книги / Основы технологии машиностроения

(размеры В на фиг. 59), а также для размеров, связывающих элементы поковок, выходящие к периферии, но обусловливающие односторон­ ний по направлению и равномерный износ штампа (размеры Г на фиг. 59), т. е. для размеров, не зависящих от износа штампов, допуск определяется по формуле

При малой величине отклонений, рассчитанных по формуле (79), допускается их увеличение: в штампованных поковках первой и вто­ рой группы точности до + 0,7 мм и в штампованных поковках третьей группы точности до + 1,0 мм.

Суммарные значения расчетных допусков округляют с точностью до 0,1 мм для первой и второй групп и с точностью до 1,0 мм для третьей группы точности штампованных поковок.Четвертая группа точностиштампованных поковок предусматриваетпоследующую их чеканку; для этой группы поковок допуски для размеров в направ­

внаправлении, перпендикулярном к движению ползуна пресса; верхнее отклонение (плюс) не должно превышать удвоенной, а нижнее отклонение (минус) одинарной величины отклонений размера до чеканки.

Уместно отметить, что при штамповке на кривошипных прессах

всвязи с отсутствием ударов при работе, и, следовательно, меньшей вероятностью расстройства крепления штампов и направления пол­ зуна, а также в связи с лучшим направлением и фиксированным нижним положением верхнего штампа недоштамповка возможна только на величину упругих деформаций системы пресс-штамп.

При литье в металлические формы допуски отливок могут быть определены по формулам:

На размеры, перпендикулярные к плоскости разъема формы,

где В" — допуск на размер, параллельный плоскости разъема формы;

И"ф — допускаемый износ формы, включая допуск на горизон­ тальные размеры оформляющих элементов формы;

Кус — колебание величины усадки литейного сплава.

При литье в земляные формы на допуски по размерам литых заготовок оказывают влияние точность изготовления моделей и стерж­ невых ящиков, поднятие верхней опоки гидростатическим давлением жидкого металла, износ моделей и стержневых ящиков, колебание величины усадки литейного сплава, деформации земляной формы при извлечении модели и заливке жидкого металла.

Допускаемые отклонения на размеры отливок из серого чугуна и фасонных стальных отливок установлены соответственно ГОСТами 1855-55 и 2009-55.

Д. Пространственные отклонения взаимосвязанных элементов заготовок и деталей машин

Пространственные отклонения у заготовок и деталей машин не связаны с допуском на выдерживаемый размер, а имеют самосто­ ятельное значение и оговариваются на чертежах особо.

Основными причинами, вызывающими пространственные откло­ нения, являются; а) остаточные деформации заготовок и готовых деталей машин; б) геометрические погрешности станков, на которых производится обработка заготовок; в) штамповочные и формовочные уклоны; г) смещение штампов и опок.

Остаточные деформации получаются главным образом в резуль­ тате внутренних напряжений, возникающих при неравномерном остывании черных заготовок и при термообработке, когда неравно­ мерность нагрева и охлаждения деталей приводит к образованию термических напряжений, а неравномерность структурных превра­ щений во времени и по сечению данной детали вызывает структурные напряжения. Остаточные деформации получаются также в результате перераспределения внутренних напряжений, вызываемого удалением слоя заготовки приобработкеснятием стружки, особенно при черновых операциях. Для уравновешивания внутренних напряжений прибе­ гают к так называемому вылеживанию деталей между черновой и чистовой ее обработкой, т. е. к естественному старению. Так как процесс естественного старения протекает весьма медленно, то его заменяют искусственным старением, которое заключается в соответ­ ствующей термической обработке заготовки.

Деформации под влиянием перераспределения внутренних напря­ жений при чистовой обработке деталей, подвергавшихся старению, ничтожно малы и ими без ущерба для точности расчета можно пре­ небречь.

Пространственные отклонения черных заготовок закономерно уменьшаются при обработке в условиях упругой системы станок — заготовка — инструмент; они достаточно ощутимы после черновой обработки и становятся ничтожно малыми после чистовой обработки.

Таким образом, пространственные отклонения в результате деформаций и закономерного уменьшения погрешностей при каждом выполняемом переходе следует учитывать:

1)у черных заготовок (под первый технологический переход обработки резанием);

2)после черновой и получистовой обработки лезвийным инстру­

ментом (под последующий технологический переход); 3) после термической обработки, если даже перед термообработ­

кой деформация не возникла.

Следует, однако, иметь в виду, что нежесткие детали машин дефор­ мируются даже после окончательной обработки.

Пространственные отклонения, вызываемые геометрическими погрешностями станка, могут встречаться не только на черновых, но также и на всех последующих операциях до конечной стадии обработки.

Качественная и количественная характеристики пространствен­ ных отклонений зависят в основном от конфигурации и размерных соотношений заготовок и деталей. С методической точки зрения можно ограничиться рассмотрением двух основных групп деталей машин, общих для различных отраслей машиностроения.

Первая группа — детали вращения, ограниченные наружными, внутренними и торцовыми поверхностями вращения.

Вторая группа — плоскостные детали, характеризующим приз­ наком которых являются плоские сборочные базы и основные отвер­ стия; обычно эти детали имеют крепежные отверстия, оси которых перпендикулярны основным плоскостям детали.

Переходим к качественной характеристике пространственных отклонений *.

П е р в а я г р у п п а д е т а л е й

Наиболее характерными представителями этой группы деталей являются валы, которым присущи следующие пространственные

ностей валов с фланцами и буртами — отклонение от перпендикуляр­

где 1К— расстояние от сечения, для которого определяется кривизна, до опоры; при этом lK< L.

Отклонение от соосности ступеней черной заготовки, возникаю­ щее в результате погрешностей ковки, штамповки или литья, значи­ тельно уменьшается после черновой обработки и практически почти ликвидируется после чистовой обработки.

Неперпендикулярность торцовых поверхностей к оси вала у чер­ ных заготовок является следствием штамповочных уклонов (или скоса отруба при свободной ковке). Эта погрешность закономерно умень­ шается при последующей обработке. Однако при отрезке заготовок и обработке торцов на металлорежущих станках это пространственное отклонение возникает в результате неперпендикулярности движения подачи к оси вращения заготовки; в частности, например, по нормам точности станков, вышедших из ремонта, допускается неперпенди­ кулярность направляющих суппорта к оси вращения шпинделя на радиусе 300 мм (допускается только вогнутость) до 0,03 мм, что может дать отклонение от перпендикулярности подрезаемого илиобтачиваемого торца 0,1 мк на 1 мм радиуса торцовой поверхности. При подрезке торцов ступеней с небольшим перепадом их диаметров неперпендикулярностью торцов (как уже указывалось) можно пре­ небречь.

Увод оси отверстия от оси заготовки происходит в результате неперпендикулярности направления подачи сверла к входной поверх­ ности (к торцу вала) вследствие погрешностей во взаимном положении элементов станка или неперпендикулярности торца к оси вала; неравенства радиальных сил резания вследствие различной длины режущих кромок сверла в металле при врезании (вследствие непра­ вильной заточки сверла или в связи с неперпендикулярностью направления подачи сверла к входной поверхности); упругих отжа­ той узлов станка под действием осевых сил резания. Увод оси умень­ шается с увеличением диаметра отверстия.

Другим деталям первой группы присущи следующие про­ странственные отклонения:

1 Неперпендикулярность торцовых поверхностей к оси детали у черных заготовок, являющаяся следствием штамповочных и фор­ мовочных уклонов, закономерно уменьшается при последующей

геометрических погрешностей станка; при этом допускается только вогнутость. Величина отклонения от перпендикулярности (ря в мк) в этом случае определяется по формуле

Дя — удельная неперпендикулярность в мк/мм (0,1 мк на 1 мм радиуса);

R — радиус наружной поверхности заготовки в мм;

г— радиус центрального отверстия или внутренней поверх­ ности в мм.

2.Смещение и увод оси отверстия или внутренней поверхности

относительно оси наружной поверхности, имеющие место в заготов­ ках и закономерно уменьшающиеся при последующей обработке.

3. Отклонение от соосности ступеней при наличии их у обрабаты­ ваемых заготовок.

У втулок и гильз (в особенности у тонкостенных) неперпендикулярностью торцовых поверхностей в ряде случаев можно пренеб­ речь. Основным пространственным отклонением для этих деталей является эксцентричность отверстия относительно наружной поверх­ ности .

Для дисков неперпендикулярность торцовых поверхностей к. оси детали является основным пространственным отклонением вследствие развитых торцовых поверхностей. Вместе с тем решающее значение имеет смещение и увод оси отверстия, создающие эксцентричность отверстия относительно наружной поверхности и вызывающие радиальное и осевое биение детали. Для ступенчатых деталей имеет существенное значение отклонение от соосности ступеней.

В т о р а я г р у п п а д е т а л е й

Для планок, реек и других подобных деталей пространственными отклонениями являются: кривизна, встречающаяся как у черных заготовок, так и в процессе механической обработки, особенно у длинных планок и реек, в результате отклонения от прямолиней­ ности направляющих, по которым перемещается стол строгального или фрезерного станка; неперпендикулярность и вообще отклоне­ ние от заданного углового положения плоских поверхностей детали, возникающие как в процессе выполнения заготовки, так и в процессе механической обработки вследствие геометрических погрешностей станка.

У брусков также может встречаться кривизна, но влияние ее на последующую обработку снижается вследствие небольшой длины детали относительно других ее размеров. Отклонение от заданного углового положения плоских поверхностей сохраняет для брусков то же значение, что и для планок.

Для определения кривизны планок используется формула (82): Р* - bKL.

Плиты подвержены короблению, под которым понимается кри­ визна по длине и ширине заготовки; с достаточной для практических целей точностью величину коробления ркор заготовок для этих деталей можно определить по формуле

L — длина заготовки в мм.

Коробление закономерно уменьшается при последующей меха­ нической обработке. Наряду с короблением в ряде случаев имеет значение отклонение от заданного углового положения основных плоских поверхностей плит.

Укорпусов, угольников, балок пространственными отклонениями

вотношении плоских поверхностей являются их непараллельность или неперпендикулярность, как результат погрешностей во взаим­

ном положении рабочих элементов станка в процессе обработки. В отношении основных,* а также крепежных отверстий имеют место смещение и увод их осей. Эти детали деформируются в результате перераспределения внутренних напряжений, в особенности после черновой обработки, что вызывает остаточные пространственные отклонения.

§ 4. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПОГРЕШНОСТЕЙ ОБРАБОТКИ ПРИ СПОСОБЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ПОЛУЧЕНИЯ РАЗМЕРОВ

Причины, вызывающие погрешности обработки при способе индивидуального получения заданных размеров. Расчет суммарной (результативной) погрешности. Определение величин, составляющих суммарную погрешность. Причины, вызываю­ щие производственные погрешности черных заготовок, полученных свободной ков­ кой и литьем в земляные формы ручной формовки. Пространственные отклонения при обработке единичных заготовок.

Анализ факторов, вызывающих погрешности обработки при спо­ собе автоматического получения заданных размеров, может быть использован при решении вопроса о точности обработки способом индивидуального получения размеров, с учетом, однако, некоторых особенностей этого способа.

В- процессе обработки единичных заготовок способом индиви­ дуального получения заданных размеров также наблюдается зако­ номерное уменьшение погрешностей черной заготовки с каждым переходом в зависимости от режимных условий обработки и подат­ ливости технологической системы станок — заготовка — инстру­ мент. Предварительной обдиркой, которая часто применяется при способе индивидуального получения заданных размеров, значительно снижается влияние погрешностей формы и пространственных откло­ нений черной заготовки на точность; однако эти погрешности остаются еще достаточно ощутимыми при черновых и получистовых операциях обработки и должны учитываться при определении суммарной погрешности.

и учитываются при расчете суммарной погрешности так же, как при обработке способом автоматического получения размеров.

Температурные деформации элементов технологической системы станок — заготовка — инструмент могут влиять на точность выдер­ живаемого размера в связи с пробными проходами и промерами только в пределах каждого прохода режущего инструмента. При этом влияние температурных деформаций может быть в значительной степени ослаблено путем корректировки положения инструмента при температурных деформациях в тех случаях, когда они достигают значительных величин. Поэтому температурные деформации при обработке способом индивидуального получения размеров в ряде случаев можно не учитывать.

Погрешность выдерживаемого размера при обработке способом индивидуального получения заданных размеров может быть опре­

ДY — разность предельных отжатий упругой системы станок — заготовка — инструмент в результате нестабильности силы резания и податливости системы при данном проходе

При обработке пробными проходами относительно небольших поверхностей единичной заготовки, можно пренебречь размерным

120 Точность в машиностроении

износом инструмента и температурными деформациями; в этих слу­ чаях формула (88) принимает вид

Дй 2 (ДY + 2 дcm+ Лит­

обработка отверстий мерным инструментом в единичных заготов­ ках происходит способом автоматического получения размера, и все выводы, связанные с обработкой отверстий мерным инструмен­ том, сохраняют силу для единичных заготовок.

На погрешности формы, получившиеся в результате упругих отжатий элементов технологической системы, накладываются откло­ нения формы, возникающие вследствие геометрических погрешностей станка; например, непараллельность направляющих станины и оси шпинделя в горизонтальной плоскости дает конусность с увеличе­ нием диаметра по направлению к передней бабке и в определенной степени уменьшает погрешность формы, вследствие упругих отжа­ тий при Wn6 < W36\ при этом непараллельнрсть направляющих станины и оси шпинделя в вертикальной плоскости даст свои иска­ жения формы, а эллиптичность опорных шеек шпинделя передней бабки наложит на обработанную поверхность свою овальность. Следует иметь в виду то обстоятельство, что соответствующим сме­ щением задней бабки при настройке станка для обработки в цент­ рах можно избежать возникновения конусности.

Надо отметить высокую точность обработки, достигаемую при способе индивидуального получения заданных размеров. В частно­ сти при обтачивании тяжелых валов диаметром 800—1000 мм диамет­

Пространственные отклонения таких валов выдерживаются в пре­ делах: кривизна оси вала на 1 м длины в пределах 0,005—0,01 мм, соосность шеек валов в пределах 0,01—0,02 мм\ эксцентричность центрирующих буртиков относительно опорных шеек не больше 0,03 мм\ торцовое биение фланца на плече 1000 мм в пределах 0,025— 0,050 мм.

При обработке способом индивидуального получения заданных размеров широко пользуются установкой режущего инструмента на выдерживаемый размер по лимбу, достигая при этом высокой точности установки инструмента на рабочий проход.

Черные заготовки для обработки способом индивидуального полу­ чения заданных размеров выполняются обычно свободной ковкой или литьем в земляные формы ручной формовки.

Погрешности размеров и геометрических форм черных заготовок при свободной ковке зависят от конфигурации, размеров и веса