В.А. ДМИТРИЕВ, С.А. НЕМЫТКИН

РАСЧЕТ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

НА ТОЧНОСТЬ

Учебное пособие

Самара

Самарский государственный технический университет

2009

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Технология машиностроения»

В.А. ДМИТРИЕВ, С.А. НЕМЫТКИН

РАСЧЕТ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

НА ТОЧНОСТЬ

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

Самара

Самарский государственный технический университет

2009

УДК 621.9.06-229

Р е ц е н з е н т: д-р техн. наук Р.М. Б о г о м о л о в

Дмитриев В.А., Немыткин С.А.

Расчет приспособлений на точность: учеб. пособ. / В.А. Дмитриев. – Самара:

Самар. гос. техн. ун-т, 2009. – 90 с.: ил.

ISBN

Изложена методика расчета приспособлений на точность. Приведены ре-

комендации по выбору расчетных параметров и определению расчетных фак-

торов для различных групп приспособлений. На основе размерного анализа по-

казано распределение допусков изготовления приспособления на допуски со-

ставляющих звеньев размерной цепи. Изложены структура и порядок составле-

ния технических требований сборочного чертежа приспособления. Приведены

примеры расчета приспособлений на точность и данные нормативно-

технической документации, необходимые для расчета.

Методические указания предназначены для студентов по специальности

1510001 и могут быть использованы ими при выполнении курсовых и диплом-

ных проектов.

УДК 621.9.06-229

ISBN © В.А. Дмитриев, С.А. Немыткин,2009

© Самарский государственный

технический университет, 2009

3

ВВЕДЕНИЕ

Приспособление для обработки заготовок является звеном тех-

нологической системы ЗИПС (заготовка - инструмент - приспособ-

ление - станок). От точности его изготовления, сборки и установки на

станке, износостойкости установочных элементов и жесткости в зна-

чительной степени зависит качество обработки заготовок [1,2,3, 6].

Требуемую точность приспособлений можно определить решени-

ем размерной цепи технологической системы ЗИПС, отражающей

роль каждого звена в достижении точности выдерживаемого пара-

метра на обрабатываемой заготовке. Однако специальные приспособ-

ления проектируются заранее, поэтому параметры точности приспо-

соблений чаще всего определяются аналитически.

Цель расчета приспособления на точность заключается в опре-

делении требуемой точности его изготовления по выбранному пара-

метру (точности размера, формы или расположения поверхностей) и

задании допусков размеров деталей приспособления. При обработке

партии заготовок, имеющих погрешности формы и расположения по-

верхностей, погрешность положения заготовки в приспособлении

следует определять с учетом еѐ расположения в пространстве, что

значительно усложняет расчеты. Поэтому в технических расчетах

приспособлений на точность ограничиваются упрощенными плоски-

ми схемами расчета [3-7].

1. МЕТОДИКА РАСЧЕТА

На точность обработки влияет ряд технологических факторов,

вызывающих общую погрешность обработки , которая не должна

превышать допуска T выполняемого размера

T0 . (1.1)

4

Выражение для определения допуска T может быть представ-

лено в виде [2,3,5,6]

фmину

T 22222 33 , (1.2)

где у- погрешность вследствие упругих деформаций ТС ЗИПС под

влиянием сил резания; н - погрешность настройки ТС ; - погреш-

ность установки заготовки в приспособлении; и - погрешность от

размерного износа инструмента; т - погрешность обработки, вы-

зываемая тепловыми деформациями ТС; ф - суммарная погреш-

ность формы обрабатываемой поверхности, обусловленная геометри-

ческими погрешностями станка и деформацией заготовки.

По выражению (1.2) можно определить погрешность установки

, принимая ее за допустимое значение погрешности установки [ ]

заготовки в приспособлении

22222

33mинуф

Т . (1.3)

С другой стороны, погрешность установки заготовки определя-

ется известным выражением как суммарное поле рассеяния случай-

ных величин

222

пзб , (1.4)

где б - погрешность базирования заготовки в приспособлении; з -

погрешность закрепления заготовки, возникающая в результате дей-

ствия сил закрепления; п - погрешность положения заготовки, зави-

сящая от приспособления.

Величина п может быть представлена в виде

п п у п и п и

р . . . . , (1.5)

где пр - искомая погрешность изготовления приспособления по вы-

бранному параметру, зависящая от погрешностей изготовления и

сборки установочных и других элементов приспособления; у.п. - по-

5

грешность установки приспособления на станке; и - погрешность

положения заготовки, возникающая в результате изнашивания уста-

новочных элементов приспособления; п.и. - погрешность от перекоса

инструмента в элементах (устройствах) для направления и определе-

ния его положения или траектории.

Для принятой схемы установки должно выполняться условие

. (1.6)

В противном случае следует изменить построение операции или

схему установки заготовки в приспособлении.

Значение п изменяется в зависимости от условий и типа про-

изводства, а также от особенностей конструкции приспособления.

При использовании приспособления в мелкосерийном и серийном

производствах

п п у п и

р . .

2 2

3 . (1.7)

где пр- рассматривается как постоянная величина, которая может

компенсироваться настройкой станка.

В массовом и крупносерийном производствах при использова-

нии одноместных приспособлений п=и так как операции строго за-

креплены за рабочими местами и указанные погрешности компенси-

руются настройкой ТС ЗИПС.

Для многоместных приспособлений

п п и

р

2 2

3 . (1.8)

Таким образом, общая погрешность обработки, приравненная

допуску выполняемого размера, определяется выражением

ф

2

m

2

u

2

nu

2

u

2

n.у

2

рn

2

з

2

б

2

н

2

у0 33Т (1.9)

Отсюда искомая погрешность изготовления приспособления

6

2

m

2

u

2

.u.n

2

u

2

n.у

2

з

2

б

2

н

2

у

2

фрn 33Т . (1.10)

В связи со сложностью определения ряда величин, входящих в

выражение (10), погрешность изготовления приспособления можно

рассчитывать по упрощенному выражению [3,4]

п т т б з у п и п и т т с

Т к к кр . . . . . .

1 2

22 2 2 2

2

, (1.11)

где кт - коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений

составляющих величин от закона нормального распределения:

кт=1,0...1,2 ; к т1 - коэффициент, учитывающий уменьшение пре-

дельного значения погрешности базирования при работе на настроен-

ных станках: кт1 = 0,80...0,85; кт2 - коэффициент, учитывающий долю

погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой фак-

торами, не зависящими от приспособления: кт2 = 0,6...0,8 (большее

значение коэффициента принимается при меньшем количестве зна-

чимых величин, зависящих от приспособления); т.с. - средняя эко-

номическая точность обработки, принимаемая по таблицам допусти-

мых погрешностей для данного метода обработки (см. Приложение,

табл. П1-П16) [3,4,12].

Выражение (1.3) с учетом упрощений примет вид

Т к

т т с

22

2. .

. (1.12)

По данным [7,8] коэффициент к т2 = 0,5 для размеров 8 квалите-

та точности и грубее; кт2 = 0,7 для размеров 7 квалитета точно-

сти и точнее.

Погрешности, зависящие от приспособления ( б, з, и,п.и. ),

рассчитываются в каждом конкретном случае по принятым схемам

7

базирования, закрепления и обработки. Найденное значение пр

указывается на чертеже общего вида приспособления в качестве до-

пуска расположения поверхностей или размера между поверхностя-

ми приспособления, контактирующими соответственно с заготов-

кой и станком, или записывается в технические требования на изго-

товление и эксплуатацию проектируемого приспособления.

Вычитаемые из допуска составляющие общей погрешности

обработки можно суммировать и арифметически (см. формулу 1.11).

Тогда кт =1, и значение полученной погрешности приспособления пр

уменьшается. Такой подход к расчету можно рекомендовать при-

менительно к прецизионным приспособлениям.

Расчет на точность кондукторов можно выполнять также по

формуле (1.11). В этом случае погрешность пр будет являться до-

пуском межцентрового расстояния между его кондукторными втул-

ками. Величина пр является половиной допуска расстояния между

осями кондукторных втулок или базовой плоскостью приспособления

и осью кондукторной втулки (рис.1.1), т.е. размер L должен иметь до-

пуск пр .

Величину пр можно определить при условии, что середины по-

лей допусков межцентровых расстояний в деталях и кондукторной

плите совпадают [5]

п п и

Т s e eр . . , (1.13)

где Т - односторонний допуск расстояния между осями отверстий в

заготовке; s-сумма максимальных односторонних радиальных зазо-

ров;

8

e- сумма эксцентриситетов втулок; eп.и. - сумма погрешностей от

перекосов инструментов, определяемых по формулам (3.11)-(3.14)

s s s s s 1 2 3 4 , (1.14)

где s1 и s2- максимальные радиальные зазоры соответственно между

сменными и постоянными втулками; s3 и s4 - максимальные зазоры

соответственно между втулками и инструментом

e = e 1 +e2 +e3 + e4 , (1.15)

где е1 и е2 - допуски соосности сменных втулок; е3 и е4 - допуски со-

осности постоянных втулок. Обычно е1= е 2= е 3= е4 = 0,005 мм.

При определении допуска расстояния между базовой плоскостью и

осью кондукторной втулки величины s2 , s4, e2, e4 принимаются рав-

ными нулю.

Рис. 1.1. Схема к расчѐту на точность кондукторов

9

Основные этапы расчета

1. Выбор одного или нескольких расчетных параметров приспо-

собления, которые оказывают влияние на положение и точность об-

работки заготовки.

2. Определение расчетных факторов.

3. Определение требуемой точности изготовления приспособ-

ления по выбранным расчѐтным параметрам.

4. Распределение допусков изготовления приспособления на

допуски составляющих звеньев размерной цепи.

5. Составление технических требований сборочного чертежа

спроектированного приспособления.

2. ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Выбор расчетных параметров осуществляется в результате ана-

лиза принятых схем базирования и закрепления заготовки в приспо-

соблении, а также точности обеспечиваемых обработкой размеров.

Приспособление считается на точность по одному параметру в слу-

чае, если при обработке заготовки размеры выполняются в одном на-

правлении, и по нескольким параметрам, если на заготовке выполня-

ются размеры в нескольких направлениях. Направление расчетного

параметра приспособления должно совпадать с направлением выпол-

няемого размера при обработке заготовки. При получении на обраба-

тываемой заготовке размеров в нескольких направлениях приспособ-

ление можно рассчитывать только по одному параметру в направле-

нии наиболее точного по допуску и наиболее ответственного по чер-

тежу детали размера.

Расчетный параметр должен связывать по точности относитель-

ного положения поверхности приспособления, контактирующие с за-

готовкой и со станком. Другими словами, расчетный параметр дол-

жен связывать комплект вспомогательных баз приспособления с

10

комплектом основных баз заготовки. Рассмотрим примеры выбора

расчетных параметров при расчете точности приспособления.

Рис. 2.1. Схема приспособления для фрезерования: а – плоскости; б - уступа

Пример 1. В приспособлении, изображенном на рис.2.1а, фрезой

5 обрабатывается плоская поверхность А заготовки в размер "а" с до-

пуском Та. Заготовка 4 устанавливается на установочные элементы

(опорные пластины) 3 базовой поверхностью Б. Приспособление

опорной поверхностью В корпуса 2 контактирует со столом 1 фре-

зерного станка. Так как направление расчетного параметра должно

совпадать с направлением выполняемого при обработке заготовки

размера и определять точность относительного положения рабочей

поверхности установочных элементов (поверхность Б) и поверхности

а

б

11

корпуса приспособления, контактирующей со станком (поверхность

В), в качестве расчетного параметра следует принять либо допуск па-

раллельности на определенной длине поверхности Б установочных

элементов относительно поверхности В корпуса приспособления, ли-

бо допуск конструктивно заданного размера между поверхностями Б

и В приспособления.

Пример 2. На фрезерном станке обрабатывается заготовка 4

(рис.2.1б) по поверхностям А и В в размеры "а" и "b" с допусками со-

ответственно Та и Тb. Базовыми поверхностями Б и Г заготовка уста-

навливается на опорные пластины 3 и 5 в корпусе 2 приспособления.

Корпус контактирует со столом 1 фрезерного станка плоскостью Д.

Его положение относительно Т-образных пазов стола обеспечивается

направляющими шпонками 6. Анализ выполняемых размеров пока-

зывает, что допуск параллельности обрабатываемых поверхностей А

и В относительно поверхностей Б и Г детали 4 может быть в пределах

допусков размеров "а" и "b", т.е. Та и Тb. Положение заготовки будет

определяться положением рабочих поверхностей установочных эле-

ментов 3 и 5 относительно поверхностей, контактирующих с поверх-

ностями стола станка и определяющих положение приспособления на

станке.

В качестве расчетных в этом случае следует выбрать два пара-

метра: допуск параллельности плоскости Г установочных элементов 3

относительно плоскости Д корпуса приспособления и допуск парал-

лельности плоскости Б опорной пластины 5 и боковой поверхности Е

направляющих шпонок 6 корпуса. В случае, если Та>Тв, т.е. допуск Тв

более жесткий, расчет приспособления следует вести по одному па-

раметру - допуску параллельности плоскости Г установочных элемен-

тов 3 и плоскости Д корпуса приспособления.

Пример 3. Заготовка 3 (рис.2.2) устанавливается в токарное

приспособление для растачивания отверстий диаметром d1 , d2 и об-

работки торцов Е и Ж с обеспечением размеров l и k с допусками со-

ответственно Тl и Тk. Установочными элементами приспособления яв-

12

ляются опорные пластины 4 и 5, установленные на угольнике 6, и

втулка 2. Угольник 6 и втулка 2 размещены в корпусе 1 приспособле-

ния, который выточкой Г и плоскостью Д соединяется с планшайбой

шпинделя токарного станка. В данном случае в качестве расчетных

можно принять три параметра:

- допуск расстояния между рабочей поверхностью А устано-

вочных элементов 4 и осью поверхности Г;

- допуск расстояния между рабочей поверхностью Б устано-

вочного элемента 5 и осью поверхности Г;

- допуск параллельности торца втулки 2 относительно плос-

кости установочной поверхности корпуса Д приспособления.

По первым двум параметрам можно выполнить один расчет по

одному допуску в случае равенства допусков Тn и Тm на размеры n и m

или по наименьшему допуску в случае, если один из допусков по зна-

чению меньше другого. Третий параметр следует рассчитывать по

наиболее жесткому допуску размеров k и l. На чертеже приспособле-

ния следует указать допуск перпендикулярности поверхностей А и Б

установочных элементов.

Пример 4. Заготовка (рис.2.3 а) для сверления шести отверстий

диаметром d устанавливается по отверстию Б и поверхности А в при-

способление, показанное на рис.2.3 б. Установочными элементами

приспособления являются палец 6 и диск 8, одновременно выпол-

няющий роли делительного диска и установочного элемента приспо-

собления. Диск 8 может поворачиваться вместе с пальцем 6 и заго-

товкой 7 на хвостовике пальца 6 в отверстии втулки корпуса 1 и, за

счет поочередного фиксирования в отверстиях диска 8 с помощью

пальца 3, занимать относительно корпуса шесть положений по числу

отверстий в детали. Палец 3 подпружинен и может выводиться из от-

верстия диска при повороте рукоятки зубчатого колеса 2, находяще-

гося в зацеплении с рейкой пальца 3. При выполнении операции на

заготовке необходимо обеспечить размер "m" с допуском Тm , допуск

13

смещения отверстий диаметрами D (поверхность Б) и d, а также угол

с допуском Т .

В качестве расчетных параметров следует принять:

- для обеспечения размера "m" заготовки - допуск перпендику-

лярности рабочей поверхности А диска 8 к установочной поверхно-

сти В корпуса 1 и допуск расстояния между осью кондукторной

втулки 5, расположенной в плите 4, и поверхностью А диска 8 при-

способления;

- для обеспечения допуска смещения осей отверстий диаметрами

Рис.2.2. Приспособление для токарной обработки

14

d и D заготовки (см. рис.2.3а; значение k) - допуск смещения осей

кондукторной втулки 5 относительно оси пальца 6 приспособления

(см. рис.2.3б; вид Е, значение k1 );

- для обеспечения углового размера расположения отверстий

диаметром d детали с допуском Т - допуск угла поворота относи-

тельно оси вращения (в зафиксированных положениях) диска 8 при-

способления. Кроме того, желательно задать в ТУ чертежа приспо-

собления допуск перпендикулярности пальца 6 к поверхности А диска

8 или допуск параллельности оси пальца 6 плоскости В корпуса 1

приспособления.

При расчете кондукторов для сверления заготовок в виде плит,

коробчатых корпусов, кронштейнов с заданием расстояний от боко-

вых поверхностей до отверстий и между отверстиями за расчетные

а

б

Рис.2.3. Приспособление для сверления

15

параметры можно принимать допуски расположения втулок относи-

тельно установочных поверхностей приспособления, допуски меж-

центровых расстояний между кондукторными втулками и допуски

перпендикулярности или параллельности осей втулок относительно

рабочих поверхностей установочных элементов и опорной поверхно-

сти корпуса приспособления.

Пример 5. На рис.2.4 показана оправка с установочно-

зажимными элементами в виде тарельчатых пружин. Заготовка 2 ус-

танавливается на наружную поверхность В тарельчатых пружин 7 по

отверстию диаметром d и закрепляется закручиванием винта 5 в кор-

пус 1. При этом через детали 3, 4 и 6 осевая сила от винта 5 передает-

ся на пружины 7, которые оказываются зажатыми между двумя па-

раллельными поверхностями и деформируются, а заготовка базирует-

ся и закрепляется на оправке. После обтачивания наружной поверх-

ности диаметром D заготовка при откручивании винта 5 свободно

снимается с пружин 7. Исходной величиной для расчета приспособ-

ления на точность является допуск соосности (допустимый эксцен-

триситет) осей отверстия диаметром d и наружной поверхности диа-

Рис 2.4. Обработка на самоцентрирующей оправке

16

метром D, т.е. допустимое смещение осей этих поверхностей заготов-

ки в радиальном направлении.

За расчетный параметр следует принять отклонение от соосно-

сти (эксцентриситет) установочной поверхности А корпуса (оси кону-

са)

приспособления и цилиндрической наружной поверхности В та-

рельчатых пружин 7. От эксцентриситета осей поверхностей А и В

будет зависеть точность изготовления детали по относительному рас-

положению цилиндрических поверхностей.

Подобным образом выбирают расчетные параметры приспособ-

лений, в которых установочные элементы одновременно являются

зажимными (цанговые и трехкулачковые патроны, устройства со

сдвигающимися призмами и др.).

Одним из последних этапов расчета приспособления на точность

является этап разбивки допуска изготовления приспособления в сборе

на допуски размеров деталей, являющихся составляющими звеньями

сборочной размерной цепи приспособления. И в заключении состав-

ляются технические требования сборочного чертежа спроектирован-

ного приспособления.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ФАКТОРОВ

Для определения искомой величины пр по формуле (1.11) необ-

ходимо выбрать по справочным данным или рассчитать значения всех

ее составляющих. Допуск Т берется с чертежа детали или с карты

операционного эскиза технологического процесса обработки заготов-

ки. При неуказанных допусках формы и расположения обрабатывае-

мых поверхностей их величины определяются по стандарту [15].

3.1. Погрешность базирования

Погрешность базирования б представляет собой отклонение

фактического положения установленной в приспособлении заготовки

17

от заданного и определяется как предельный допуск рассеяния рас-

стояний между измерительной и технологической базами в направле-

нии выполняемого размера. Возникает погрешность базирования

вследствие влияния отклонений размеров (бр), формы (бф) и распо-

ложения (бп) поверхностей заготовки, используемых при базирова-

нии

б = бр + бф + бп . (3.1)

Первая структурная составляющая бр имеет место при не со-

вмещении технологических и измерительных баз, а при совпадении

этих баз бр = 0. Отрицательное влияние отклонений формы и распо-

ложения базовых поверхностей заготовки на точность базирования

проявляется всегда. В значительной мере это происходит при базиро-

вании заготовок по "черным" (необработанным) базам, а также при

наличии точечного или линейного контакта заготовки с установоч-

ными элементами приспособления.

При расчете погрешности базирования предельные отклонения

размеров, формы и расположения базовых поверхностей заготовки

принимаются равными соответствующим допускам. Их величина оп-

ределяется по стандартам: для допусков размеров - по ГОСТ 25347-

82, ГОСТ 25348-82, ГОСТ 25349-82, для допусков формы и располо-

жения - по ГОСТ 24643-81 или ГОСТ 25069-81 [14,15].

Численные значения погрешности базирования б устанавли-

ваются геометрическим расчетом или с помощью размерного анализа.

Формулы для расчета составляющей бр для типовых случаев бази-

рования приведены в табл. П17 [1-5,10]. Расчет составляющих бф и

бп рекомендуется производить с использованием методических ука-

заний, изложенных в работах [17,18]. Для уменьшения величины по-

грешности базирования следует соблюдать принцип совмещения баз,

устранять или уменьшать влияние зазоров между заготовкой и бази-

рующими элементами, обеспечивать базирование по прилегающим

поверхностям, выбирать рациональные схемы и конструкции устано-

вочных элементов и правильное их размещение в приспособлении.

18

3.2. Погрешность закрепления

Погрешность закрепления з возникает вследствие изменения по-

ложения заготовки в результате приложения к ней усилия закрепле-

ния и определяется как разность между наибольшей и наименьшей

проекциями смещения измерительной базы в направлении выполняе-

мого размера.

В большинстве случаев при определении з учитываются, в ос-

новном, контактные деформации в местах сопряжения заготовки с

опорными поверхностями приспособления. На погрешность закреп-

ления оказывает влияние непостоянство усилия закрепления, рассея-

ние шероховатости, погрешности формы и расположения опорных

поверхностей заготовки, износ опорных поверхностей приспособле-

ния. Можно считать, что погрешность закрепления близка к нулю при

постоянной силе закрепления заготовок механизированным приводом

и одинаковом качестве их базовых поверхностей. Величину з

можно уменьшить, стабилизируя силу закрепления, повышая жест-

кость стыков "установочный элемент - базовая поверхность заго-

товки" приспособления, улучшая качество опорных поверхностей, а

также увеличивая жесткость приспособления в направлении передачи

силы закрепления. Значения погрешностей закрепления для различ-

ных видов обработки приведены в табл.П18-П21 [3,4,5,10,11].

3.3. Погрешность установки приспособления на станке

Погрешность установки приспособления у.п на станке, план-

шайбе или шпинделе станка возникает из-за зазоров между сопрягае-

мыми поверхностями приспособления и станка. Для уменьшения за-

зоров рекомендуется повышать точность посадочных мест приспо-

собления, дальше разносить на корпусе ориентирующие его элементы

и подгонять посадочные места к станку. В массовом производстве

при использовании одного приспособления и неизменном его закреп-

19

лении погрешность у.п. может быть частично или полностью устра-

нена настройкой станка. При использовании нескольких одинаковых

приспособлений (дублеров, спутников) эта погрешность не компен-

сируется настройкой станка и полностью входит в состав погрешно-

сти у. В серийном производстве при частой переустановке приспо-

собления на величину у.п влияют износ и повреждение сопрягаемых

поверхностей. При соблюдении требований к смене приспособлений

и правильном выборе зазоров в сопряжениях у.п = 0,02...0,05 мм. В

каждом конкретном случае рекомендуется выполнять расчет в зави-

симости от схемы установки приспособления и заданной точности

посадочных элементов. В табл.П22 приведены расчетные зависимо-

сти для определения погрешности у.п. .

Пример 6. Заготовка (рис3.1) устанавливается на палец приспо-

собления для обработки паза в размеры "c" и "h" . Для выполнения

заданного техническими требованиями условия параллельности бо-

ковых поверхностей паза A и образующей базового отверстия Б в ка-

честве расчетного параметра следует принять допуск параллельности

образующей цилиндрической поверхности Б пальца, на который ус-

танавливается заготовка, относительно боковой поверхности Г на-

правляющих шпонок корпуса приспособления.

Для выполнения размера “h” из условия, что допуск параллель-

ности поверхности Д паза относительно оси отверстия Б должен быть

в пределах допуска на длине заготовки, в качестве расчетного пара-

метра следует принять допуск параллельности оси установочного

пальца к установочной плоскости В корпуса приспособления.

Погрешность установки приспособления относительно Т-

образных пазов стола станка влияет на точность положения оси паза

А относительно оси Б отверстия. С учетом принятой посадки по раз-

меру 14 Н7/g6 максимальный возможный зазор S max между шпонками

и Т-образными пазами стола равен

14Н7=14 +0.018 мм; 14 6 140 017

0 006

g

.

.

мм; S max = 0,018 + 0,0117= 0,035мм.

20

Рис. 3.1. Схема к расчету погрешности установки приспособления

Наиболее неблагоприятна такая установка приспособления, при

которой одна направляющая шпонка поджата к одной стороне паза

стола, а вторая шпонка - к другой. В этом случае приспособление по-

вернется относительно оси паза на некоторый угол , а отклонение

от параллельности оси установочного пальца диаметром d относи-

тельно оси Т- образных пазов стола станка будет определяться вели-

чиной у.п..

Величина Smax является допуском параллельности осей направ-

ляющих шпонок и Т-образного паза стола станка на длине L, равной

расстоянию между шпонками. Приведем величину Smax к длине обра-

21

батываемой заготовки l и окончательно получим величину погрешно-

сти установки приспособления на станке

у.п. = Smax l / L. (3.2)

Если l = 50 мм, L = 150 мм, то у.п. =0,03550/150= 0,017мм.

Пример 7. Заготовка 4 (рис.3.2) поверхностью Б устанавливает-

ся в призму 5 приспособления для токарной обработки, состоящего из

корпуса 1, противовеса 2, опоры 3, призмы 5 и угольника 6.

Рис. 3.2. Схема к расчету погрешности установки приспособления

при токарной обработке

При обработке выдерживаются линейные размеры L и l, диамет-

ральные размеры d и D, а также допуск соосности внутреннего отвер-

стия диаметром d относительно наружного диаметра D в пределах

0,05 мм. В этом случае погрешность установки приспособления на

22

станке будет зависеть от зазора между выточкой корпуса 1 и пояском

диаметром D1 планшайбы 7 и определяется выражением

у.п. = S min + T1 /2 + T2 /2 + e , (3.3)

где Smin - минимальный зазор между контактирующими поверхностя-

ми корпуса приспособления и планшайбы; Т1 и Т2 - допуски размеров

контактирующих поверхностей корпуса и планшайбы; e -отклонение

от соосности (эксцентриситет) поверхности пояска диаметром D1 и

выточки планшайбы диаметром d1.

Пусть диаметр выточки корпуса 1 приспособления D1 +0.05 мм ,

а диаметр посадочного пояска планшайбы 7 станка d1 -0.03 мм , т.е. Т1

= 0,05 мм и Т2 = 0,03 мм. Тогда Smin = 0 и e = 0, если поясок диамет-

ром D1 планшайбы проточен на станке. После подстановки значений

в формулу (3.3) получим:

у.п. = 0 + 0,05/2 + 0,03/2 + 0 = 0,04 мм.

В случае, изображенном на рис.3.3, у.п.= 0, так как погрешность

установки приспособления относительно Т-образных пазов стола

станка не влияет на точность обработки поверхности в размер 20-0,14.

Рис. 3 3. Фрезерование плоскости

23

3.4. Погрешность положения детали вследствие износа

установочных элементов приспособления

На износ установочных элементов влияют их размеры и конст-

рукция, материал и масса обрабатываемой заготовки, состояние ее ба-

зовых поверхностей. Наиболее интенсивно изнашиваются опоры с

точечным и линейным контактами, менее интенсивно - опорные пла-

стины с большими поверхностями контакта. Приспособления изна-

шиваются сильнее, если на них обрабатываются заготовки с черно-

выми базовыми поверхностями со следами окалины, формовочной

смеси. Изнашивание возрастает с увеличением массы заготовок и уд-

линением пути их перемещения по установочным элементам. В табл.

П23-П24 приведены соотношения для определения величины и.

Приближенно износ установочных элементов может быть опреде-

лен в виде [4]

U = U0k 1 k2 k 3 k 4 , (3.4)

где U 0 - средний износ установочных элементов для чугунной за-

готовки при усилии зажима Р = 10 кН и базовом числе установок N =

100000 (см. табл.П25); к1 , к2 , к3 , к4 - соответственно коэффициен-

ты, учитывающие влияние материала заготовки, оборудования, усло-

вий обработки и числа установок заготовки, отличающихся от приня-

тых при определении U, приведенные в табл.П26.

В работах [5-8] величина погрешности износа и установочных

элементов приспособления в формуле (1.11) непосредственно не учи-

тывается, а предлагается определять допустимое число устанавли-

ваемых заготовок [N] до предельного износа установочных элемен-

тов.

Погрешность установки заготовки в приспособлении определя-

ется выражением

,..2

..2

сусиизозбу (3.5)

24

где εб – погрешность базирования; εз.о. – погрешность закрепления ос-

новная; εз.и. – погрешность закрепления, связанная с изменением фор-

мы поверхности контакта установочного элемента в результате его

износа; εи – погрешность, определяемая прогрессирующим износом

установочных элементов; εус.- погрешность изготовления и сборки

опор установочного приспособления; εс- погрешность установки и

фиксации приспособления на станке.

Линейный износ u установочных элементов приспособления

(опор) определяет погрешность износа εu:

для опор εu =u, для призм 2/sin

u

u , где α – угол призмы.

Величина линейного износа u вычисляется по уравнению [9]

,1,0

79,0)003,01(

211HVF

QmПmm

tLKNu

му

(3.6)

где N – число устанавливаемых заготовок; Ку – коэффициент, учиты-

вающий условия обработки; L – длина пути скольжения заготовки по

опорам при досылке еѐ до упора, мм (определяется исходя из условий

эксплуатации приспособления); tм – машинное время обработки заго-

товки в приспособлении, мин; m, m1, m2 – коэффициенты; П1 – крите-

рий износостойкости; Q – нагрузка на опору, Н; F – площадь касания

опоры с базовой поверхностью заготовки, мм2; HV – твердость мате-

риала опоры по Виккерсу ( )6,11 эHRCHV .

Допустимая величина износа [u] определяется допустимой ве-

личиной погрешности [εи]:

для опор [u] = [εи], для призм 2/sin

][][

uи .

Величина [εи] в предположении, что погрешности εус и εс можно

компенсировать настройкой станка, рассчитывается как

25

.][ .2

..2

изозбHи T (3.7)

Новое приспособление имеет вполне определенный запас точно-

сти, однако в процессе эксплуатации вследствие изнашивания его ус-

тановочных и направляющих элементов приспособление теряет тре-

буемую точность; необходим его ремонт, поэтому важно уметь опре-

делять межремонтный период приспособления.

Межремонтный период Пк, определяющий необходимость за-

мены или восстановления установочных элементов приспособления,

рассчитывается по уравнению

,][12

Г

КN

NkП месяцев, (3.8)

где k- коэффициент запаса, учитывающий нестабильность износа ус-

тановочных элементов (k = 0,8…0,85); [N] – допустимое число уста-

навливаемых заготовок до предельного износа установочных элемен-

тов, определяемое из уравнения (3.6); Nг – годовая программа выпус-

ка деталей.

3.5. Погрешность положения отверстий, связанная

с перекосом и смещением обрабатывающего инструмента

Погрешность п.и.возникает вследствие неточности изготов-

ления направляющих элементов приспособления (кондукторных вту-

лок, копиров и др.) или настройки инструмента относительно поло-

жения обрабатываемой заготовки. При настройке положения инстру-

мента по отношению к приспособлению с помощью щупа погреш-

ность от смещения инструмента может быть определена в виде [4,7]

п.и. = н + Тщ , (3.9)

где н - погрешность установки инструмента по щупу, зависящая от

точности механизма перемещения инструмента; Тщ - допуск на изго-

товление щупа. Точность механизма перемещения инструмента в

26

первом приближении можно оценить величиной погрешности отсче-

та, равной половине наименьшей цены деления нониуса механизма

перемещения. Исполнительный диаметр осевого инструмента Dин

(сверла, зенкеры, развертки) зависит от установленного допуска на

обрабатываемое отверстие и определяется с учетом разделения этого

допуска запасом на износ. Обычно принимают

Dин = D ном. + (0,5...0,7)TD , (3.10)

где D ном. - номинальный диаметр обрабатываемого отверстия; TD -

допуск на обрабатываемое отверстие. Рекомендуется принимать до-

пуски кондукторных втулок для сверл, зенкеров и черновых развер-

ток G7, F7, F8, а для чистовых разверток - G6, G7. В табл.П27 и

табл.П28 приведены рекомендуемые значения допусков для инстру-

ментов и кондукторных втулок при обработке отверстий с полями

допусков H7...H11. Посадки сменных кондукторных втулок в посто-

янные целесообразно принимать H6/g5, H7/g6, H8/g7. Отклонение от

соосности расположения шпинделя инструмента и направляющей

втулки приспособления рекомендуется в пределах 0,0025...0,010 мм.

При обработке отверстий инструмент направляется с помощью

кондукторных втулок. При этом возможны его смещение или перекос

(рис.3.4). При обработке отверстий на плоскости, перпендикулярной

оси сверла, возможно только смещение инструмента. Если обработка

отверстий осуществляется на криволинейных или наклонных к оси

инструмента поверхностях, обязательно возникает перекос инстру-

мента. При несовпадении оси шпинделя инструмента и оси кондук-

торной втулки возможен также перекос инструмента. Для уменьше-

ния износа кондукторной втулки между ее нижним торцом и поверх-

ностью заготовки предусматривается зазор "m", через который удаля-

ется стружка.

При сверлении чугуна и других хрупких материалов принимают

m = (0,3...0,5) d; при сверлении стали и других вязких материалов m

= d; при зенкеровании m 0,3d, где d - диаметр инструмента. От зна-

27

чения величины "m" зависит точность положения оси просверленного

отверстия. Если перекоса сверла нет, то максимальное смещение S1

оси сверла от среднего положения равно половине наибольшего диа-

метрального зазора 2S1 (см.рис3.4). При перекосе сверла во втулке к

величине S1 добавляется смещение S2 , пропорциональное зазору m и

углу перекоса . Суммарное смещение сверла на поверхности заго-

товки

S = S1 + S 2, (3.11)

а с учетом длины отверстия h в заготовке

S = S1 + S 2+ S 3. (3.12)

Из геометрических соображений при m > 0,3d имеем

SS

lm

S d

l2

1 12

cos (3.13)

S3 = h 2 S1 / l ; (3.14)

= arctg (2S1 / l) (3.15)

Тогда суммарная погрешность положения отверстия, связанная со

смещением и перекосом обрабатывающего инструмента, запишется в

виде

п и

SS

lm

S d

lh

. .cos

1

1 12

, (3.16)

где l - длина направляющего элемента (кондукторной втулки), мм; d -

диаметр инструмента, мм; S1 - односторонний максимальный ради-

альный зазор между втулкой и инструментом, мм; h - длина обраба-

тываемого отверстия в заготовке, мм.

28

При m < 0,3d величина S2 возрастает вследствие уменьшения

опорной длины втулки в начале врезания сверла [1]

SS d

l d2

12 0 3

0 3

,

, (3.17)

При применении подвижной кондукторной плиты суммарная по-

грешность смещения инструмента относительно обрабатываемой

детали определяется выражением [4]

п и п и п и. . . . . .

1 2

2 2

, (3.18)

Рис.3.4. Схема к расчѐту погрешности, возникающей

из-за перекоса

инструмента

29

где пи1 - погрешность смещения (перекоса) инструмента вследствие

зазоров в направляющих элементах; пи2 - погрешность установки

кондукторной плиты относительно приспособления. Приближенно

пи2 может быть определена по формуле

max25,02

SТnпи , (3.19)

где Tп - допуск на координаты расположения направляющих элемен-

тов кондукторной плиты (скалки, пальцы, оси); ∑S1 max - сумма мак-

симальных зазоров в сопряжениях направляющих элементов кондук-

торной плиты и приспособления.

При обработке нескольких отверстий допуск на координаты

кондукторных втулок Tk приближенно принимается равным

Tk = (0,2...0,5) TL , (3.20)

где TL - допуск на координаты расположения обрабатываемых отвер-

стий по чертежу детали. Для точного определения допуска Tk мож-

но пользоваться зависимостью

TL = [(0,8 Tk - 0,25 (Smax + e max )] , (3.21)

где S max - сумма максимальных зазоров между инструментом и

кондукторными втулками, между сменными и постоянными втулка-

ми; emax - сумма максимальных эксцентриситетов сменных и посто-

янных втулок.

В зависимости от вида обработки и условий смещения и переко-

са инструмента погрешность пи, возникающую при обработке отвер-

стий, можно определить по формулам, приведенным в табл.П29. Ес-

ли в приспособлении нет направляющих элементов, погрешность от

перекоса и смещения инструмента при расчете на точность не учиты-

вается.

Приспособления, предназначенные для выполнения ответствен-

ных операций, от которых зависят конечные размеры обрабатывае-

мых деталей, подвергают периодической проверке и контролю точ-

ности. Периодичность проверок следует устанавливать в соответст-

вии с рекомендациями, приведенными в табл. П30.

30

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ ТОЧНОСТИ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ПО ВЫБРАННЫМ

ПАРАМЕТРАМ

4.1. Порядок расчета приспособления на точность

Расчет приспособления на точность [3,4] рекомендуется выпол-

нять в следующем порядке:

1. выбирают расчетные параметры и величины допусков;

2. разрабатывают расчетную схему установки заготовки в приспо-

соблении, обеспечивающую наименьшую погрешность базиро-

вания и закрепления;

3. по расчетной схеме приспособления определяют погрешность

несовмещения баз (базирования)б по выдерживаемым линей-

ным или угловым размерам на выполняемой операции;

4. находят погрешность закрепления з по таблицам [5] или расче-

том;

5. определяют фактическую погрешность установки ε по формуле

фак. = б + з. (4.1)

6. выбирают по таблицам [10] экономическую точность обработки

т.с. для расчетного параметра;

7. определяют допустимую суммарную погрешность установки [] по формуле (12) и проверяют выполнение условия (6). Если оно

не выполняется, необходимо изменить схему базирования, ус-

тановки или метод обработки;

8. определяют расчетные факторы, входящие в формулу (11), и ис-

комую погрешность изготовления (точность в сборе) приспо-

собления по выбранным параметрам;

9. по полученному значению погрешности изготовления приспо-

собления, принимаемой за замыкающее звено размерной цепи,

определяют допуски составляющих звеньев - деталей приспо-

собления, входящих в эту размерную цепь;

10. составляют технические требования к сборочному чертежу

приспособления и наносят их на чертеж.

В работах [5-9] величина погрешности положения заготовки εи,

возникающая в результате изнашивания установочных элементов

приспособления, в формуле (1.11) не учитывается, а допустимая ве-

31

личина износа [u] определяется допустимой величиной погрешности

[εи] по формуле (3.7). Этап расчета 8 предлагается выполнять в сле-

дующем виде:

8.1. определяют расчетную суммарную погрешность приспособле-

ния пр, вызванную неточностью его изготовления, по формуле

222

2тстпр КT . (4.2)

8.2. распределяют величину суммарной погрешности приспособле-

ния пр по составляющим звеньям, исходя из зависимости

n

i

пзупiпр T1

, (4.3)

где

n

i

iT1

- сумма допусков на изготовление деталей приспособле-

ния в направлении выдерживаемого размера при обработке заго-

товки; εуп – погрешность установки приспособления на станке (см.

табл. П 22); εз – погрешность, возникающая вследствие конструк-

тивных зазоров, необходимых для установки заготовки на устано-

вочные элементы приспособления (зазор рассчитывают по приня-

той посадке); εп – погрешность перекоса или смещения инструмен-

та, возникающая из-за неточности изготовления направляющих

элементов приспособления (см. формулу 3.16);

8.3. определяют допуск на размер собранного приспособления

Тс, который должен быть проставлен на чертеже общего вида при-

способления

).(1

пзуппр

n

i

ic TT

(4.4)

Если величины Тс и Тi выдержать экономически трудно или не-

возможно, необходимо внести изменения в конструкцию приспособ-

ления, схему базирования и закрепления заготовки или перейти на

более точный метод обработки и повторить расчет.

32

4.2. Примеры расчета приспособлений на точность

Рассмотрим несколько примеров расчета приспособлений на

точность.

Пример 8. Заготовка (рис.4.1) обрабатывается в приспособлении

на горизонтально-фрезерном станке. Обработка ведется набором фрез

на настроенном станке способом автоматического получения задан-

ных размеров. Заготовка 3 устанавливается плоскостями Г и Б на

опорные пластины 2 и 4, размещенные на корпусе 1 приспособления.

Ориентация приспособления на столе станка относительно Т- образ-

ных пазов осуществляется посредством направляющих шпонок 5.

При фрезеровании набором фрез размеры 10 +0.03 мм и 18 +0.05

мм

обеспечиваются размерами и настройкой инструментов, а размеры 20

-0.14 мм и 8 -0.2 мм - за счет установки в приспособление.

На первом этапе необходимо выбрать и обосновать параметры

для расчета приспособления на точность при выполнении размеров

20 -0.14 мм и 8 -0.2 мм. Для обеспечения параллельности обраба-

тываемых плоскостей Л, Н и боковой плоскости И относительно ба-

зовых плоскостей Б и Г заготовки в пределах заданных допусков раз-

меров в качестве расчетных параметров следует принять:

отклонение от параллельности рабочей (установочной) плоско-

сти Б опорных пластин 2 относительно установочной поверхности А

корпуса приспособления;

отклонение от параллельности боковой установочной плоскости

Г опорной пластины 4 относительно боковой поверхности В направ-

ляющих шпонок 5 приспособления.

После обоснования и выбора параметров необходимо рассчитать

точность приспособления по формуле (1.11). Порядок расчета приве-

ден в табл.4.1-4. 5.

33

Ри

с. 4

.1. С

хем

а к р

асч

ету

то

чн

ост

и ф

рез

ерн

ого

пр

исп

осо

блен

ия

34

Таблица 4.1

Расчет точности изготовления приспособления из условия

обеспечения размера заготовки 20 -0.14 мм

Погрешность Расчет точности

Базирования б=0, так как нет отклонения фактически достигнутого

положения заготовки от требуемого.

Закрепления з=0,05 мм по табл.П20 для закрепления в приспособ-

лении с винтовым зажимом заготовки со шлифованной

поверхностью Б с поперечными размерами 26...35 мм

Установки фактиче-

ская у.фак. =0,05 мм

Установки допусти-

мая по формуле

(1.12) у.доп. =0,12 мм

Проверка условия

(1.6)

Выполняется

Установки приспо-

собления на станке у.п. =0, (см. рис.3.3).

Перекоса (смещения)

инструмента по фор-

муле (3.12)

п.и. =0, так как в приспособлении отсутствуют направ-

ляющие элементы

Износа установочных

элементов приспо-

собления

На основании (3.4) и данных табл.П25-П26 имеем при

числе установок в год N=5000 с учетом условий обра-

ботки (опорные пластины из стали У8А, базовая поверх-

ность заготовки шлифованная)

и =0,0380,9710,942,85/100=0,005 мм

Экономическая точ-

ность обработки

Для принятых условий обработки (стальная заготовка,

фрезерование чистовое) по табл.П3 экономическая точ-

ность обработки соответствует 11-му квалитету или

т.с. = 0,14 мм

Допустимая изготов-

ления приспособле-

ния по формуле

(1.11)

Имеем: Т=0,14 мм; кт=1,2; кт2=0,6

0225,014,06,005,005,02,114,0222

р п мм

В технические требования на изготовление приспособления це-

лесообразно привести отклонение от параллельности к длине 100 мм,

тогда допустимое отклонении от параллельности поверхности Б уста-

новочных элементов 2 относительно установочной базы А корпуса

составит не более 0,06 мм на длине 100 мм.

35

Таблица 4.2

Расчет точности приспособления из условия обеспечения

размера 8 -0.2 мм

Погрешность Расчет точности

Базирования б=0, так как технологическая и измерительная

базы совпадают

Закрепления з=0,05 мм из табл.П20

Установки: фактическая у.ф. = 0,05 мм

Допустимая по формуле

(1.12) у.доп.= 0,16 мм

Проверка условия (1.6) Выполняется

Установки приспособления

на станке

По формуле (3.2) имеем: L=105 мм, l=35 мм,

Smax=0,035 мм для посадки 14 H7/g6; тогда

у.п. =0,0117 мм

Перекоса (смещения) ин-

струмента п.и. =0, так как нет направляющих элементов

Износа установочных эле-

ментов и=0,005 мм как в предыдущем примере

Экономическая точность

обработки

Для фрезерования паза дисковой фрезой по

табл.П6 экономическая точность обработки со-

ответствует 13-му квалитету и т.с. = 0,2 мм

Допустимая изготовления

приспособления по форму-

ле (1.11)

Имеем: Т=0,2 мм; кт = 1,2; кт2 = 0,6.

2222

р 12,0005,0012,005,02,12,0п

= 0,043 мм

Таким образом, отклонение от параллельности поверхностей Г и

В приспособления в сборе должно быть в пределах 0,043 мм на длине

35 мм. В технических требованиях на изготовление приспособления

целесообразно привести отклонение от параллельности к длине 100

мм, тогда допуск параллельности составит 0,12 /100 мм. Допуски со-

ставляющих звеньев определяются решением размерной цепи с уче-

том выбранного метода достижения точности.

Пример 9. В корпусной заготовке из чугуна выполняется раста-

чивание отверстия ф35Н8 жесткой борштангой (рис.4.2). Точность

размера растачиваемого отверстия во всех случаях зависит от точно-

сти режущего инструмента, а точность размера 500,17 мм и точность

36

расположения оси обрабатываемого отверстия относительно плоско-

сти основания зависят от принимаемой схемы базирования и точно-

сти изготовления приспособления. Если допуск параллельности не

указан, то допускаются любые отклонения от параллельности в пре-

делах поля допуска размера между рассматриваемыми поверхностя-

ми [12,14,15]. Примем величину допуска параллельности равной 0,07

мм на длине отверстия 100 мм, т.е. 0,07/100 и проставим его на чер-

теже.

Рис.4.2. Базирование заготовки в координатный угол

В качестве расчетных параметров следует принять либо допуск

параллельности поверхности установочных элементов Д относитель-

но поверхности А корпуса приспособления, либо расчетный до-

пуск размера Г приспособления. Выполним расчет точности по обо-

им параметрам для двух схем базирования: в координатный угол и на

плоскость и два отверстия.

1

4

0

1

0

0

5 0 ± 0 , 1 7

5 0 ± 0 , 1 2

Г

1 4 H 8

h 9

3 5 H 8

2 ,

5

А

В

0 , 0 1 5 / 1 0 0 А Д

0 , 0 7 / 1 0 0 В

37

1. Базирование в координатный угол (см. рис. 4.2)

Таблица 4.3

Расчет точности приспособления

из условия обеспечения размера 50 0,17 мм

Погрешность Расчет точности

Базирования б=0, так как технологическая и измерительная

базы совпадают

Закрепления з=0, так как сила зажима перпендикулярна вы-

полняемому размеру

Установки: фактическая у.ф. = 0

Допустимая по формуле

(1.12) у.доп = 0,3394 мм

Проверка условия (1.6) Выполняется.

Установки приспособле-

ния по формуле (3.2)

Для посадки 14 H8/h9: Smax=0,07мм; L=140мм,

l=100мм, тогда у.п =0,05 мм

Перекоса инструмента п.и. =0

Износа установочных

элементов по формуле

(3.4)

для опорных пластин из закаленной стали 40Х

при числе установок в год N=5000 по табл.П25-

П26: и=0,04,12 ,8 ,мм

Экономическая точность

обработки

для чистового растачивания отверстия Ø35H8 с

шероховатостью Rа=2,5 мкм экономическая

точность обработки т.с. = 0,039 мм [10]

Допустимая изготовления

приспособления по фор-

муле (1.11)

Имеем: Т=0,34 мм; кт = 1,2; кт2 =0,5.

222

р 039,05,00063,005,02,134,0п

= 0,241 мм

На чертеже общего вида приспособления следует проставить рас-

четный размер Г = 50,мм.

38

Таблица 4.4

Расчет точности приспособления по допуску параллельности

0,07/100 мм оси отверстия относительно основания корпуса

Погрешность Расчет точности

Базирования б=0, так как технологическая и измерительная

базы совпадают

Закрепления з=0,05 мм [10,11] при установке на опорные

пластины шлифованной поверхностью с пневма-

тическим зажимным устройством

Установки: фактическая у.ф. = 0,05 мм

Допустимая по формуле

(1.12) у.доп = 0,0697 мм

Проверка условия (1.6) Выполняется

Установки приспособления

на станке по формуле (3.2) у.п. =0 в направлении заданного допуска распо-

ложения оси отверстия

Перекоса инструмента п.и. =0

Износа установочных эле-

ментов по формуле (3.4)

Для опорных пластин из закаленной стали У10А

при числе установок в год N=5000 имеем по

табл.П25-П26

и=0,03,94 ,8 ,мм

Экономическая точность

обработки

т.с. = 0,012/100 мм [10] для нормальной отно-

сительной геометрической точности и 7-й степени

точности формы поверхности

Допустимая изготовления

приспособления по форму-

ле (1.11)

Имеем: Т= 0,07/100 мм; кт = 1,1;

кт2=0,5

222 012,05,00039,005,01,107,0пр

0,015 мм

На чертеже общего вида приспособления следует проставить ис-

комый допуск параллельности поверхностей установочных пластин

относительно основания корпуса приспособления 0,015/100 мм.

39

2. Базирование по плоскости и двум отверстиям ( рис. 4.3)

140

100

40±0,17

40±0,11

Г

14H8h9

35H7

1,6

А

В

0,015/100 АД

0,07/100 В

80

10H7g6

Р и с. 4.3. Базирование по плоскости и двум отверстиям

40

Таблица 4.5

Расчет точности приспособления из условия обеспечения

размера 400,17 мм

Погрешность Расчет точности

Базирования

б= Smaxcos где Smax- максимальный за-

зор посадки на цилиндрический палец

Ø10H7/g6: Smax = 0,029 мм; = 450

б=0,029 0,707 = 0,0205 мм

Закрепления з=0

Установки: фактическая у.ф. = 0,0205 мм

допустимая по формуле (1.12) у.доп = 0,3394 мм

Проверка условия (1.6) Выполняется, схема базирования приемлема

Установки приспособления на

станок по формуле (3.2) у.п. = 0,05 мм для посадки 14H8/h9:

Smax = 0,07 мм; L=140 мм, l=100 мм

Перекоса (смещения) инструмен-

та п.и =0, так как нет направляющих элементов

Износа установочных элементов

по формуле (3.4)

Для опорных пластин из закаленной стали

40Х при N=5000 имеем по табл. П25-П26:

=0,04,12 ,8 ,мм

Экономическая точность обра-

ботки

т.с. = 0,15 мм ([10]) для чистового раста-

чивания отверстия Ø 35H8 с Rа=2,5 мкм

Допустимая изготовления при-

способления по формуле (1.11) 22222

р 15,05,00063,005,00205,02,134,0п

=0,22 мм

На чертеже общего вида приспособления следует проставить

расчетный размер Г = 400,11 мм.

Так как для обеспечения точности расположения оси отверстия

рассматриваемая схема установки заготовки не отличается от уста-

новки заготовки в координатный угол, то допустимая погрешность

изготовления приспособления при второй схеме базирования не из-

менится и будет равна 0,015/100 мм.

Пример 10. Определить необходимую точность фрезерного при-

способления в условиях мелкосерийного производства деталей «Кор-

пус» для обеспечения смещения оси симметрии паза относительно

41

оси ее наружной цилиндрической поверхности Ø149 мм не более 0,2

мм (рис.4.4).

Р и с.4.4. Технические требования на Р и с.4.5. Расчетная схема

изготовление детали приспособления

Соблюдаем последовательность расчета на точность, изложенную

в разделе 3.1, с учетом рекомендаций [5-9]:

1. в качестве расчетного параметра выбираем допуск симметрич-

ности оси паза относительно оси цилиндра Ø149 мм. Точность паза

по ширине зависит от точности ширины дисковой фрезы;

2. при изготовлении приспособления необходимо обеспечить

наименьшее отклонение от соосности оси призмы и оси шпонок, по-

казанное на расчетной схеме (рис.4.5);

3. погрешность несовмещения баз по выбранному параметру точ-

ности б = 0;

4. погрешность закрепления заготовки з = 0, так как вектор силы

закрепления перпендикулярен направлению выдерживаемого пара-

метра (допуску симметричности);

5. фактическая погрешность установки фак. = б + з = 0.

6. экономическая точность обработки т.с. для расчетного пара-

метра [10 ] составляет 0,04 мм;

7. допустимая суммарная погрешность установки [] по формуле

(1.12) составляет 0396,004,05,0)2,0(][ 222 мм. Условие (1.6) вы-

полняется, так как фак < [].

42

8. расчетная суммарная погрешность приспособления пр, вы-

званная неточностью его изготовления, определяется по формуле

(4.2)

ммпр 18,004,05,002,0 22 .

9. распределяем величину суммарной погрешности приспособле-

ния пр по составляющим звеньям, исходя из зависимости (4.3):

n

i

пзупiпр T1

,

где у.п - погрешность установки приспособления на станке, опреде-

ляемая по формуле (3.2):

у.п. = Smax l / L,

где Smax – максимальный зазор между направляющей шпонкой при-

способления и пазом стола; для посадки 14 Н8/h9 Smax=0,07мм; l –

длина обрабатываемой заготовки, l = 210 мм; L – расстояние между

шпонками, L = 450 мм. Тогда у.п. = 0,07·210/450 = 0,033мм;

εз - погрешность, возникающая вследствие конструктивных зазоров,

необходимых для посадки заготовки на установочные элементы при-

способления, при установке заготовки на призму εз = 0;

εп – погрешность смещения инструмента при настройке по установу,

εп = 0,01 мм [5,7].

10. искомый допуск на размер собранного приспособления равен

)( пзуппрcT = 0,18-(0,033+0+0,01) = 0,14 мм.

Этот допуск должен быть проставлен на чертеже общего вида

приспособления.

Пример 11. При фрезеровании паза определить необходимую

точность приспособления в условиях мелкосерийного производства

деталей «Корпус» для обеспечения отклонения от параллельности

нижней поверхности паза относительно образующей наружной ци-

линдрической поверхности Ø149 мм не более 0,12 мм на длине 300

мм (см. рис.4.4).

43

1. в качестве расчетного параметра выбираем допуск параллель-

ности нижней поверхности паза относительно образующей наружной

цилиндрической поверхности Ø149 мм не более 0,12 мм на длине 300

мм;

2. для выполнения этого условия необходимо определить, с какой

точностью должна быть выдержана при сборке приспособления па-

раллельность оси призмы относительно основания (см. расчетную

схему на рис.4.5).

3. погрешность несовмещения баз по выбранному параметру точ-

ности ммTб 025,0145sin

112,05,01

2/sin

15,0

.

4. погрешность закрепления заготовки [5,6] εз = 0,035 мм;

5. фактическая погрешность установки заготовки

фак. = б + з = 0,025+0,035 = 0,06 мм;

6. экономическая точность обработки т.с. для расчетного пара-

метра [10 ] составляет 0,06 мм;

7. допустимая суммарная погрешность установки [] по формуле

(1.12) составляет мм11,006,05,0)12,0(][ 222 . Условие (1.6) вы-

полняется, так как фак < [], поэтому предлагаемая схема базирова-

ния допустима.

8. расчетная суммарная погрешность приспособления пр, вы-

званная неточностью его изготовления, определяется по формуле

(4.2)

.053,006,05,006,012,0 222 ммпр .

9. распределяем величину суммарной погрешности приспособле-

ния пр по составляющим звеньям, исходя из зависимости (4.3):

n

i

пзупiпр T1

,

принимая εуп= 0, εз = 0, εп = 0,01 мм;

10. искомый допуск на размер собранного приспособления равен

44

)( пзуппрcT = 0,053-(0+0+0,01) = 0,04 мм на длине 300 мм.

Этот допуск должен быть проставлен на чертеже общего вида

приспособления (см. рис.4.5).

Выполним в общем виде расчѐт кондуктора на точность для

примера 4 (см. рис.2.3), приняв в качестве расчѐтного параметра до-

пуск расстояния от оси кондукторной втулки 5 до опорного торца А

диска 8 с целью обеспечения размера m с допуском Тm. Исходной ве-

личиной является допуск Тm.

В конструкции приспособления предусмотрена одна сменная

кондукторная втулка 5, которая вставляется в постоянную кондук-

торную втулку, запрессованную в плиту 4. При определении допуска

расстояния между базовой плоскостью А диска 8 и осью кондуктор-

ной втулки 5 по формуле (1.13) будем учитывать только два односто-

ронних максимальных зазора (см. рис. 1.1): зазор S1 между сменной и

постоянной втулками и зазор S3 между сменной втулкой и инструмен-

том. Зазоры S2 и S4 равны нулю. Зазор S1 складывается из максималь-

ного зазора посадки между втулками (H6/g5 - H8/g7); зазор S3 скла-

дывается из максимального зазора посадки между сверлом и втулкой

(F7/h7) и зазора от изнашивания втулки. В табл.П.27-П.28 приведены

рекомендуемые значения допусков для инструментов и кондукторных

втулок при обработке отверстий с полями допусков H7...H11. Допуск

износа втулки принимается по [4,5].

Тогда сумма максимальных односторонних радиальных зазоров

S, мм, по формуле (1.14) составит

S S S 0 51 3

, ( ) .

Сумма эксцентриситетов втулок е, мм, по формуле (1.15) со-

ставит

e= e1+e3= 0,005+0,005=0,01 мм

45

Для одной вертикальной кондукторной втулки будет иметь ме-

сто одна погрешность от перекоса сверла, которая рассчитывается по

формулам (3.11) или (3.13).

Все найденные величины подставляются в формулу (1.13) и вы-

числяется значение погрешности приспособления пр., которое яв-

ляется половиной допуска расстояния между осью кондукторной

втулки 5 и базовой плоскостью А диска 8.

Определение допусков размеров деталей приспособления осу-

ществляется решением прямой задачи размерной цепи, в которой за-

мыкающим звеном является размер m с погрешностью пр , являю-

щейся допуском изготовления приспособления.

5. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ В СБОРЕ НА ДОПУСКИ

СОСТАВЛЯЮЩИХ ЗВЕНЬЕВ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ

Необходимость данного расчѐта возникает в случае разработки

рабочего проекта приспособления и рабочих чертежей его деталей.

Выполнение этого этапа обеспечивается решением прямой зада-

чи расчета размерной цепи [16]. При этом за замыкающее звено раз-

мерной цепи принимается найденная по изложенной методике по-

грешность приспособления, являющаяся допуском изготовления при-

способления. Расчетом определяются номинальные размеры, допус-

ки, координаты середин полей допусков и предельные отклонения

всех составляющих размерную цепь звеньев. В случае невозможности

или экономической нецелесообразности обеспечения полученного

расчетом допуска размера приспособления путем изготовления с со-

ответствующей точностью обработки и сборки его деталей необхо-

димо внести в текст технических требований сборочного чертежа

пункт об обеспечении точности приспособления обработкой его в

сборе. Определим допуски составляющих звеньев приспособления по

примеру 8.

46

По полученному допуску параллельности поверхности А относи-

тельно поверхности Б приспособления в сборе следует определить

допуски составляющих звеньев размерной цепи, т.е. корпуса 1 и

опорных пластин 2 по размерам соответственно "а" и "б"

(см.рис.4.1). Они определяются решением прямой задачи при расче-

те размерной цепи. Так как допуски отклонений от параллельности

поверхностей задаются линейными величинами, отнесенными к соот-

ветствующей длине, расчет можно вести по методике и формулам для

расчета линейных размерных цепей при условии, что повороты одних

плоскостей деталей приспособления относительно других направле-

ны в одну сторону. Замыкающим звеном размерной цепи является от-

клонение от параллельности. Из расчета точности изготовления при-

способления следует, что минимальное отклонение от параллельно-

сти равно 0, а максимальное отклонение составляет 0,06/100 мм. От-

сюда поле допуска параллельности

T и координата середины поля

допуска 0 соответственно

Т

= 0,06 - 0 = 0,06/100 мм,

0 = 0,06/2 =0,03/100 мм.

Уравнение размерной цепи, определяющей отклонения (см. рис.4.1)

1 2 (5.1)

Решим задачу методом полной взаимозаменяемости, при этом

должно соблюдаться условие

i

m

i i

T T

1

1

, (5.2)

где i

1 - передаточное отношение для плоской размерной цепи.

По табл.П13 экономической точности обработки назначаются

допуски составляющих звеньев

100/02,01T мм, 100/04,0

2T мм.

47

Принимается координата середины поля допуска первого зве-

на: 01

= 0,01/100 мм, а координата середины поля допуска второ-

го звена определяется из уравнения

0 0 01

1

0 01 1 2

i in

m

i

n

(5.3)

Отсюда 02

= 0,03 – 0,01 = 0,02/100 мм. Правильность назначения

допусков можно проверить, вычислив предельные отклонения замы-

кающего звена и сравнив полученный результат с условиями задачи

;02/)04,002,0(02,001,02/0 TB

100/06,02/)04,002,0(02,001,02/0 TH мм.

Сопоставление с условиями задачи показывает, что допуски

звеньев выбраны правильно ( T1

=0,02/100 мм; T2

=0,04/100 мм ).

6. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ

СБОРОЧНОГО ЧЕРТЕЖА СПРОЕКТИРОВАННОГО

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Разработка технических требований (ТТ) на изготовление, сборку

и условия эксплуатации приспособлений является особенно трудным

и ответственным моментом в работе конструктора оснастки и поэто-

му требует отдельного, более подробного, рассмотрения. Это связано

с тем, что данный этап разработки приспособления отражает и завер-

шает результаты расчетной части проектирования, а также опреде-

ляющим образом влияет на всю гамму эксплуатационных показателей

разрабатываемого приспособления.

Чтобы приспособление могло быть изготовлено с достаточной

точностью и обеспечивало надежное выполнение предусмотренных

функций, его конструктор должен уметь выделить и конкретизиро-

48

вать комплекс ТТ, которые можно условно подразделить на следую-

щие основные группы: 1) точностные требования, 2) технические,

3) технологические, 4) эргономические, 5) эстетические, 6) прочие.

Остановимся подробнее на группе точностных требований. Как

было показано, исходными данными для разработки точностных ТТ

являются требуемые показатели точности обработки (сборки, контро-

ля) заготовки (детали, изделия) на данной операции, устанавливаемые

рабочим чертежом или эскизом обработки. Особое внимание при

этом уделяется выбранному расчетному параметру точности приспо-

собления. Поскольку точность выполнения размеров при обработке

заготовок в приспособлениях зачастую зависит от точности рабочего

инструмента, степени его износа, настройки элементов ТС ЗИПС,

при этом возникающая погрешность размеров в большинстве случаев

может быть компенсирована подналадкой, а точность формы обраба-

тываемых поверхностей заготовки в основном определяется видом и

режимами обработки, виброустойчивостью установленной в приспо-

соблении заготовки, инструмента и несущих их элементов ТС ЗИПС,

которая зависит от их жесткости, жесткости стыков и ряда других

факторов, то от точности приспособления определяющим образом

будет зависеть лишь точность расположения обрабатываемых по-

верхностей заготовки, установленной в этом приспособлении. Кроме

того, на точность установки заготовки в приспособлении и приспо-

собления на станке будут оказывать влияние отклонения формы по-

верхностей, образующих конструкторские базы приспособления.

Поэтому из общего набора точностных требований наибольшее

значение имеют требования точности относительного положения и

формы поверхностей, образующих комплекты конструкторских (ос-

новных и вспомогательных) баз и точность расположения относи-

тельно них рабочих поверхностей для направления, установки и на-

стройки рабочего инструмента.

У приспособления комплектами конструкторских баз [ГОСТ

21495-76] являются основные базы, которыми приспособление уста-

49

навливается на технологическом оборудовании, например, на несу-

щем элементе (столе, шпинделе) ТС ЗИПС; а вспомогательные базы

служат для базирования объектов установки (обрабатываемой, кон-

тролируемой, собираемой заготовки или детали), рабочего или изме-

рительного инструмента, а также присоединяемых деталей, со-

ставляющих конструкцию приспособления. Отдельные виды приспо-

соблений могут иметь несколько комплектов конструкторских ос-

новных баз, например, кантующийся кондуктор. Если приспособле-

ние многоместное, то комплектов конструкторских вспомогательных

баз, соответственно, будет также несколько. Рабочие функциональ-

ные поверхности приспособления, предназначенные для направления,

установки или настройки рабочего или мерительного инструмента,

также можно считать вспомогательными конструкторскими базами

приспособления, так как они служат для определения положения ус-

ловно присоединяемых к приспособлению инструментов. Но этот

комплект вспомогательных баз чаще всего бывает неполным, по-

скольку предполагает наличие рабочего движения инструмента вме-

сто фиксации соответствующей степени свободы.

Численные значения допусков на точность взаимного располо-

жения базирующих элементов приспособления и допусков формы их

поверхностей, как было показано ранее, являются функцией соответ-

ствующего допуска на изготовление детали и составляют только его

часть [14,15].

К моменту разработки ТТ конструктор уже располагает доста-

точной информацией, позволяющей ему определить все составляю-

щие погрешности установки заготовки в приспособлении, включаю-

щие погрешности базирования, закрепления заготовки, допустимые

погрешности изготовления, сборки, износа, индексации (позициони-

рования) приспособления, погрешность его установки на станке, до-

полнительные погрешности, вносимые возможным перекосом инст-

румента и т.д.

50

В некоторых случаях для нахождения допускаемых погрешно-

стей можно пользоваться эмпирическими зависимостями [5,6] или

провести размерный анализ (см. разд. 5 ).

Величины допустимых погрешностей, полученные расчетным

путем, берутся за основу при назначении допусков на изготовление и

сборку приспособления. При назначении допускаемых предельных

отклонений необходимо иметь в виду и учитывать нормы точности,

достигаемые на металлорежущих станках инструментального произ-

водства и на сборочных операциях.

При определении допусков на точность положения рабочих по-

верхностей установов, кондукторных и направляющих втулок возни-

кают некоторые трудности, поскольку у большинства станков отсут-

ствуют механизмы регулировки относительного углового положения

стола и режущего инструмента. В связи с этим возникает противоре-

чие между требованиями на положение режущего инструмента отно-

сительно приспособления и устанавливаемой в нем заготовки.

Рассмотрим в качестве примера приспособление, содержащее

кондукторную втулку. Для точности положения обрабатываемой по-

верхности заготовки расположение кондукторной втулки должно

быть задано относительно технологических баз заготовки. С другой

стороны, чтобы режущий инструмент из-за угловой погрешности по-

ложения оси шпинделя станка относительно рабочей поверхности

стола, по которой базируется приспособление, не заклинило в кон-

дукторной втулке, требуется обеспечить точное положение направ-

ляющей поверхности кондукторной втулки относительно основных

конструкторских баз приспособления или задавать положение кон-

дукторной втулки относительно вспомогательных баз приспособле-

ния, поверхностями которых устанавливается заготовка, режущий

инструмент крепить на шпинделе станка шарнирно таким образом,

чтобы он имел возможность самоустанавливаться по рабочему от-

верстию кондукторной втулки. В тех случаях, когда нет или не пред-

полагается шарнирного крепление инструмента, направляющие эле-

51

менты необходимо обязательно координировать относительно конст-

рукторских основных баз приспособления.

При определении допусков на относительное положение по-

верхностей, образующих комплект баз, существует определенный по-

рядок. Сначала определяют базу, лишающую большего числа степе-

ней свободы, например, установочную, относительно нее задают на-

правляющую базу, затем относительно этих двух баз задается поло-

жение поверхности, лишающей базируемый объект оставшейся одной

степени свободы, и т.п. Аналогично определяют положение вспомо-

гательных баз относительно основных.

Найденные и определенные виды и величины отклонений на

размеры, форму и взаимное расположение базовых и рабочих по-

верхностей приспособления должны быть отражены согласно требо-

ваниям ЕСКД непосредственно на чертеже приспособления условны-

ми обозначениями по ГОСТ 2.308-79 либо, что менее желательно, за-

писаны как пункт технических требований в виде текста в правой

части чертежа над угловым конструкторским штампом не ниже 20

мм над ним. (Применение условных обозначений более предпочти-

тельно). При условном обозначении предельные отклонения формы и

расположения поверхностей указывают в прямоугольной рамке. При

этом, если предельное отклонение или база относятся к оси или цен-

тру, т.е. имеют скрытый характер проявления [ГОСТ 21495-76], то

соединительная (указательная) линия должна быть продолжением со-

ответствующей размерной линии данного элемента приспособления.

Если же отклонение или база относится к поверхности, то соедини-

тельная или указательная линия не должна совпадать с размерной.

В группу технических условий и характеристик выделяются тре-

бования, конкретизирующие условия эксплуатации и испытания,

включающие величины их размерности (в системе СИ) и отклоне-

ния таких параметров, как давление рабочей среды, сила закрепления,

момент завинчивания, масса, допускаемый дисбаланс, методы его

уменьшения, величины предельных линейных и угловых рабочих пе-

52

ремещений и поворотов подвижных частей, допускаемые утечки, ус-

ловия работы, вид и характер смазки и т.п. Технические условия за-

писываются текстом в правой части чертежа над угловым конструк-

торским штампом. Технические характеристики могут быть выделе-

ны из ТТ и записаны перед (над) ними на поле чертежа приспособле-

ния. В табл.6.1 приведены примеры типовых технических требований

к чертежам общего вида приспособлений [11].

Таблица 6.1

Типовые технические требования к чертежам общего вида

приспособления

Схема установки

приспособления на станке

Погрешность

Биение поверхности В и Г относи-

тельно оси центровых отверстий не

более 0,2 мм.

1.Отклонение от параллельности

плоскости А относительно плоскости Б

не более 0,05 мм на длине 200 мм.

2.Отклонение от параллельности

плоскости, проходящей через оси

пальцев, относительно поверхности В

не более 0,05 мм на длине 200 мм.

3.Отклонение от соосности паль-

цев относительно общей оси шпонок Г

не более 0,02 мм.

1.Отклонение от перпендикуляр-

ности оси поверхности В относительно

поверхностей А и Б не более 0,02 мм

на длине 200 мм.

2.Отклонение от пересечения осей

поверхностей В и Б не более 0,02 мм.

3. Отклонение от перпендикуляр-

ности поверхности Г относительно оси

поверхности Б не более 0,02 мм на

длине 200 мм.

53

Технологические требования включают описания особых условий

изготовления, сборки контроля, наладки (настройки), условия регу-

лирования и отладки, методы проверки установки приспособления на

технологическом оборудовании, а также условия ремонта приспособ-

ления (например: обработать в сборе, шлифовать опоры совместно,

условия заполнения приспособления гидропластом и т.д.). Совокуп-

ность этих требований должна обеспечивать работоспособность, на-

дежность, ремонтопригодность, технологичность приспособления.

Технологические требования записываются аналогично техническим

вслед за ними.

Эргономические требования должны учитывать особенности

строения и физические возможности человека при обслуживании и

эксплуатации приспособления. Проектировщик приспособлений в

процессе конструирования должен знать и использовать сведения по

эргономике и антропометрии. Эргономические требования оговари-

вают максимально допустимые усилия при ручном повороте (или пе-

ремещении) исполнительных элементов (рычагов, маховиков) при-

способлений, а также удобное положение органов управления (кра-

нов, переключателей). Эти требования имеются в справочной литера-

туре [1-3].

Эстетические требования конкретизируют вопросы, связанные с

обеспечением должного внешнего вида приспособления, например,

вид покрытия, покраски приспособления, цвет отдельных его частей,

наличие и вид декоративных элементов и т.д.

Прочие ТТ на приспособления могут содержать требования по

виду, содержанию и месту выполнения маркировок (шифра, предпри-

ятия-изготовителя, даты выпуска) приспособления, требования по

консервации, упаковке и условия транспортировки, вид тары и другие

необходимые сведения, не отраженные ранее в ТТ.

54

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Гусев А.А. Технологическая оснастка: учеб. пособие для вузов / А.А.

Гусев, И.А. Гусева.- М.: ИЦ МГТУ «СТАНКИН», Янус-К, 2007.- 372 с.

2. Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений.: учебник

для вузов / В.С. Корсаков -М.: Машиностроение, 1983.-277с.

3. Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений: Учеб. по-

собие / В.А. Горохов.- Минск: Выш. школа,1986.-238с.

4. Антонюк В.Е. Конструктору станочных приспособлений: Справ.

пособие / В.Е. Антонюк.- Минск: Беларусь,1991.-398с.

5. Вардашкин Б.Н. Станочные приспособления: Справочник. В 2 т.

Т.1 / Под ред. Б.Н. Вардашкина, В.В. Данилевского - М.: Машинострое-

ние,1984.-592с.

6. В.И. Аверченков. Технология машиностроения: Сборник задач и

упражнений: Учеб. пособие / Под общ. ред. В.И. Аверченкова и Е.А. Поль-

ского.- 2-е изд.- М.: ИНФРА-М, 2005.- 288 с.

7. Худобин Л.В. Курсовое проектирование по технологии машино-

строения: Учеб. пособие / Л.В. Худобин, В.Ф. Гурьянихин, В.Р.Берзин. -М.:

Машиностроение, 1989.-288с.

8. Гурьянихин В.Ф. Технологическая оснастка: метод. указ. к выпол-

нению контрольной работы для студентов заочной формы обучения спец.

151001 / Сост. В.Ф. Гурьянихин, А.Д. Евстигнеев.- Ульяновск: УлГТУ, 2007.-

39 с.

9. Микитянский В.В. Расчеты точности станочных приспособлений.

Учеб. пособие / В.В. Микитянский .- Фрунзе: Фрунзенск. политехн. ин-т,

1982. - 85с.

10. Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т.1 /

Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. -М.:Машиностроение,1985.-

656с.

11. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машино-

строения: Учеб. пособие / Под ред. А.Ф.Горбацевича, В.А. Шкреда. - Минск:

Выш. школа, 1983.-256с.

12. Матвеев В.В. Размерный анализ технологических процессов /

В.В.Матвеев, М.М.Тверской, Ф.И.Бойков и др.-М.:Машиностроение,1982.-

264с.

55

13. Базров Б.М. Альбом по проектированию приспособлений: Учеб.

пособие / Б.М. Базров, А.И. Сорокин, В.А. Губарь и др. – М.: Машинострое-

ние, 1991. – 121 с.

14. ГОСТ 24643-81. Допуски формы и расположения поверхностей.

Числовые значения.- М.: Изд-во стандартов, 1984.-14с.

15. ГОСТ 25069-81. Неуказанные допуски формы и расположения по-

верхностей.- М.: Изд-во стандартов,1982.-15с.

16. ГОСТ 16320-80. Цепи размерные. Методы расчета плоских цепей.-

М.: Изд-во стандартов,1981.-18с.

17. Севастьянов В.Я. Расчет погрешности базирования: метод. указ. /

Сост. В.Я. Севастьянов.- Куйбышев, Куйбыш. политехн. ин-т, 1983.- 19 с.

18. Прилуцкий В.А. Расчет погрешности установки с учетом волнисто-

сти базы: метод. указ. / Сост. В.А. Прилуцкий.- Куйбышев, Куйбыш. поли-

техн. ин-т, 1987.- 21 с.

56

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица П1

Экономическая точность обработки

наружных цилиндрических поверхностей

Вид обработки Точность, квалитет

Обтачивание на токарных станках: Черновое

Отделочное

отделочное повышенной точности

тонкое

Шлифование:

Однократное

отделочное после однократного

тонкое повышенной точности

12, 13

11

10

7

9

8

5, 6

П р и м е ч а н и я: 1. Точность приведена для поверхностей длиной до 150 мм, при

большей длине точность на один квалитет ниже.

2. При бесцентровом шлифовании точность зависит от жесткости станка и обеспечива-

ется по 8…11-му квалитетам.

Таблица П2

Экономическая точность обработки

внутренних цилиндрических поверхностей

Вид обработки Точность, квалитет

Сверление: без кондуктора

по кондуктору

Зенкерование и растачивание резцами:

Черновое

Отделочное

отделочное повышенной точности

тонкое

Развертывание однократное стали

однократное чугуна и отделочное стали

отделочное чугуна и повышенной точности стали

повышенной точности чугуна

Шлифование:

Однократное

отделочное после однократного

тонкое повышенной точности

тонкое

Хонингование

Протягивание отделочное

12, 13

11

12, 13

11

10

7

9

8

7

5,6

9

8

7

5, 6

5,6

7

57

Таблица П3

Экономическая точность обработки плоскостей

(ширина до 300 мм, длина до 450 мм)

Вид обработки Точность, квалитет

Фрезерование и строгание:

черновое стали

черновое чугуна и отделочное стали

отделочное чугуна

отделочное повышенной точности стали

отделочное повышенной точности чугуна

Шлифование:

Однократное

отделочное после однократного

отделочное повышенной точности

12, 13

11

10

9

8

9

8

7

Таблица П4

Экономическая точность обработки поверхностей фасонной фрезой

Длина поверхности, мм

Погрешность размера (мкм) при обработке

фрезой шириной, мм

до 120 120…180

до 100

100…300

300…600

250 / 100

350 / 150

450 / 200

___

450 / 200

500 / 250

П р и м е ч а н и е. В числителе данные, получаемые при черновой обработке, в знаме-

нателе – при отделочной.

Таблица П5

Экономическая точность обработки торцевых плоскостей

(при обработке на полный диаметр и при измерении от базы или обрабо-

танной параллельной поверхности)

Диаметр заготовки, мм

Погрешность размера (мкм) при

черновом

обтачивании

чистовом

обтачивании шлифовании

тонком

шлифовании

до 50

150

70

30

20

50…120 200 100 40 25

120…260 250 130 50 30

260…500 400 200 70 35

58

Таблица П6

Экономическая точность фрезерования выступов и пазов

Ширина выступов и пазов, мм Погрешность (мкм) при обработке фрезой

дисковой торцовой

Свыше 1 до 3

120

60

>> 3 >> 6 160 80

>> 6 >> 10 200 100

>> 10 >> 18 240 120

>> 18 >> 30 280 140

>> 30 >> 50 340 170

>> 50 >> 80 400 200

П р и м е ч а н и я: 1. Только для обработки по ширине.

2. Точность обработки дисковой фрезой по 12 - 13-му квалитетам, торцовой – по 11-му.

Таблица П7

Экономическая точность обработки при одновременном фрезеровании

параллельных поверхностей дисковыми фрезами

Расстояние между фрезами, мм Погрешность (мкм) при высоте поверхности, мм

до 50 свыше 50 до 80 Свыше 80 до 120

до 100

50

60

80

свыше 100 60 80 100

Таблица П8

Экономическая точность обработки резьбы

Способ получения резьбы

Поле допуска резьб

(по ГОСТ 16093-81)

на-

ружной

(винт)

внут-

ренней

(гай-

ка)

1 2 3

На универсальных токарно-винторезных станках:

призматическими и дисковыми однопрофильными резцами 4h 4H5H

гребенками 4h 4H5H

специальными головками и вихревым способом 4h 4H5H

На револьверных станках и автоматах:

плашками, гребенками, резьбонарезными головками, по

резьбовым копирам, метчиками

8g 7H

На токарных автоматах:

плашками 8g -----

На сверлильных станках:

специальными изогнутыми и удлиненными метчиками в

сквозных отверстиях (в гайках)

6g 6H

набором метчиков в глухих отверстиях 8g 7H

59

окончание табл. П8

1 2 3 На универсальных фрезерных и специальных резьбофре-

зерных станках:

дисковой фрезой 6g ---

червячной фрезой 8g ---

На специальных резьбофрезерных станках:

групповой фрезой 6g ---

На шлифовальных станках:

однониточным дисковым кругом 6g ---

многониточным дисковым кругом 4h ---

бесцентровым шлифованием 6g

Притирка резьбовыми притирами 4h 4H5H

Накатывание

плоскими плашками, сегментом и роликом, кольцом и

роликом, профильными роликами

8g ---

симметричное двумя профильными роликами с

механической подачей

6g ---

раскрывающейся роликовой головкой 6g 8g 7H

Таблица П9

Экономическая точность обработки пазов и шпоночных канавок

шпоночной торцовой фрезой

Ширина паза или шпоночной канавки,

мм

Погрешность (мкм) при обработке

черновой отделочной

Свыше 6 до 10 100 30

>> 10 >> 18 150 40

>> 18 >> 30 200 50

Таблица П10

Экономическая точность различных способов обеспечения

параллельности оси отверстия плоскости на длине l = 100 мм

Схема Способ обработки

Погреш-

ность

а2 – а1, мкм

Сверление:

по разметке

по кондуктору

Растачивание на токарном

станке при установке:

по разметке

на угольнике

Растачивание на расточном или

фрезерном станке

300

100

100

50

50

60

Таблица П11

Экономическая точность обработки отверстий

с перпендикулярно расположенными осями

Схема Способ обработки

Отклонение (мкм)

от перпендику-

лярности на

длине l=100 мм

От расстоя-

ния между

осями

Сверление:

по разметке

по кондуктору

на фрезерном станке с

поворотным столом по

лимбу

на фрезерном станке с

делительной головкой

Растачивание:

на фрезерном станке с

поворотным столом по

лимбу

на фрезерном станке с

делительной головкой

на токарном станке на

угольнике

на координатно-расточ-

ном станке

800

100

300

250

50

100

100

20

1000

300

500

450

200

400

200

50

Таблица П12

Экономическая точность различных способов обеспечения

прямолинейности (параллельности) осей отверстий

Схема Способ обработки

Отклонение (мкм)

от параллель-

ности отверстий на

длине l =100 мм

Сверление:

по разметке

по кондуктору

на токарном станке

Растачивание на токарном

станке:

с одной установки

с двух установок на оправке,

на планшайбе и в сырых рас-

точенных кулачках

в самоцентрирующемся па-

троне без дополнительного

центрирования

при центрировании по инди-

катору

при установке по разметке

800

200

200

100

50

400

100

1000

400

100

200

100

50

500

200

1000

61

Таблица П13

Экономическая точность различных способов обеспечения

перпендикулярности оси отверстий относительно плоскости

Схема Способ обработки Отклонение на

длине l =100 мм, мкм

Сверление:

по разметке

по кондуктору

Растачивание:

на токарном станке при

установке заготовки:

по разметке

по индикатору

на вертикально-

фрезерном станке при уста-

новке заготовки на столе

на горизонтально-

фрезерном или расточном

станке при установке заго-

товки на угольнике

Шлифование при установ-

ке заготовки в приспособлении

500

100

800

300

50

80

80

Таблица П14

Экономическая точность обеспечения расстояния

осей отверстий до плоскости

Схема Способ обработки

отверстия

Диаметр отвер-

стий, мм

Отклонение

А , мкм

Сверление:

по разметке

по кондуктору

Растачивание на

расточном или фре-

зерном станке

до 3

свыше 3 до 6

>> 6 >> 10

>> 10 >> 18

>> 18 >> 30

до 3

свыше 3 до 6

>> 6 >> 10

>> 10 >> 18

>> 18 >> 30

от 3 до 30

300

400

500

600

800

50

60

70

80

90

250

62

Таблица П15

Экономическая точность расположения отверстий

с параллельными осями

Схема Способ

обработки

Отклонение А от расстояния (мкм)

между центрами при обработке отвер-

стий диаметром, мм

Откло-

нение

от

парал-

лельно-

сти осей

на длине

100 мм,

мкм

до 3

свы-

ше 3

до 6

свы-

ше 6

до 10

свы-

ше 10

до 18

свы-

ше 18

до 30

Свободное

сверление по раз-

метке

400 500 600 800 1000 250

Сверление и

развертывание по

кондуктору

50 60 70 80 90 100

Растачива-

ние на токарном

станке при уста-

новке на угольни-

ке

--- --- 250 270 300 50

Растачива-

ние на расточном

станке:

по разметке --- --- 800 820 850 100

по штангенцир-

кулю --- --- 250 270 300 100

Шлифование --- --- 80 90 100 50

63

Таблица П16

Экономическая точность соосности расположения

поверхностей тел вращения

Схема Способ обработки

Отклонение от со-

осности (эксцентриситет)

поверхностей А и В, мкм

Обтачивание и шлифова-

ние наружной поверхности в

центрах:

с одной установки

(центр шпинделя термиче-

ски не обработанный,

шлифованный)

100

с двух установок

(центр шпинделя термиче-

ски не обработанный,

шлифованный)

150

с двух установок

(центр шпинделя закален-

ный, шлифованный)

50

Обтачивание или шлифо-

вание внутренней поверхности:

на оправке, прото-

ченной на месте

25

в центрах на ранее из-

готовленной оправке

(центр шпинделя шлифо-

ванный, закаленный)

75

Таблица П17

Расчетные формулы погрешности базирования

Базирование Схема базирования

Обраба-

тывае-

мый

размер

Погрешность бази-

рования

По наружной ци-

линдрической поверхно-

сти в призму с углом

2 при обработке по-

верхности под углом к

оси симметрии призмы

Н1

0,5 TD (sin / sin –1)

при = …90°

0,5 TD (1 – sin / sin )

при =0…

Н2 0,5 TD (sin / sin +1)

Н3 0,5 TD sinβ / sin

64

продолжение табл. П17

Базирование Схема базирования

Об

рабаты-

ваемый

размер

Погрешность бази-

рования

То же, при = 90°

Н1 0,5 TD (1 / sin – 1)

Н2 0,5 TD (1 / sin +1)

Н3 0,5 TD / sin

То же, при = 0°

Н1 0,5 TD

Н2 0,5 TD

Н3 0

По наружной ци-

линдрической поверхно-

сти в призму с прямым

углом

Н1 0

Н2 TD

Н3 0,5 TD

По наружной ци-

линдрической поверхно-

сти на установочную

плоскую поверхность с

закреплением призмой

Н1 0

Н2 TD

Н3 TD

65

продолжение табл. П17

Базирование Схема базирования

Обраба-

тывае-

мый

размер

Погрешность бази-

рования

По наружной ци-

линдрической поверхно-

сти в призму со сфери-

ческими опорами при

обработке плоской по-

верхности или паза под

углом

Н1 A – 0,5 TD

Н2 A + 0,5 TD

Н3 A

22min

22min 25,0)5,0(5,0)5,05,0( lDrlTDrA D

По двум цилинд-

рическим отверстиям на

жесткий цилиндриче-

ский и срезанный паль-

цы при обработке верх-

ней плоскости поверх-

ности

Н1 + TD + Td

Н2 ( + TD + Td ) · (2l1 + l) / l

По внутренней ци-

линдрической поверхно-

сти на жесткий цилинд-

рический палец с гаран-

тированным зазором при

обработке плоской по-

верхности с учетом, что

опорный торец заготов-

ки не перпендикулярен

оси базы

Н1,H2 0,5 TD+ 2e + TD + Td + –

– 2l · tg

66

продолжение табл. П17

Базирование Схема базирования

Обраба-

тывае-

мый

размер

Погрешность бази-

рования

То же, но с одно-

сторонним прижатием

заготовки

Н1, Н2 0,5 TD+ 2e + 0,5 TD +

+ 0,5 Td + l · tg

На палец (оправку)

без зазора; опорный то-

рец заготовки не пер-

пендикулярен оси базы

L1 TL + 2r · tg

По центровым

гнездам на центры (пе-

редний центр жесткий)

при обработке двух тор-

цов подрезными резца-

ми, настроенными на

размер L4

L1 TL + Ц

L2, , L3 Ц

D1 , D2 ,

L4 0

67

продолжение табл. П17

Базирование Схема базирования

Об-

рабаты-

ваемый

размер

Погрешность бази-

рования

То же, но передний

центр плавающий

L1 TL

D1 , D2 ,

L2 , L3 ,L4 0

На жесткой оправ-

ке со свободной посад-

кой

D1 0,5 ( + TD + Td )

По внутренней ци-

линдрической поверхно-

сти на жесткий цилинд-

рический палец с гаран-

тированным зазором при

обработке плоской по-

верхности

Н1 , Н2 0,5 TD1+ 2e + TD + Td +

Н3 от оси

D1 2e + TD + Td +

Н4

от оси D TD + Td +

То же, но с одно-

сторонним прижатием

заготовки

Н1 , Н2 0,5 TD1+ 2e + TD + Td

Н3

от оси

D1

2e +0,5 TD + 0,5Td

Н4 от оси

D 0,5TD + 0,5Td

68

продолжение табл. П17

Базирование Схема базирования

Об

рабаты-

ваемый

размер

Погрешность бази-

рования

По внутренней ци-

линдрической поверхно-

сти на жесткий цилинд-

рический палец с гаран-

тированным натягом или

на разжимную оправку

при обработке плоской

поверхности

Н1 , Н2 0,5 TD1+ 2e

Н3

от оси

D1

2е

Н4

от оси

D

0

По наружной ци-

линдрической поверхно-

сти в призму с углом 2

при обработке отверстий

по кондуктору

Н

0,5 TD (1 / sin – 1)

при Н > 0,5 D

0,5 TD / sin

при Н = 0,5 D

0,5 TD (1 / sin + 1)

при Н < 0,5 D

По наружной ци-

линдрической поверхно-

сти на установочную

плоскость с закреплени-

ем призмой при обра-

ботке отверстий по кон-

дуктору

Н 0,5 TD

69

продолжение табл. П17

Базирование Схема базирования

Обраба-

тывае-

мый

размер

Погрешность бази-

рования

По наружной ци-

линдрической поверхно-

сти в самоцентрирую-

щие призмы при обра-

ботке отверстия

Х 0

По плоскости с

центрированием под-

вижной призмой при

обработке отверстия,

расположенного на оси

подвижной призмы

Н1 0

Н2 TD

То же, при обра-

ботке отверстия, сме-

щенного с оси подвиж-

ной призмы

R

Tarctg D

2

sin

R 0,5 TD cos

70

продолжение табл. П17

Базирование Схема базирования

Обраба-

тывае-

мый

размер

Погрешность бази-

рования

В призме при об-

работке отверстия:

расположен-

ного перпендику-

лярно оси призмы

и зажима

Н1, H2 0,5 TD

расположен-

ного между осью

призмы и зажима

)sin/sin5,0( RTarctg D

R sin/cos5,0 DT

При обработке от-

верстия с базированием:

по наруж-

ному диаметру в

самоцентрирую-

щем устройстве

Н1,H2 0,5 TD

по внутрен-

нем диаметру в са-

моцентрирующем

устройстве

Н1 0

Н2 0,5 TD

71

продолжение табл. П17

Базирование Схема базирования

Об

рабаты-

ваемый

размер

Погрешность бази-

рования

по наружно-

му диаметру во

втулке

Н1,H2 TD

по внутрен-

нему диаметру на

пальце

Н1 Td

Н2 Td + 0,5TD

По внешней по-

верхности в зажимной

цанге по упору

D, L 0

В кулачковом са-

моцентрирующем па-

троне с упором в торец

D, d,

L1 , L2 0

На разжимной или

жесткой оправке с натя-

гом при обработке ци-

линдрической поверхно-

сти

D1

, D2

L1 ,

L2

0

72

окончание табл. П17

Базирование Схема базирования

Обраба-

тывае-

мый

размер

Погрешность базирова-

ния

На конусной оп-

равке при обработке ци-

линдрической поверхно-

сти

D 0,5Td

L1 0,5Td / tg

L2 0,5Td / tg + TL

По плоскости при

обработке уступа

Н1 0

Н2 TL

Н3 TН

П р и м е ч а н и е. Буквы в таблице обозначают: TD , TD1 , Td, – допуски по диаметру;

TL,, TН – допуски на линейные размеры; е – эксцентриситет между базой и обработанной

поверхностью; – минимальный диаметральный зазор между базой и жесткими цилиндри-

ческими пальцами; – угол, характеризующий отклонение от перпендикулярности торца к

оси базы детали; Ц – погрешность глубины центрового гнезда (см. табл).

При величине угла конуса 2α = 60º значения Ц следует принимать:

Погрешность глубины центрового гнезда

Наибольший диаметр

центрового отверстия, мм 1…2,5 4…6 7…10 12,5…15 20…30

Просадка центров Δц, мм

0,11 0,14 0,18 0,21 0,25

Таблица П18

Погрешность закрепления заготовок З при установке в радиальном направлении

для обработки на станках, мкм Характеристика базовой

поверхности

Поперечные размеры заготовки, мм

6…10 10…18 18…30 30…50 50…80 80…120 120…180 180…260 260…360 360…500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Установка в зажимной гильзе (цанге)

Холоднотянутая калибро-

ванная

40 50 60 70 80 ––– ––– ––– ––– –––

Предварительно обрабо-

танная

40 50 60 70 80 ––– ––– ––– ––– –––

Окончательно обработан-

ная

20 25 30 35 40 ––– ––– ––– ––– –––

Установка в трехкулачковом патроне с ручным приводом

Полученная литьем:

в песчаную форму

машинной формовки

по металлической мо-

дели

220 270 320 370 420 500 600 700 800 900

в постоянную форму 150 175 200 250 300 350 400 450 550 650

по выплавляемой модели 50 60 70 80 100 120 140 160 ––– –––

под давлением 25 30 35 40 50 60 70 80 ––– –––

Полученная горячей

штамповкой

220

270

320

370

420

500

600

700

800

–––

Горячекатаная 220 270 320 370 420 500 600 ––– ––– –––

Предварительно обрабо-

танная

50

60

70

80

100

120

140

160

180

200

Окончательно обработан-

ная

25 30 35 40 50 60 70 80 90 100

74

окончание табл. П18

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Установка в пневматическом патроне

Полученная литьем:

в песчаную

форму машинной

формовки по метал-

лической модели

180 220 260 320 380 440 500 580 660 760

в постоянную

форму

120 140 170 200 240 280 320 380 440 500

по выплавляе-

мой модели

40

50

60

70

80

90

100

120

–––

–––

под давлением 20 25 30 35 40 45 50 60 ––– –––

Полученная горячей

штамповкой

180

220

260

320

380

440

500

580

660

–––

Горячекатаная 180 220 260 320 380 440 500 ––– ––– –––

Предварительно об-

работанная

40

50

60

70

80

90

100

120

140

160

Окончательно обра-

ботанная

20 25 30 35 40 45 50 60 70 80

П р и м е ч а н и я: 1. При установке на оправку надо учитывать погрешность базирования и принимать погрешность закрепления в зависи-

мости от крепления оправки в гильзе, патроне или зажимном приспособлении.

2. Установка в жестких центрах не дает погрешности закрепления в радиальном направлении. Погрешность закрепления, получающаяся при

установке в плавающий передний и вращающийся задний центры, не учитывается, так как перекрывается отклонением заготовки под действием

силы резания.

75

Таблица П19

Погрешность закрепления заготовок З при установке в осевом направлении

для обработки на станках, мкм Характеристика базовой

поверхности

Поперечные размеры заготовки, мм

6…10 10…18 18…30 30…50 50…80 80…120 120…180 180…260 260…360 360…500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Установка в зажимной гильзе (цанге) до упора

Холоднотянутая калибро-

ванная

40 50 60 70 80 ––– ––– ––– ––– –––

Предварительно обрабо-

танная

40 50 50 70 80 ––– ––– ––– ––– –––

Окончательно обработан-

ная

20 25 30 35 40 ––– ––– ––– ––– –––

Установка в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне

Полученная литьем:

в песчаную форму

машинной формовки

по металлической мо-

дели

70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

в постоянную форму 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

по выплавляемой мо-

дели

50

60

70

80

90

100

110

120

–––

–––

под давлением 30 40 50 60 70 80 90 100 ––– –––

Полученная горячей

штамповкой

70

80

90

100

110

120

130

140

150

–––

Горячекатаная 70 80 90 100 110 120 130 ––– ––– –––

Предварительно обрабо-

танная

50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Окончательно обработан-

ная

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

76

окончание табл. П19

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Установка в пневматическом патроне

Полученная литьем:

в песчаную форму ма-

шинной формовки по

металлической модели

55 60 70 80 90 100 110 120 130 140

в постоянную форму 55 60 65 75 80 90 100 110 120 130

по выплавляемой моде-

ли

45

50

55

65

75

80

85

90

–––

–––

под давлением 25 35 45 50 55 65 70 80 ––– –––

Полученная горячей штам-

повкой

55

60

70

80

90

100

110

120

130

–––

Горячекатаная 55 60 70 80 90 100 110 ––– ––– –––

Предварительно обработан-

ная

40

50

60

70

80

90

90

100

110

120

Окончательно обработанная 25 30 35 40 50 60 70 80 90 100

П р и м е ч а н и я: 1. При установке на оправку надо учитывать погрешность базирования и принимать погрешность закрепления в зависи-

мости от крепления оправки в гильзе, патроне или зажимном приспособлении.

2. Установка в центрах не дает погрешности закрепления, но дает погрешность базирования в осевом направлении.

77

Таблица П20

Погрешность закрепления заготовок З при установке на точечные опоры, мкм

Характеристика базовой

поверхности

Поперечные размеры заготовок, мм

6…10 10…18 18…30 30…50 50…80 80…120 120…180 180…260 260…360 360…500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Установка в зажимное приспособление с винтовыми или эксцентриковыми зажимными устройствами

Полученная литьем:

в песчаную форму ма-

шинной формовки по

металлической модели

––– 100 125 150 175 200 225 250 300 350

в постоянную форму ––– 100 110 120 130 140 150 160 180 200

по выплавляемой

модели

80

90

100

110

120

130

140

150

–––

–––

под давлением 70 80 90 100 110 120 130 140 ––– –––

Полученная горячей штам-

повкой

–––

100

125

150

175

200

225

250

300

–––

Горячекатаная 90 100 125 150 175 200 225 ––– ––– –––

Предварительно обработан-

ная

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

Окончательно обработанная 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

Шлифованная 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

Установка в приспособление с пневматическим зажимным устройством

Полученная литьем:

в песчаную форму ма-

шинной формовки по

металлической модели

––– 90 100 120 140 160 180 200 240 280

в постоянную форму ––– 80 90 100 110 120 130 140 160 180

по выплавляемой модели

65

70

75

80

90

100

110

120

–––

–––

78

окончание табл. П20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

под давлением

40

45

50

60

70

80

90

100

–––

–––

Полученная горячей штам-

повкой

–––

90

100

120

140

160

180

200

240

–––

Горячекатаная 70 80 100 120 140 150 180 ––– ––– –––

Предварительно обработан-

ная

65

70

75

80

90

100

110

120

130

140

Окончательно обработанная 50 60 70 80 90 90 100 110 120 130

Шлифованная 40 50 60 70 80 80 90 100 110 120

П р и м е ч а н и я: 1. При установке на магнитной плите погрешность закрепления отсутствует.

2. Поперечный размер заготовки принимать наибольшим в сечении по нормали к обрабатываемой поверхности.

3. Погрешность закрепления дана по нормали к обрабатываемой поверхности.

79

Таблица П21

Погрешность закрепления заготовок З при установке на опорные пластины, мкм Характеристика базовой

поверхности

Поперечные размеры заготовки, мм

6…10 10…18 18…30 30…50 50…80 80…120 120…180 180…260 260…360 360…500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Установка в приспособление с винтовыми или эксцентриковыми зажимными устройствами

Полученная литьем:

в песчаную форму ма-

шинной формовки по

металлической модели

––– 100 110 120 135 150 175 200 240 280

в постоянную форму 55 60 70 80 90 100 110 120 130 140

по выплавляемой моде-

ли

40

50

60

70

80

90

100

110

–––

–––

под давлением 30 40 50 60 70 80 90 100 ––– –––

Полученная горячей штам-

повкой

–––

100

110

120

135

150

175

200

240

–––

Горячекатаная 90 100 110 120 135 150 175 ––– ––– –––

Предварительно обработан-

ная

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

Окончательно обработанная 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Шлифованная 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Установка в приспособление с пневматическим зажимным устройством

Полученная литьем:

в песчаную форму ма-

шинной формовки по

металлической модели

––– 80 90 100 110 120 140 160 190 220

в постоянную форму 50 55 60 65 70 80 90 100 110 120

по выплавляемой модели

35

40

50

55

60

70

80

90

–––

–––

80

окончание табл. П21

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

под давлением

25

30

35

40

50

60

70

80

–––

–––

Полученная горячей штам-

повкой

–––

80

90

100

110

120

140

160

190

–––

Горячекатаная 70 80 90 100 110 120 140 ––– ––– –––

Предварительно обрабо-

танная

35

40

50

55

60

70

80

90

100

110

Окончательно обработан-

ная

25 30 35 40 50 60 70 80 90 100

Шлифованная 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90

П р и м е ч а н и я: 1. При установке на магнитной плите погрешность закрепления отсутствует.

2. Поперечный размер заготовки принимать наибольшим в сечении по нормали к обрабатываемой поверхности.

3. Погрешность закрепления дана по нормали к обрабатываемой поверхности.

Таблица П22

Точность установки приспособлений

Принцип установки

приспособления Схема установки

Погрешность Y в направлении

Оси x оси y угла

На горизонтальный

шпиндель по торцу

и центрирующему

пояску

T s )(2D

Tarctg

На вертикальный

стол по торцу и цен-

трирующему пояску

s T )(2

D

Tarctg

На конус шпинделя

0,03…0,06 –––

В шпиндель:

с конусом Морзе:

№ 0

№ 1, 2, 3

№ 4, 5

№ 6

0,01…0,2

0,01…0,2

0,2…0,4

0,25…0,5

–––

82

окончание табл. П22

Принцип установки

приспособления Схема установки

Погрешность Y в направлении

Оси x оси y угла

с метрическим

конусом :

№ 80

№ 100

0,25…0,5

0,3…0,6

–––

В центр

На горизонтальный

стол по Т-образному

пазу

0,01…0,03

s

–––

l · s / lшп

По двум штифтовым

отверстиям

L1 + 0,25

s

- -

П р и м е ч а н и е. Буквы в таблице обозначают: T – торцевое биение опорной поверх-

ности приспособления, принимается в пределах 0,01…0,04 мм; s – максимальный зазор в со-

пряжениях базирующих поверхностей; s– сумма максимальных зазоров между штифтами и

отверстиями; – погрешность половины угла конуса , принимается в пределах 28; L1 –

допуск на расположение координат штифтовых отверстий; D – диаметр центрирующего поя-

ска; lшп – расстояние между шпонками; l – длина обрабатываемой детали.

83

Таблица П23

Износ установочных элементов

Схема базирования Обрабатываемый раз-

мер Погрешность износа

Н1, Н2, Н3

sin

sinU

Н1, Н2, Н3 sin

U

Н1, Н2, Н3 0

Н1 U

Н2 0

Н1 U2

Н2 U2

Н3 U1

84

окончание табл. П23

Схема базирования Обрабатываемый размер Погрешность износа

Lg = ( U2 – U1 ) / l

Изнашивание опор неравномерно во времени и носит местный характер. Опорные пла-

стины больше изнашиваются в середине и с одного края, а пальцы – со стороны установки

заготовки. Изнашивание опор с малой поверхностью контакта с заготовкой протекает сначала

быстро, а затем замедляется (кривая I ). Изнашивание опор с развитой несущей поверхностью

протекает более равномерно (кривая II).

Величина износа, мкм,

для кривой I u = 1 · N n

для кривой II u = 2 · N

где N – число контактов заготовки с опорой; 1 , 2 – постоянные (см. табл. 24); n = 0,4

0,6 , приближенно n = 0,5. Большие значения 1 и 2 выбирают для тяжелых условий работы

опор по нагрузке, пути сдвига, времени неподвижного контакта и абразивному воздействию

заготовки.

Приведенные данные относятся к опорам из стали 20, 20Х, 45. Износ опор из стали У8А

уменьшается на 10-15 %, хромированных – в 2-3 раза и наплавленных твердым сплавом – в 7-

10 раз.

Износ опор ограничивают расчетной величиной u1 (см. рис.) и контролируют при плано-

вой периодической проверке приспособлений. Если износ достигает предельно допустимой

величины, производят смену опор.

Таблица П24

Значения коэффициентов 1 и 2 Вид опор 1 Вид опор 2

Со сферической головкой

С рифленой головкой

Призмы

Пальцы ромбические

0,5 – 2,0

0,6 – 2,5

0,3 – 0,8

0,2 – 0,6

С плоской головкой

Пластинки опорные

Пальцы цилиндриче-

ские

0,4 – 0,8

0,002 – 0,004

0,001 – 0,002

85

Таблица П25

Значения среднего износа U0 установочных элементов

(при N0 = 100 · 103, материал заготовки - чугун), мкм

Тип

установочных

элементов

Материал установочных элементов

Сталь 20

цементованная

закаленная

Сталь 40Х

закаленная

Сталь У10А

закаленная

Сталь 45

с хромовым

покрытием

Твердый

сплав

ВК8

Постоянные:

опоры со

сферической

головкой

240...100

170 220...90

155

200...90

145

100...40

70 –––

опоры с пло-

ской голов-

кой 120...50

85 105...45

75 100...40

70 ––– 15...13

14

опоры с насе-

ченной го-

ловкой 200...90

145 185...85

135 180...80

130 ––– –––

Призмы 180...70

125 165...65

115 150...60

110 90...40

65 20...16

18

Опорные

пластины

гладкие 65...25

45 55...25

40 50...25

38 30...20

25 14...10

12

Опорные

пластины

с косыми

срезами

70...30

50 90...30

45 60...25

42 33...20

28 –––

Пальцы уста-

новочные:

срезанные 140...60

100 125...55

90 120...50

85 70...30

50 –––

цилиндриче-

ские 90...40

65 75...35

55 70...30

50 30...20

25 –––

Оправки

цилиндрические 80...40

60 70...30

50 65...25

45 30...20

25 –––

П р и м е ч а н и я: 1. В числителе даны средние значения U0 , в знаменателе - рекомен-

дуемый интервал. 2. Большие значения U0 принимаются для случаев закрепления заготовки

переменным усилием, возможных ударов при контакте и значительными временем контакта

заготовки и установочного элемента, усилиями закрепления и массы заготовки.

86

Таблица П26

Коэффициенты, учитывающие условия износа

Учитываемые

условия

Коэффи-

циенты Значение коэффициента

Материал

детали k1

Чугун Сталь

незакаленная Сталь закаленная

1,0 0,97 0,91

Тип

оборудования k2

Универсальное Специальное Автоматические линии

1,0 1.25 1,57

Условия

обработки k3

Точение, фрезерование, сверление, зенке-

рование Шлифование

Стали с

охлаждени-

ем

Стали без

охлаждения

Чугун без

охлаждения

Стали с

охлаждением

Чугун без

охлаждения

0,94 1,0 1,12 1,32 1,58

Число

установок k4

Число установок N X 103

До 5 До 10 До 20 До 40 50…100 До 150

2,8 2,4 1,8 1,3 1 0,9

Таблица П27

Диаметр инструментов для обработки отверстий

Применяемый

инструмент

Поля до-

пусков об-

рабатывае-

мых отвер-

стий

Номинальные диаметры, мм

До 3 Св.3

До 6

Св.6

До 10

Св.10

До 18

Св.18

До 30

Св.30

До 50

Св.50

До 80

Предельные отклонения, мкм

Сверла:

общего назначе-

ния

––– 0

-25

0

-30

0

-36

0

-43

0

-52

0

-62

0

-74

точного испол-

нения ––– 0

-14

0

-18

0

-22

0

-27

0

-33

0

-39

0

-46

Зенкеры:

под развертыва-

ние

H11 ––– ––– ––– -210

-245

-245

-290

-290

-340

-350

-410

для окончатель-

ной обработки H11 ––– ––– ––– +60

+25

+75

+30

+90

+40

+110

+50

Развертки:

черновое под

чистовое раз-

вертывание

H10

-25

-34

-30

-40

-40

-50

-50

-62

-60

-74

-70

-87

-80

-105

для окончатель-

ной обработки H10

+30

+23

+36

+26

+43

+32

+52

+40

+63

+48

+75

+57

+90

+70

То же H9 +18

+11

+22

+14

+26

+17

+31

+20

+37

+24

+43

+29

+54

+35

» H8 +9

+4

+12

+7

+15

+9

+18

+10

+22

+13

+26

+15

+30

+17

Для окончательной

обработки H7

+6

+2

+7

+3

+9

+5

+11

+6

+13

+7

+16

+9

+20

+12

То же K7 -4

-8

-2

-6

-1

-5

-1

-6

-2

-8

-2

-9

-1

-9

П р и м е ч а н и е. Отклонения заданны от номинального диаметра.

87

Таблица П28

Диаметр отверстий кондукторных втулок

Применяемый

инструмент

Поля допусков Номинальные диаметры, мм

Обраба-

тываемых

отверстий

Кондук-

торных

втулок

До

3

Св. 3

До 6

Св. 6

До 10

Св.10

До 18

Св.18

До 30

Св. 30

До 50

Св. 50

До 80

Предельные отклонения, мкм

Сверла:

общего назначе-

ния

––– F8 +20

+6

+28

+10

+35

+13

+43

+16

+53

+20

+64

+25

+76

+30

точного исполне-

ния ––– G7

+12

+2

+16

+4

+20

+5

+24

+6

+28

+7

+34

+9

+40

+10

Зенкеры:

под развертывание ––– F8 ––– ––– –––

-167

-194

-192

-225

-226

-265

-274

-320

То же ––– G7 ––– ––– ––– -186

-204

-217

-238

-256

-281

-310

-340

для окончательной

обработки ––– F8 ––– ––– –––

+103

+76

+128

+95

+154

+115

+186

+140

Развертки:

черновых под чис-

товое развертыва-

ние

––– F8 -5

-19

-2

-20

-5

-27

-7

-34

-7

-40

-6

-45

-4

-50

––– G7 -13

-23

-14

-26

-20

-35

-26

-44

-32

-53

-36

-61

-40

-70

для окончательной

обработки H10 G7

+42

+32

+52

+40

+63

+48

+76

+38

+91

+70

+109

+84

+130

+100

для окончательной

обработки H9 G7

+30

+20

+38

+26

+46

+31

+55

+37

+65

+44

+79

+54

+94

+64

То же H8 G7 +21

+11

+28

+16

+35

+20

+42

+24

+50

+29

+60

+35

+70

+40

» H7 G7 +18

+8

+20

+11

+29

+16

+35

+17

+41

+20

+50

+25

+60

+30

» H7 G6 +14

+8

+19

+11

+28

+14

+28

+17

+33

+20

+41

+25

+49

+30

» K7 G7 +8

+2

+14

+2

+19

+4

+23

+5

+26

+5

+32

+7

+39

+9

для окончательной

обработки K7 G6

+4

+2

+10

+2

+12

+4

+16

+5

+18

+5

+20

+7

+25

+9

П р и м е ч а н и я: 1. Отклонения от номинального диаметра.

2. Данные получены при полях допусков F8 или G7 и наибольшем предельном размере инст-

румента.

Таблица П29

Погрешность от смешения и перекоса инструмента

при обработке отверстий

Вид обработки Размер m

Погрешность

от смещения

инструмента

от перекоса и смещения

инструмента

Сверление сталей d

0,5s 0,5s + s (l1 +m) / l Сверление чугуна (0,3…0,5)d

Зенкерование 0,3d

П р и м е ч а н и е. Буквы в таблице обозначают: m- расстояние от поверхности заготовки

до кондукторной втулки; l- длинна кондукторной втулки, l1 – длинна обрабатываемого отвер-

стия; s- максимальный диаметр зазора между кондукторной втулкой и инструментом.

88

Таблица П30

Проверка приспособлений

Приспособления

Тип производства

единичное или

мелкосерийное серийное массовое

Периодичность проверок, мес.

Сверлильные и расточные:

подставки 6 4 2

кондукторы 5 3 2

многошпиндельные головки 4 5 1

для горизонтальной расточки 2 1 1

Токарные:

оправки (гладкие, резьбовые) 3 2 1

планшайбы, люнеты, кулачки 2 1 1

приспособления, устанавливаемые на

шпиндель и суппорт

5 3 2

патроны (поводковые, самоцентрирую-

щие, несамоцентрирующие, кулачковые)

6 3 2

патроны с упругими зажимными элемен-

тами

5 2 1

Фрезерные, строгальные, долбежные:

поворотные с вертикальной осью враще-

ния

6 3 2

поворотные с горизонтальной осью вра-

щения

5 2 1

приспособления с круговой подачей 4 2 1

приспособления для обработки зубьев

шестерен

3 2 1

поворотные с горизонтальной и наклон-

ной осями вращения

5 2 1

Шлифовальные к станкам:

с прямолинейным движением стола 4 2 1

с вертикальной осью вращения стола 4 5 1

с горизонтальной осью вращения стола 3 2 1

Для протяжных работ

6 3 2

Контрольные

2 1 1

89

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. МЕТОДИКА РАСЧЕТА 3

2. ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ 9

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ФАКТОРОВ 16

3.1. Погрешность базирования 16

3.2. Погрешность закрепления 18

3.3. Погрешность установки приспособления на станке 18

3.4. Погрешность положения детали вследствие износа устано-

вочных элементов приспособления

23

3.5. Погрешность положения отверстий, связанная с перекосом

и смещением обрабатывающего инструмента

25

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ ТОЧНОСТИ ИЗГОТОВ-

ЛЕНИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ПО ВЫБРАННЫМ ПАРА-

МЕТРАМ

30

5. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ В СБОРЕ НА ДОПУСКИ

СОСТАВЛЯЮЩИХ ЗВЕНЬЕВ РАЗМЕРНОЙ ЦЕПИ

45

6. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ

СБОРОЧНОГО ЧЕРТЕЖА СПРОЕКТИРОВАННОГО

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

47

Библиографический список 54

ПРИЛОЖЕНИЯ 56

90

Учебное издание

ДМИТРИЕВ Владимир Александрович

НЕМЫТКИН Сергей Алексеевич

РАСЧЕТ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ НА ТОЧНОСТЬ

Редактор Г.В. Загребина

Компьютерная вѐрстка И.О.Миняева

Выпускающий редактор Н.В. Беганова

Подп. в печать

Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.

Печать офсетная.

Усл. п. л. . Уч.-изд. л.

Тираж экз. Рег. №

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Самарский государственный технический университет»

443100, г.Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус

Отпечатано в типографии

Самарского государственного технического университета

443100, г.Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Корпус №8

91