Пример выполнения точностного расчёта

М.Г. Галкин

Точностной расчёт электронной модели технологической оснастки

Учебное электронное текстовое издание

Подготовлено кафедрой «Технология машиностроения»

Методическое указание к контрольной работе по дисциплине «Машинная графика в автоматизированном проектировании» для студентов заочной формы обучения специальности «151001-Технология машиностроения»

Описана методика точностного расчёта приспособления и рассмотрен пример последовательности выполнения работы. Разработан комплект заданий для выполнения работы, представленный в приложении.

Екатеринбург 2012

Методика проверки точности приспособления на планшайбе

1. На основе изучения чертежа детали и операционного эскиза необходимо оценить точность диаметральных и линейных размеров отмеченных рамками, получаемых в проектируемом приспособлении.

2. Для анализируемых размеров установить положение измерительной базы.

3. Для получаемых размеров определить фактическую погрешность установки заготовки в приспособлении по формуле:

(1)

где - погрешность базирования, при установке заготовки в приспособление для случая, когда установочная база не совпадает с измерительной, а последняя при установке в приспособление занимает разное положение у различных деталей в партии,

- погрешность закрепления, возникающая при приложении усилия зажима к заготовке, вызывающего смещение измерительной базы в направлении выполняемого размера в силу контактных деформаций в местах взаимодействия установочных поверхностей заготовки и приспособления.

При установке заготовки на цилиндрическую оправку величина будет зависеть от значения максимального зазора между посадочным отверстием заготовки и диаметральным размером оправки. Для оправки можно принять поле допуска f7, а точность отверстия указана на чертеже.

Величину в мкм можно определить по зависимости:

(2)

В данной формуле С – это коэффициент, характеризующий условия контакта поверхностей, который можно определить для стальной заготовки при установке на пластины по эмпирической зависимости , где F – это площадь опорной поверхности в см². Q – это величина зажимного усилия, Н, действующая по нормали к опоре. Параметр ά – это угол между направлением усилия зажима и направлением измеряемого размера. Значение n можно принять для стальных заготовок равным 0, 7. (Перечисленные параметры приведены в первом томе справочника технолога-машиностроителя (стр. 51-53)). По данной схеме закрепления заготовки угол ά получается равным 90⁰ для диаметральных размеров и 0⁰ для линейных размеров.

Если значение получится больше нуля, то необходимо определить её допускаемое значение в виде величины

(3)

где Т – допуск на выполняемый размер,

τ – погрешность размера, связанная с точностью станка,

Δ _пр – погрешность размера, связанная с точностью приспособления.

Величина Δ _пр состоит из двух составляющих и определяется по зависимости . В данной записи первый параметр определяет точность настройки инструмента относительно базовой поверхности на приспособлении. Эту составляющую можно принять, как 1/10 от допуска на получаемый в ходе обработки размер. Второй параметр определяет погрешность установки приспособления на станок. Для практических случаев эту величину можно принять равной 0, 01мм при тщательной выверке приспособления на станке или 0, 015, или 0, 02 мм, если требуется меньшая точность в ходе обработки поверхностей. Величина τ для токарных станков нормальной точности (Н) может быть принятой в диапазоне от 0, 01 до 0, 02 мм в зависимости от габаритов детали.

После определения параметров по зависимостям (1) и (3) необходимо сравнить полученные значения и добиться выполнения неравенства:

(4)

В этом случае точность размера достигнута в ходе обработки.

Данные расчёты необходимо выполнить в отчёте к лабораторной работе. Также необходимо заполнить табл.2 и сделать соответствующие выводы по работе.

Таблица 2

Итоговая таблица погрешностей

№ пов	Номинальный размер (мм)	Допуск размера (мм)	(мм)	(мм)	(мм)	(мм)	τ (мм)

Пример выполнения точностного расчёта

Пусть требуется обработать внутренний диаметр заготовки 50 мм при базировании её на цилиндрической оправке. Схема установки представлена на рис.10.

Рис.10. Схема установки заготовки в приспособлении

Для диаметрального размера погрешность базирования возникнет от установки заготовки на оправку с зазором. Следовательно, его максимальная величина и составит .

Для проведения расчёта должно быть известно поле допуска посадочного участка оправки и точность базового отверстия на заготовке. Исходя из этого, можно составить схему расположения полей допусков оправки и базового отверстия, которая представлена на рис.11.

+39

0 0

-45

Рис.11. Схема расположения полей допусков

Также посадки можно выбрать, в случае невыполнения неравенства (4) следующими: H8/h8, H8/g7, H7/f6, H7/g6.

Из схемы следует, что величина максимального зазора в рассматриваемом соединении определится по зависимости

S_max= ES_H8 – ei_f7. (5)

Следовательно, величина S_max= 0, 039 – (– 0, 045) = 0, 084 мм. Очевидно, что параметр на получения данного размера влияния оказывать не будет, поскольку вектор получения размера и вектор усилия зажима располагаются ортогонально, и значит угол ά = 90^◦ .

Окончательно можно записать с округлением, что = 0, 08 мм.

Далее нужно определить по зависимости (3), поскольку установили, что # 0.

Значение Т = 0, 16 мм в диаметральном выражении. Значит величина = 0, 16/10 = 0, 016 мм. Величина = 0, 02 мм. Значение, связанное с погрешностью станка τ = (0, 01÷ 0, 02 мм). Окончательно можно записать

= 0, 12 мм.

Исходя из выполнения неравенства (4) , можно заключить, что данный размер будет получен при этой схеме установки в пределах допуска.

На следующем шаге необходимо определить возможность получения линейного размера 15 мм в пределах допуска по этой же схеме установки.

Для решения этой задачи требуется создать размерную схему получения данного размера, поскольку настроечная (технологическая) база и измерительная не совпадают. Это обстоятельство создаёт погрешность базирования размера 15 мм.

Известно, что погрешность базирования равна допуску на размер, соединяющий технологическую и измерительную базы, используемые для получения данного размера по чертежу. В данной ситуации это размер 87 мм с допуском 0, 35 мм. Следовательно, величина = 0, 35 мм.

На схеме получения этого размера видно, что усилие зажима совпадает с направлением получения размера. Значит, будет и погрешность закрепления влиять на точность получаемого размера. Её можно определить по зависимости (2), приняв усилие на ключе при завинчивании гайки на прихвате порядка 15кГ*с. Окончательно получится, что величина = 0, 02 мм.

Для решения поставленной задачи необходимо составить размерную схему получения этого размера. Она будет иметь вид, представленный на рис.12.

Td1= 0, 35мм

Тd2 =? Тd3=0, 43мм

Рис.12. Размерная схема

В данном случае размер с допуском 0, 43 мм является замыкающим звеном цепи, поскольку он относится к конструкторскому размеру 15 мм. При этом известно из теории размерных цепей, что допуск замыкающего звена равен сумме допусков составляющих звеньев. Значит, можно записать выражение Тd3=Td1+Td2, откуда Тd2=Td3-Td1, а после подстановки Td2=0, 43-0, 35=0, 08 мм. Допуск Td2 относится к настроечному размеру, на который настраивается инструмент при подрезании торца в размер 15 мм. Следовательно, точность этого размера и будет определять погрешность . Значит = Td2 / 10 = 0, 08 / 10 = 0, 008мм. Величина погрешности = 0, 02 мм принята исходя из приведённого выше описания. Значение τ = (0, 01÷ 0, 02 мм). Окончательно для данного размера будет иметь следующее значение, определённое по известной ранее зависимости (3) = 0, 40мм.

Окончательно = = 0, 35 мм. Значит . Расчёт подтверждает получение точности размера 15 ± 0, 215 мм.

Приложение

Задания для выполнения работы

Деталь 1

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Вариант 4

Вариант 5

Вариант 6

Вариант 7

Вариант 8

Вариант 9

Вариант 10

Деталь 2

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Вариант 4

Вариант 5

Вариант 6

Вариант 7

Вариант 8

Вариант 9

Вариант 10

Деталь 3

(Вариант 1)

(Вариант 2)

(Вариант 3)

(Вариант 4)

(Вариант 5)

(Вариант 6)

(Вариант 7)

(Вариант 8)

(Вариант 9)

(Вариант 10)