвое: от 0,5 до 0,9 кН. Соответственно, смещение на сторону при жесткости j=25 кН/мм будет около 0,03 мм. При поднайстройке резца через Dhз= 0,3 мм (или при предварительном притупле-нии до h_о=0,3 мм) отклонение на сторону вследствие размерного износа будет около 0,04 мм. Таким образом, суммарное отклонение диаметра обработанной поверхности при увеличении подачи от 0,2 до 0,8 мм будет находится в пределах от 0,12 до 0,16 мм. В частности, при подаче s=0,4 мм/об погрешность обработки составит 0,14 мм на диаметр.

  По  аналогичной методике проверяется  погрешность обработки на чистовом проходе. Сам металлорежущий станок (т.е. жесткость его узлов, геометрическая точность), режим резания на этом проходе и геометрические параметры чистового резца выбираются таким образом, чтобы обеспечить допуск 0,047 мм. Если это невозможно, то вводится дополнительный проход.

  Для проектирования заготовки ограничимся  рассмотрением размеров только тех  цилиндрических поверхностей детали и заготовки, которые связаны между собой (табл. 3.1).

  Таблица 3.1

  Диаметральные  размеры детали D_i  и заготовки C_i 

  Размеры заготовки C_i связаны с размерами детали D_i и припусками Z_i, (рис.3.1) которые в свою очередь должны быть не менее суммы радиальных биений , характеризующих погрешности оборудования, включая погрешности установки детали,  погрешностей  обработки поверхности, зависящие от износа режущего инструмента, его смещения относительно детали под действием сил резания, а также глубины дефектного слоя h_i:

                                .                              (2)

   В соответствии с принятой маршрутной технологией первой из цилиндри-ческих поверхностей обрабатывается пов. 5 на операции 10. При этом известны:

                                                                                             (3)

    а также допуск на диаметр  пов.5 заготовки:

                                                   .                                                                                 

  Расчет  диаметральных размеров заготовки  может быть выполнен в порядке, обратном по отношению к последовательности обработки пов. 5. Т.е. первой рассмотрим оп. 40, на которой должны быть выполнены допуск на диаметр пов.5 детали и шероховатость обработанной поверхности R_a=2,5 мкм (R_z=10 мкм).

  Задачей этого этапа расчета является назначение минимального и расчет максимального  припусков на обработку, допуска  на обработку на предшест-вующей операции 30 и диаметральных размеров поверхности 5, которые должны быть получены на оп. 30 (межоперационных технологических раз-меров).

  Минимальный припуск должен быть больше суммы  радиального биения, погрешности  установки на оп. 40 и глубины дефектного слоя. В нашем случае он принят:

                                                  .                                                   (4)

  Следующим фактором, рассчитываемым технологом, является допуск на на диаметр пов. 5 заготовки, получаемый на предыдущей операции т.е. на оп.30.  Он может быть в первом приближении вычислен по допуску, обеспе-чиваемому на оп.40 и уточнению e. 

  Отношение допуска на предыдущей операции к  допуску на следующей операции называют уточнением e. На первом (черновом) проходе достигается наибольшее уточнение. С увеличением числа проходов уточнение уменьшается (рис. 3.2)    

  

  Рис. 3.2. Зависимость уточнения e от номера прохода при обработке пов.5. 

  Эта зависимость также может быть использована технологом для распределения  припуска на обработку между различными операциями (проходами). На уточнение оказывает влияние большое число факторов: скорость резания и подача, геометрические параметры и материал режущего инструмента, критерий затупления, жесткость технологической системы и т.д. Поэтому зависимость, представленная на рис. 3.2., носит только качественный характер и в каждом конкретном случае нуждается в экспериментальном или теоретическом обосновании.

  Уточнение может быть выбрано на основании  опыта: на чистовых операциях с малыми допусками обычно достигаются меньшие уточнения, чем при черновой обработке.  

  Так, при e=3 допуск заготовки на оп.40 равен:

                                     D » e×0,018=3×0,018=0,054 мм.

  Максимальная  глубина резания на операции 40, соответственно,  будет:

   , принимаем 

  Межоперационные диаметральные размеры заготовки  на оп. 40 будут:

   

    , принимаем 96,2 мм.

  На оп. 30 при токарной полуавтоматной обработке  уточнение принимается равным e=5 (см. рис. 3.2) и допуск заготовки равен:

                                    D » e×0,054=5×0,054=0,27 мм.

  Максимальная  глубина резания на операции 30 при  минимальной глубине 

   :

   . Принимаем и заносим в таблицу 3.3.

  

    , принимаем 96,9 мм.

  В операции 20 поверхность 5 не обрабатывалась, поэтому  переходим к токарной операции 10.

  При уточнении e=10 допуск заготовки равен:

                                     D » e×0,27=10×0,27=2,7 мм.

  Максимальная  глубина резания на операции 10 при  равна:

   , принимаем  .

  Исходные  габаритные размеры заготовки по поверхности 5 равны:

   , принимаем С_5min=101мм

    , принимаем С_5max= 104 мм.

  На  первой черновой операции 10 минимальный  припуск складывается из радиального  биения цилиндрических поверхностей, предусмотренного стандартом на поковки до 40 кг, равного 1,2 мм, шероховатости поверхности R_Z=0,32 мм, дефектного слоя h_дс =0,35мм, итого на операции 10 минималь-ный припуск равен 1,87 мм, округляем до 1,9 мм.

  Полученные  значения заносим в таблицу 3.2.

                                                                                                        

                                                                                                             Таблица 3.2. 

К определению  межоперационных  технологических размеров поверхности 5