Анализ конструкции и точности механической обработки

Задание:

Отверстия d1, d2, d3 втулки обрабатываются чистовым точением в плантшайбе на станке 1512 с допуском по IT 10. Определить суммарную погрешность обработки ступени d2. Заготовка из стали 40, σв = 950 мПа. На предшествующей операции обработана черновым точением по IT 13. Условия обработки: резец T15K6, радиус скругления режущей кромки r = 1 мм,

минимальный припуск на обработку z min = 2 мм, подача S = 0,3 мм/об, скорость резания 70 м/мин, число заготовок в партии N = 40 шт.

Порядок расчета:

1. Определяем величину ∆и на радиус вызванную размерным износом резца.

, мкм, где

L – длина пути резания при обработке партии N деталей,

, м

м

U0 – интенсивности изнашивания режущей части, для сплава Т15К6 при обработке углеродистой стали U0 = 6 мкм/км.

мкм

2. Определяем колебания отжатия системы вследствие изменения составляющей силы резания Py из-за непостоянства глубины резания и податливости системы станка при обработке.

, где

∆y – отжатие системы,

Wmin и Wmax – минимальная и максимальная податливость станка,

Py min и Py max – минимальное и максимальное значения силы Py,

, где

W max ст – максимальные отжатия в системе станка,

W max заг – максимальные отжатия заготовки.

              Для станка 1512 нормальной точности относительное смещение планшайбы при наибольшем диаметре обрабатываемой детали 1250 мм под силой H = 20,78 кН составляет 630 мкм.

мкм/кН

Значения W min ст не приводятся, так как вследствие особенностей конструкции станка и обработки податливость изменяется незначительно, поэтому принимаем

W min ст = W max ст

              Заготовку рассматривают как жестко защемленную консольную балку, нагруженную сосредоточенной силой и имеющую наибольший прогиб у свободного конца.

, где

Yд max – максимальный прогиб заготовки,

- момент инерции поперечного сечения втулки,

d пр – приведенный диаметр,

,

мм

Имея в виду, что , после преобразований получим:

мкм/кН,

мкм/кН

Py max и Py min определяем из условий задачи на предшествующую операцию.

Возможно колебание глубины резания на величину половины допуска на обработку IT13/2, что для d2 = 420 мм составит 0,485 мм. t min = 2 мм, t max = 2,485 мм.

, где

Сp = 243, x = 0,9 , y = 0,6 , n = -0,3 – коэффициенты характеризующие влияние подачи, глубины резания и скорости резания на силу Py,

Kp – коэффициент учитывающий фактические условия резания.

, где

KМР = 0,75 – коэффициент учитывающий качество обрабатываемой поверхности,

Kφp = 1 – коэффициент учитывающий главный угол в плане φ = 45º,

Kγp = 1,4 – коэффициент учитывающий влияние переднего угла γ = 0º,

Kλp = 1 – коэффициент учитывающий влияние наклона главной режущей кромки λ = 0º.

кН

кН

              Изменение обрабатываемого размера вследствие упругих деформаций будет:

мкм

              3. Определение погрешности вызванной геометрической неточностью станка.

, где

С = 30 мкм допустимое отклонение от параллельности оси шпинделя направляющим станины в плоскости выдерживаемого размера на длине L = 400 мм,

мкм

              4. Определение погрешности настройки по пробным проходам.

Погрешность настройки ∆н зависит от погрешностей регулирования и положения инструмента ∆р, а также от погрешности измерения ∆изм, но так как погрешности ∆н и ∆р относятся к радиусу, а ∆изм к диаметру получим:

, где

Кр = 1,73 , Кизм = 1 – коэффициенты учитывающие отклонения ∆р и ∆изм от нормального закона распределения.

Для данных условий обработки и измерения d2 = 420IT10:

∆р = 30 мкм (настройка но лимбу с ценой деления 0,1 мм),

∆изм = 50 мкм.

мкм

5. Определяем температурную деформацию технологической системы.

Для операций с жесткими допусками при обработке лезвийным инструментом принимают:

              6. Определяем суммарную погрешность при обработке по уравнению:

мкм

Допуск по IT10 на Ø420 равен 250 мкм. Так как суммарная погрешность обработки больше допуска, необходимо назначить мероприятия по снижению суммарной погрешности:

1) Использование более износостойкого сплава режущих пластин резца, например T60K6.

2) Производить настройку по лимбу с делением 0,01 мм.

3) Уменьшение размеров партии.

4) Снижение режимов резания.