Автор: Чернышев Н.А.   Оробинский В.М.   Воронцова А.Н.   Палей М.М.  

Теги: формообразование со снятием стружки   молоты и прессы   разделительные операции без образования стружки, дробление и измельчение, обработка листового материала, изготовление резьбы   машиностроение  

ISBN: 5-230-03811-Х

Год: 2000

Похожие

Технологические наладки изготовления деталей и сборка в машиностроении

Технология изготовления шпинделей высокоточных станков

Металлорежущие станки инструментального производства

Основы выбора технологического процесса механической обработки

Текст
                    Н.А.Чернышев, В.М.Оробинский,
A. Н. Воронцова, М. М. Палей
АНАЛИЗ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
ДОКУМЕНТАЦИИ
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Волгоград
2000

Министерство образования Российской Федерации
Волгоградский государственный технический университет
Н. А Чернышев, В. М. Оробинский, А. И- Воронцова,
М.М. Палей
Анализ технологической документации
машиностроительного производства
Учебное пособие
Рекомендовано учебно-методическим объединением по
образованию в области автоматизированного машиностроения
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных
заведений, обучающихся по направлениям: «Технология,
оборудование и автоматизация машиностроительных производств»,
«Автоматизация и управление» и специальностям: «Технология
машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты»,
«Автоматизация технологических процессов и производств»
РПК «Политеяшк»
Волгоград
2000

УДК 621.91.002 (075.8)
Анализ технологической документации машиностроительного производ-
ства: Учеб, пособие 1Н. А. Чернышев, В. М. ОробинскиЙ, А. Н. Воронцом и
др./ВоягЛУ, Волгоград, 2000. - 96 с.
ISBN 5-230-03811-Х
Рассматривается анализ конструкторско-технологической документации
машиностроительного производства, являющийся составной частью трило-
гии учебного пособия, посвященного ряду параметров работы технологиче-
ской системы. Анализ документации производится с целью управления каче-
ством машины на сталии ее производства и служит основой для выполнения
аттестационной работы бакалавра по направлению 552900.
Может быть использовано и при дипломном проектировании по специ-
альности 1201
Приведены ряд примеров анализа параметров системы и некоторые
справочные данные, необходимые для выполнения этого анализа. Даются
ссылки на литературные источники, которые могут быть использованы сту-
дентами как при выполнении аттестационной работы, так и при дипломном
проектировании.
Ил. 29. Табл. 39. Библиогр.: 25 назв.
Рецензенты: Ю. П. Седробинцев, В. П. Усов
ISBN 5- 230-0381 1-Х
© Волгоградский государственный
технический университет. 2000

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение............................  „........................ 4
Глава 1. Особенности выполнена* заданна, носвантенного анализу
технологическом документации и машиностроительного нрожзводства
1.1. '.Эскиз объекта производства............................... 5
12..	Подготовка к анализу технологического процесса............7
1.3.	Основные принципы технологической классификации деталей...8
1.4.	Технологическая классификация деталей.....................11
1.5.	Раздел пояснительной записки, посвященный кодированию детали.... 17
Глава 2. Анализ технологичности конструкции объекта производства
2.1.	Общие понятия о технологичности конструкции изделия.......19
22.	Технологичность конструкции детали.......................  20
2.3.	Оценка обрабатываемости материала Кто......................20
2.4.	Оценка технологичности формы детали........................23
2.5.	Оценка удобства базирования заготовки.....................26
2.6.	Показатель технологичности Ктс... .......-................26
2.7.	Методика расчета показателя Кто...........................26
2.8.	Пример анализа технологичности конструкции детали.........28
Глава 3. Погрешности механической обработки заготовок
3.1.	Точность обработки заготовок деталей машин................32
32.	Базирование заготовок.....................................34
3.3.	Анализ погрешности установки..............................39
3.4.	Зависимость точности обработки от точности изготовления, размерного
износа и тепловой деформации инструмента.......	.....52
3.5.	Анализ погрешностей от упругих перемещений элементов станочно-
технологической системы..........................................56
3.6.	Анализ качества обработанной поверхности..................,62
3.7.	Примеры вычислений погрешностей обработки заготовок—......„70
Глава 4. Анализ ирвнуска на механическую обработку
4. Г Общий и операционный припуск................:..............81
4.2.	Максимальный и минимальный припуск.....................„...81
4.3.	Необходимая и достаточная величина минимального припуска..83
4.4.	Определение минимального припуска дифференциально-
аналитическим методом..........................................85
4.5.	Расчет составляющих минимального припуска.................86
4.6.	Последовательность дифференциально-аналитического расчет*
припуска.........................................................88
4.7.	Пример аналитического расчета припуска на обработку........91
Список литературы..............................................94
з

ВВЕДЕНИЕ
Настоящее учебное пособие является третьей, завершающей частью по-
собия студентам при выполнении ими аттестационной работы бага тавра по
направлению 552900 и содержит рекомендации по разработке элементов
управления качеством машины на стадии ее производства с использованием
как конструкторской, так и технологической документации.
Одним из вариантов задания на выпускаемую аттестационную работу
бакалавра может являться анализ технологической документации действую-
щего машиностроительного производства.
Приступая к анализу, исполнитель прежде всего должен подробно озна-
комиться с особенностями объекта производства, т. е. машиностроительного
изделия, для изготовления которого была спроектирована анализируемая
технологическая документация.
Это знакомство проводится целенаправленно - анализируются особен-
ности изделия. влияющие на процесс его изготовления, т. е. технологичность
конструкции изделия.
Далее студент должен проанализировать особенности технологического,
процесса изготовления этого изделия и оценить возможные погрешности,
возникающие в процессе его механической обработки.
Зятем необходимо оценить основные параметры технологического про-
цесса. К ним в первую очередь относится припуск на механическую обработ-
ку. величина которого определяет с одной стороны трудоемкость и себестои-
мость изготовления детали, а с другой - ее качество.
Расчет припуска тесно связан с анализируемым маршрутом производст-
ва, поэтому приступая к расчетам припуска, необходимо хотя бы предвари-
тельно оценить рациональность намеченного маршрута.
Величина припуска в известной степени зависит от намеченных средств
производства, от используемого оборудования и оснастки. Поэтому, если при
предварительном знакомстве с анализируемой документацией выявлено ис-
пользование явно нерационального оборудования или оснастки, то следует
обратить на это особое внимание.
Учебное пособие содержит описание методики выполнения указанных
разделов учебного задания, предлагаемая методика анализа иллюстрируется
примерами.
Пособие разработано в соответствии с государственным образователь-
ным стандартом высшего профессионального образования: «Требования к
обязательному минимуму содержания и уровня подготовки бакалавра по на-
правлению 552900», утвержденному» Госкомвузом России 15.10.93,
«Положение об итоговой государственной аттестации бакалавра».
Наряду с этим пособие может быть использовано студентами, выпол-
няющими дипломный проект или дипломную работу по специальности 1201.
4

Глава 1- ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ,
ПОСВЯЙ1ЕННОГО АНАЛИЗУ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
ДОКУМЕНТАЦИИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
1.1. Эскиз объекта производства
Приступая к анализу технологического процесса механической обработ-
ки заготовок, прежде всего следует уяснить особенности детали (деталей^
технологию изготовления которых предполагается анализировать.
Воспользовавшись всевозможными литературными материалами, сту-
дент должен составить четкое представление, в каких условиях работают де-
тали, технология изготовления которых анализируется.
Эти знания очень сжато, конспективно должны быть отражены в пояс-
нительной записке аттестационной работы. В ходе анализа неоднократно
приходится ссылаться на особенности конструкции, назначение и особенно-
сти работы детали, причем эти ссылки должны быть краткими и убедитель-
ными. Помогает это сделать эскиз детали (деталей).
Все поверхности изготавливаемой детали классифицируются, подраз-
деляясь на основные и вспомогательные. К основным поверхностям относят-
ся исполнительтпде поверхности (т. е. тс поверхности, которые позволяют де-
тали выполнять ее служебное назначение) и поверхности, используемые в
качестве основных и вспомогательных конструкторских баз [4].
При оформлении эскиза объекта производства на плакате графической
части аттестационной работы рекомендуется выделить поверхности, исполь-
зуемые в качестве технологических баз.
Помимо изображения эскиза объекта производства на плакате рекомен-
дуется иметь эскиз объекта производства и в пояснительной записке, что де-
лает более удобным ее чтение. Если объект производства - деталь особо
сложной конструкции, по согласованию с руководителем работы, может быть
принято решение ограничиться только изображением па плакате.
Эскиз детали (рис. 1.1) изображается в минимальном, но достаточном
числе проекций, разрезов, сечений и т. д. (Мы сразу условились, что изо-
бражается не чертеж детали, а эскиз объекта производства, поэтому отдель-
ные нормы ЕСКД могут нарушаться).
—- - Обрабатываемые поверхности заготовки нумеруются. (Номер поверхно-
сти проставляется на полях, и соединяется стрелкой с нумеруемой поверхно-
стью).
Эскиз объекта производства может быть несколько упрощен, однако так,
чтобы смысл конструктивных решений не был нарушен. Могут быть опуще-
ны некоторые второстепенные подробности конструкции, которые не влияют
на особенности механической обработки заготовок. (Окончательно оформить
эскиз рекомендуется после завершения основной части работы, поэтому не-

палился» ясно, какие подробности конструкции не нужны в ходе анализа
сфшпшаомыхтехножчмческхх решений).
Рис 1.1. Эскиз объекта производства (корпус)
Зато обрабатываемые в ходе реализации технологического процесса по-
верхности детали обводятся более Толстыми линиями, чтобы они сразу бро-
сались в глаза.
Эти поверхности, а также поверхности, используемые в качестве баз или
для пояснения какого-либо технического решения нумеруются, причем но-
мер поверхности ставится на полке.
Нумеруются выполняемые размеры или размеры, используемые для по-
яснения обоснованности каких-либо решений. Номер размера проставляется
в кружке, диаметром б - 8 мм, нанесенном на продолжение размерной ли-
нии.
6

12. Подготовка к анализу технологического процесса
Приступа» к анализу технологического процесса, прежде всего следует
установить, какой тип производства предполагалось организовать на участ-
ке, для которого был спроектирован анализируемый технологический про-
цесс.
При этом следует помнить, что на отдельных участках цеха тип произ-
водства может отличаться аг типа производства установленного на данном
предприятии: на заводах с явно массовым производством часто имеются уча-
стки серийного производства отдельных деталей и наоборот - в цехе с явно
серийным производством может быть организован участок с крупносерий-
ным или даже массовым производством отдельных деталей.-
Помимо этого в задании на аттестационную работу может быть специ-
ально изменен объем производства с целью сделать анализ более интерес-
ным.
В аттестационной работе тип производства устанавливается ориентиро-
вочно исходя из количества деталей, подлежащих изготовлению, и их мас-
сы.
Данные для определения типа производства приведены в табл. 1.1.
Для оценки соответствия анализируемого технологического процесса
требуемому объему и срокам изготовления продукции чрезвычайно важным
показателем является требуемый заданием такт выпуска.
ТАКТ ВЫПУСКА - интервал времени, через который периодически
производится выпуск изделий или заготовок определенного наименования.
Таблица 1.1
Ориентировочное определение тала производства [13]
Тил производства	Число изготавливаемых в год деталей одного типоразмера		
	массой более 100 кг	массой 10-100 кг	массой до 10 кг
Единичное	Др5	До 10	До 100
Мелкосерийное	5-100	10-200	100 - 500
Среднесерийное	100 - 300	200 - 500	500 - 5000
Крупносерийное	300-1000	500 - 5000	5000 - 50000
Массовое	Более 1000	Более 5000	Более 50000
Такт выпуска рассчитывается обязательно при проектировании техноло-
гических процессов поточного производства.
В аттестационной работе (для удобства оценки оптимальности анализи-
руемого процесса) рекомендуется определить такт выпуска продукции даже в
7

случае серийного не поточного производства, если в задании предусмотрен
календарный срок выпуска определенного объема продукции. В этом случае
отдельные операции анализируемого процесса будут оцениваться как обес-
печивающие выполнение производственного задания в-установленный срок
или не обеспечивающие, что требует изменения плана операции или преду-
смотрение операции-дублера.
В общем случае для поточного производства такт выпуска Tw определя-
ется ш> формуле
= 60Гд 'Т)1 N,	(1.1)
где F#~ действующий фонд времени в планируемый период; т} - коэф-
фициент, учитывающий потери времени по организационно-техническим
"Причинам (потери от переналадки и подналадки оборудования и пр.); N -
производственная программа на планируемый период.
При проектировании механических цехов машиностроительных пред-
приятий рекомендуется принимать Fp — Рд  Т] (расчетный годовой фонд
рабочего времени станочного оборудования) по данным табл. 12-
Таблица 12
Расчетный годовой фонд времени работы оборудования, ч [21]
Оборудование	Режим работы		
	одно- сменный	двух- сменный	трех- сменный
Станки массой до 10 т	2040	4060	6060
Станки массой 10-100 т	2000	3985	5945
Станки с ПУ массой до 10 т	-	3890	5775
Станки массой 10 - 100 т	-	3810	5650
Агрегатные станки	-	4025	5990
Гибкие производственные модули, роботизированные комплексы: массой до Ют массой 10— 100 т		-	5970 5710
1.3. Основные принципы технологической классификации деталей [22]
Конструкторско-технологическое подобие деталей определяется сово-
купностью признаков.
При классификации деталей по конструктивным характеристикам берут
за основу следующие основные признаки: геометрическую форму; функцио-
8

вальяыс, параметрические, конструктивные признаки, служебное назначе-
ние, наименование.
В соответствии с ЕСКДна все детали машиностроения и приборострое-
ния установлены шесть классов: 71; 72; 73; 74; 75; 76.
Основным признаком деления (кроме класса 76) является геометриче-
ская форма. Классы деталей содержат следующую номенклатуру.
класс 71 - тела вращения типа колец, дисков, шкивов, блоков, стержней,
втулок, стаканов, колонок, валов, штоков и др.
В этом классе классифицируются детали - тала вращения, которые де-
лятся на три диапазона по соотношению длины детали L к наибольшему на-
ружному диаметру D: L S 0,5 D; с 0,5 L < 2D и L > 2D.
Параметрический признак, характеризующий отношение L/D позволяет
детали типа дисков, колец, фланцев, шкивов отделить от деталей типа вту-
лок, стаканов, пальцев и деталей типа валов, шпинделей, осей, штоков и т. п.;
класс 72 - тела вращения с элементами зубчатого зацепления; трубы,
штанги, сегменты и т. п.; изогнутые из листов, полос и лент. аэрогидроднна-
мтгчоскнс, корпусные, опорные; емкостные; подшипники;
класс 73 - не тела вращения: корпусные, опорные, емкостные;
класс 74 - не тела вращения: плоскостные, рычажные, грузовые, тяго-
вые, аэрогидродинамические; изогнутые из листов, долею, лент, профильные
и т. п:
класс 75 - тела вращения и (или) не тела вращения: кулачковые, кар-
данные с элементами зацепления; арматура; санитарно-технические, пру-
жинные, ручки, крепежные и др.;
класс 76 - детали технологической оснастки, выполняющие самостоя-
тельные функции (сверла, метчики, пластины режущие, матрицы, пуансоны
и т. д.).
Представители деталей данных классов приведены на рис. 12.
Технологическая классификация деталей машиностроения и приборо-
строения при неизменных основных принципах ее построения охватывает
детали всех отраслей промышленности основного и вспомогательного произ-
водства и являются тимическим продолжением и дополнением перечислен-
ных выше классов деталей классификатора ЕСКД.

Класс 73
Рис. 12. Представители классов деталей
ю

' 1.4. Технологическая ютассификация деталей
В основу технологической классификации положены следующие основ-
ные признаки: размерная характеристика, группа материалов, вид деталей по
технологическому методу изготовления, вид исходной заготовки, квалитет,
параметр шероховатости, технологические требования, характеристика тер-
мической обработки, наличие покрытия (толщина покрытия, поверхность
покрытия, площадь формирования, дополнительная характеристика), харак-
теристика массы и др.
Технологический классификатор составлен по целому ряду видов дета-
лей по методу изготовления, кодированных в следующем порядке: 1 - дета-
ли. изготовляемые литьем; 2 ~ детали, изготовляемые ковкой и объемной
штамповкой: 3 - детали, получаемые листовой штамповкой; 4 - детали, об-
рабатываемые резанием; 5 - детали, подвергаемые термической обработке;
6 - детали, изготавливаемые формообразованием из полимерных материалов
и резины; 7 - дет али с покрытием; 8 -- детали, подвергаемые электро-
физико-химической обработке; 9 - детали, изготавливаемые порошковой ме-
таллургией.
Коды деталей по технологическому классификатору вместе с кодами де-
талей по классификатору ЕСКД являются исходной информацией, которая
используется предприятиями иа стадиях конструкторской и технологической
подготовки производства.
Технологический код [24] состоит из двух частей (рис. 1.3):
постоянная часть из шести знаков - кодов классификационных группи-
ровок основных признаков (рис. 1.4 );
переменная часть из восьми знаков - кодовое обозначение класси-
фикационных группировок признаков, характеризующих вид детали по тех-
нологическому методу ее изготовления (рис. 1.5). На схемах цифры 1, 2 и
так далее обозначают номера позиций технологического кода. Структура пе-
ременной части технологического кода определяется последней цифрой по-
стоянной части. Далее рассматривается переменная часть, следующая за
цифрой «6» (детали, обрабатываемые резанием).
1 2 3 4 56	7 8 9 10 11 12 13 14
хххххх	ххх X X X х х
Код классификационных группировок
основных признаков (постоянная часть)
Код классификационных группировок признаков,
характеризующих вид детали по технологическому
методу изготовления (переменная часть)
Рис. 1.3. Структура технологического кода детали
П

Размерная характеристика
Группа материала
123	45	6
Вил детали по технологическому методу изготовления
Квалитст
Рис. 1.4. Структура постоянной части технологического кода
Вид исходной заготовки
Параметр шероховатости или отклонения
формы н расположения поверхностей
Степень точности
Вид дополнительной обработки
Характеристика массы
Рис. 1.5. Структура переменной части технологического кода деталей,
обрабатываемых резанием
Пример 1.1
В качестве примера рассмотрим структуру кода шлицевого вала
(рис. 1.6), составленного по технологическому классификатору деталей ма-
шиностроения и приборостроения [22].
Шлицевой вал относится к деталям класса 71 (тела вращения). Так как у
этого вала отношение длины L к диаметру D более двух, а наружная его по-
верхность цилиндрическая, вал относится к 5-му подклассу (715000). По-
скольку наружная цилиндрическая ступенчатая двухсторонняя поверхность
не имеет закрытых уступов и резьбу, вал входит в 4~ю группу (715400).
Шлицевой вал имеет центральное глухое отверстие, а потому относится ко
2-й подгруппе (715420), и, наконец, если шлицевой вал не имеет отверстий,
расположенных вне его оси, он включается в 3-й вид (715423). Таким обра-
зом сформирован шестизначный код его конструкторской классификацион-
ной характеристики - 715423.
12

#fZ5H14
42...*SM?Ca
Сталь AS Г0С7Ю50
Масса - A,3 кг
£ Рис. 1.6. Объект производства
Первые три знака постоянной части технологического кода определяют
размерную характеристику детали. При нз кодируемых размерах шлицевого
вала - наружный диаметр 50 мм, длина 280 мм и наибольший диаметр цен-
трового отверстия 12,5 мм [22, табл. 4.1],буквенно-цифровой код размерной
характеристики 8ИЗ.
13

Шлицевой мл изготовлен из стали 45. [22, табл. 4.4] детали присваи-
вают код 01. Шестой знак постоянной части технологического кода опреде-
ляет «Вид детали по технологическому методу изготовления» - шлицевой
вал обрабатывают резанием, ему присваивают [22, табл. 4.5] код «4» и соот-
ветственно далее переменную часть технологического кода устанавливают по
данным 4-го раздела ТКД: «Технологическая классификация деталей, обра-
батываемых резанием». Сформированная таким образом постоянная часть
технологического кода детали «Шлицевой вал» (рис. 1.6) имеет код 8И3044.
Код детали назначают по признаку «Вид исходной заготовки [22. табл.
4.2] (или по табл. 1.3); так как эти валы изготавливаются из некалиброванно-
го прутка круглого сечения, исходной заготовке присваивают код 31.
Как следует из чертежа вала, показанного на рис. 1.6 наивысшей точно-
стью обработки наружных поверхностей является квалитет 6, а внутренних
поверхностей - квалитет 14, соответственно [22, табл. 4.3] (табл. 1.3) назна-
чают код 41.
Параметр шероховатости или отклонения формы и расположения по-
верхностей кодируют одним знаком (на рис. 1.5; 11-я позиция). Наименьшее
значение Ra 0,25 мкм, соответственно [22, табл. 4.4] (табл. 13) выбирают
код 5. Так как на чертеже вала задано радиальное биение одной из шеек, а
требования к отклонениям от плоскостности, прямолинейности, цилиндрич-
ности, круглости и от профиля продольного сечения не предъявляются, дета-
ли присваивают код 8 [22, табл. 4.5] или по (табл. 1.3). Следовательно, тех-
нологический код будет 5 или 8.
Какой символ присвоить данной детали технолог решает, сопоставляя
сложность получения заданной шероховатости или точности расположения
поверхностей. Учитывая особенности производства на участке, где предпо-
лагается обрабатывать заготовку, принимается решение закодировать деталь
но точности расположения поверхностей - код 8.
Исходя из этого решения определяется и 12-я позиция кода. Допуск ра-
диального биения 0.02 мм на диаметре 50 мм относится к 6-й степени точно-
сти; назначают код 4 [22, табл. 4.6] (табл. 1.3). (Если бы за определяющий
признак взять шероховатость поверхности, то на этой позиции кода был бы
проставлен 0). Переменную часть технологического кода завершает признак
«Вид дополнительной обработки» (рис. 1.5 поз. 13). В анализируемом случае
предусмотрена термическая обработка вала и не нужны какие-либо покры-
тия: соответственно [22, табл. 4.7] (табл. 13) назнвчают код 4.
Последним (рис. 1.5 поз. 14) кодируют «Характеристику массы», масса
шлицевого вала 4.3 кг, буквенный код ТКД назначают [22, табл. 4.8] При-
сваивают код Г (табл. 13).
Таким образом, переменная часть технологического кода детали «Вал
шлицевой» сформирована в виде 3141844Г. Полный технологический код
этой детали - 8И3044.3141844Г.
)4

Таблица 1.3
Данные для формирования переменной части технологического
кода (обработка резанием) (24]
Код 1	Вид заготовки			
Признак 1.				
10	Заготовка, полученная литьем			
>1 12 13 14 15 16 17	• II 19	Липе	в песчаную форму в форму № жидких самопержющих смесей в песчаную форму, кзготовлсмную под высоким давлением в металлическую форму центробежным методом в оболочковую форму по выплавляемым моделям штамповкой жидкого металла под давлением		
20	Заготовка, полученная обработкой детали давлением			
21 22 23	Ковка	на молотах на прессе радиальным обжатием		
24 25 26	Штамповка	объемна!		нскалиброванмая калиброванная
		лктош		
28	Прессованная штучная заготовка			
29	Заготовка, получаемая специальными методами давления (взрывом, в вакууме и др.)			
30	П			ругок, проволока
31 32 33 34	Пруток	круглый		некалиброванный Калиброванный
		шестигранный н квадратами		некалиброванный калиброванный
35 36	Проволока	Круглая фасоним		
40	Лист, плита, полоса, лента			
41 42	Лист, плита	гладкие волнистые, рифленые, проссчно-штяжныс и др.		
43 44	Полоса, липа	прямоугольная фасонная		
50	Труба			
51 52 53 54 55 56 57		Труба 1	постоян- ного се- чеки	крутлаа	1 некнМбровжная 1 калиброванная	
			прямоугольная плавниковая, ребристая афомс круглой и прямоугольной кроне плавниковой  ребристой	
			переменного сечения	
13

Продолжение табл. 13
Код	Вид заготовки
60	Фасонный и специальный профиль
161	Фасонный профиль: узловой, швеллерный, тавровый, зетовый, рельсовый
65 66 67	Слецналь- постопзный
	иый	периода- j круглого поперечного ссчснш профиль ческий ...| некрузлого поперечного сечснив
Признак!	
Код	Квалмтет	I
1	17. 16. 15.14	1
2	13.12
3	И, 10. 9
4	8, 7, 6, 5
*5	4, 3, 2	.	.
6	1, 0, 01
Признак 3
i Код	Параметр шероховатости			
	Ra, мкм		Rz, мкм	
1 2 3 4 5 6	Свыше 80 « 10 до 80 « 2,5 « 10 « 0,32 «. 2,5 « 0,02 « 0,32 « 0,008« 0.02		Свыше 320 « 40 до 320 «10	«40 «1,6 « 10 «0,1	« 1,6 « 0,032 « 0,1	
Отклонение формы н расположения поверхности				
• Код	Отклонения от			
	плоскост- ности и прямоли- нейности	цнлиндричностн. кругло- сти и профиля продольно- го сечевдя	параллельности, перпендикуляр- ное™, наклона, торцового биения и полного торно- вогобнения	соосности, сим- метричности и пе- ресечения осей, радиального бие- ния и полного ра- диального биения
0	-	-		-
1	4			
2			-1		
3	+			
4	—	-	+	
5	+			
6		4		
7				
8		-		+
9	у			
А				
Б	+			
В	—	-	4 	
Г	+			
д		4		
Е	-1			
16

Продолжение табл. 1.3
Признак 4						
Степень точности						
Код 1 '	Степень точности на допуски формы и расположения ноперхиостей					
	Свыше 16					
2	16. 15, 14, 13					
3	12,11,10,9					
4	8, 7,6					
5	5, 4, 3. 2,1					
6	До!					
Признак 5						
Вид дополнительной обработки						
Код	Технологическая обработка					Покрытие
О1 1	Без термической обработки					Без покрытия С покрытием
2 3 4 5 6 7	С термической обработкой до ши между операциями обработки резанием			HRC,	До 40 40-53,5 Св. 53,5	Без покрытия С покрытием Без покрытия С покрытием Без покрыла С покрытием
м О	С термической обработкой после обработки резанием					Без покрытия С покрытием
Признак 6						
Характеристика - массы						
Код		Масса, кг	Код		Масса, кг	
1		Др 0,003	Ж		Свыше 25 до 40	
2		Свыше 0.003 до 0,006	И		« 40 « 63	
3		« 0,006 « 0,012	К		« 63 « 100	
4		« 0,012 « 0,025	Л		«100 «160	
5		« 025 « 0,05	м		«160 «250	
6		« 0,05 « 0,1	н		« 250 « 400	
7		« 0,1	« 0,2	П		« '400 «630	
а		« 0,2	« 0,5	р		« 630 « 1000	
9		« 0,5 « 1,0	с		« 1000 « 1600	
А		« 1,0	« 1,6	т		« 1600 « 2500	
Б		« 1,6	« 2.5	У		« 2500 « 5000	
В		«2,5	« 4,0	ф		« 5000 « 10000	
Г		«4	«10	ц		«10000 « 20000	
Д		«10	«16	ш		«20000	
Е		«16	«25				
1.5. Раздел пояснительной записки, посвященный
кодированию детали
При выполнении аттестационной работы бакалавре кафедре технологии
машиностроения ВолгГТУ предлагает составить переменную часть техноло-
12

гического кода детали, технологический гфоцосс которой анализируется. Ес-
ли на базовом предприятии деталь уже была закодирована конструкторско-
технологическим кодом, то студенту предлагается обратная задача: расшиф-
ровать переменную часть кода и составить таблицу результатов анализа, в
которой указывается какие технологические мероприятия требуется осущест-
влять, чтобы обеспечить обработку заготовки, соответствующую закодиро-
ванной информации.
Пример1Л
Анализ переменной части технологического кода детали «Шлицевой
вал» 8И3044.3141844Г.
РЕШЕНИЕ. Исходя из последней цифры постоянной части технологи-
ческого кода «4», заготовка детали обрабатывается резанием, причем этим
способом формируются всё требования чертежа
Результаты анализа переменной части технологического кода показаны
в табл. 1.4(24].
Таблица 1.4
Пози- ция	Кад	Смысловое значение кодя	Атлиз значения характеристики
7,8	31	Исходно заготовка летала-, пруток крутзкяо сечения некалиброванный (горячекатаный)	Вся наружная поверхность летали повергаете» обработке резанием в центрах. Технологический процесс при изготовлении детали из. прутка должен содержать опсращтю от- резки с последующей подрезкой и зацентровкой
9	4	Няивигтм точность размеров на- ружных поверхностей соответству- ет палитетэм 6,7,8	Точность наружных поверхностей по указанным квалитетам эконо- мически выгодао получить шдафо- ваняем
10	1	Наивысшая точность внутренних поверхностей соответствует 13, 14 квалитетам	Точность поверхности центрально- го отверстия указанных квалитетов может быть достигнута сверлением
11	8	Наибольшие трудности вызывает устранение родильного - бнения. Допускается радиальное биение по 6-й степени тошости	Наличие жестких требований по радиальному биению требует вести обработку всех поверхностей за одинустанов
13	4	Окончательно обработанная деталь должна иметь твердость 40—46 HRC». Деталь не подвергается по- крытию	Требуется ввести операцию терми- ческой обработки после которой обработку следует вести абразив- ным инструментом. Деталь не под- лежит отправке на участок гальва- нопокрытий или окраски
14	Г	Масса детали 4 -10 кг	Заготовка для перемещения не тре- бует специальных подъемных уст- ройств
г« *

Глава 2. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ
ОБЪЕКТА ПРОИЗВОДСТВА
2.1.	Общие понятия о технологичности конструкции изделия [14]
I Технологичность конструкции изделия (ТКИ) рассматривается как сово-
купность свойств конструкции изделия, определяющих се приспособленность
к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремон-
те для заданных показателей качества, объема выпуска и условий вылолне-
ниярвбот (ГОСТ 14.205-83).Л,
ГИз приведенного определения следует, что ТКИ - понятие относитель-
ное. Технологичность одного и того же изделия в зависимости от того произ-
водства, где оно изготавливается, и от конкретных производственных усло-
вий может быть различно^Напримср, металлические отливки могут быть из-
готовлены литьем в кокиль или в песчано-глинистые формы. Технологиче-
ские параметры этих отливок различны. Какую из них можно считать техно-
логичной?
В крупносерийном и массовом производстве технологичны будут отлив-
ки, изготовленные литьем в кокиль, так как трудоемкость и себестоимость
изготовления деталей из этих отливок значительно ниже, чем из отливок, по-
лученных с использованием песчано-глинистых форм. В свою очередь, по-
следние будут технологичны в мелкосерийном и единичном производстве
(так как изготовление кокиля дорого и не ппрявдыпяггг-я при малом объеме
производства).
Основная задача обеспечения ТКИ заключается в достижении опти-
мальных трудовых, материальных и топливно-энергетических затрат на про-
ектирование, подготовку производства, изготовление, монтаж вне предпри-
ятия-изготовителя, технологическое обслуживание, техническое обслужива-
ние и ремонт при обеспечении прочих заданных показателей качества изде-
лия в принятых условиях проведения работ.
Различают производственную, эксплуатационною и ремонтную техноло-
гичность.
: Производственная ТКИ заключается в сокращении средств и времени на
конструкторскую подготовку производства, технологическую подготовку
производства, процессы изготовления, в том числе контроля и испытаний,
монтаж вне предприятия-изготовителя.
Эксплуатационная ТКМ заключается в сокращении средств и времени
на подготовку к использованию по назначению, технологическое и техниче-
ское обслуживание, текущий ремонт, утилизацию.
Ремонтная технологичность заключается в сокращении средств и време-
ни на все виды ремонта.
Главные факторы, определяющие требования ТКИ, следующие:
»

вид изделия; характеризующий главные конструктивные и технологиче-
ские признаки, обслуживающие основные требования к ТКИ, объем выпуска
и тип производства, определяющие степень технологического оснащения,
механизации и автоматизации технологических процессов и специализацию
всего производства.
По ГОСТ 14.201-83 обеспечение ТКИ является функцией подготовки
производства, предусматривающей взаимосвязанное решение конструктор-
ских я технологических задач, направленных на повышение производитель-
ности труда, достижение оптимальных трудовых и материальных затрат и
сокращение времени на производство, в том числе монтаж вне предприятия-
изготовителя, технологическое обслуживание и ремонт изделия.
2.2.	Технологичность конструкции детали
При выполнении аттестационной работы глубокий и всесторонний ана-
лиз технологичности объекта производства заменяется обзором всех основ-
ных особенностей конструкции дсгали, технологический процесс изготовле-
ния которой анализируется, основанном на накопленном опыте производст-
ва, который воплощается созданием ряда рекомендаций, направленных иа
повышение технологичносткко^'пукодидет^лгь г/.
При выполнеши аттеотшснстшшработыртщд Технолотичгюстью конст-
рукции гад^Зумева^Лйгюценка ее особенностей, позволяющих вести обра-
ботку наиболее простым способом и с наибольшей производительностью^
Приведенное определение понятия о технологичности конструкции немного
условно, н количественная оценка технологичности требует всестороннего
изучения процесса изготовления детали и ее повеления в процессе эксплуа-
тации. При выполнении аттестационной работы оценим технологичность уп-
рощенно и в определенной степени - условно.
^Объект производства анализируется по пяти признакам: обрабатывае-
мость материала при механической обработке; рациональность геометриче-
ской формы детали с точки зрения механической обработки; наличие у дета-
ли поверхностей, которые удобно использовать в качестве технологических
баз; возможность использования при обработке заготовки режущих инстру-
ментов стандартных размеров и формы; соответствие точности размеров и
шероховатости поверхностей, принятых за измерительные базьЦ Расчет соот-
ветствующих численных показателей производится несколько условно по ме-
тодике, принятой на кафедре.
2.3.	Оценка обрабатываемости материала Кто
В качестве численного показателя технологичности принят поправоч-
ный коэффициент Kmv на скорость резания в зависимости от свойств обра-
зе

батываемого материала, приведенный в справочнике [21], а при обработке
заготовки абразивным инструментом - групповой коэффициент обрабаты-
ваемости, приведенный а книге [11].
Поправочный коэффициент на скорость резания показывает величину
изменения скорости резания (следовательно, и производительности обработ-
ки), при изменении-свойств материала заготовки относительно материала,
обрабатываемость которого принята за единицу при всех остальных неиз-
менных параметрах процесса.
Так как справочник [21] предлагает вычислять коэффициент Кщу в за-
висимости от способа обработки заготовки, при использовании этого коэф-
фициента для оценки технологичности приходится использовать «удельный
вес» вида обработки. На основании сказанного принимается следующая ме-
тодика расчета показателя технологичности Кто-
Все переходы технологического процесса механической обработки заго-
товки условно делятся на четыре группы: обработка резцами (к этому виду
относится обточка, расточка^ отрезка заготовок резцом, выточка канавок, на-
резка резьбы резцами и гребенками, строгание плоскостей резцом, строгание
зубчатых венцов, долбление, протягивание); обработка сверлами (включает
сверление, зенкерование, развертывание, нврезание резьбы метчиками и
плашками); фрезерование (включает фрезерование плоскостей, отрезку заго-
товок пилами, фрезерование фасонных поверхностей, включая зубчатые вен-
цы и шлицы; фрезерование резьбы) и абразивная обработка (включает все
виды шлифования, хонингование, суперфиннш и доводку).
Для каждого вида обработки по табл. 2.1 подсчитываются коэффициент
Kmv, при этом используются формулы:
Км1г = K^750/q)" при обработке сталей;
Км? = (190/НВ)* при обработке серого чугуна;
Кму = (150/НВ)” при обработке ковкого чугуна.
Для ряда специальных материалов и для шлифования коэффициент Кму
приводится в табл. 2,2; 2.3; 2,4.
Подсчитывается норма основного технологического времени по всем пе-
реходам анализируемого технологического процесса по видам обработки:
суммарное основное время .токарной обработки - LTqt, сверлильной обра-
ботки - LToc, фрезерной обработки - ЕТоф и абразивной обработки - ЕТол-
Все эти составляющие складываются в суммарное время По-
Подсчитывают значения коэффициентов для точения Kmvt. сверления
Kmvc, фрезерования Kmvo и шлифования Kmva-
Kto~(Kmvt ‘ЕГот+Kmvv '^Ьс^Кмуф-^ГоФ^Кып -ЕГ(м)/£Го.	(2.1)
21

Обрабатываемость металлов резанием [21]
Таблица 2.1
Матерная заготовки	К			Показатель п вря работе				
	Быстро -режу- ще	Твер- ды» сплав	резцами		сверлами, зенкерами, раз- вертками		фрезами	
	сталь		Быегрв- наш ст**	Таер лый сплав	Быстра ражу- ЙШ стала	Тпер яый «плав	l*W- ам eta*	Твер- Д1Л сплав
Сталь: углерод* тм Cs0,6 Ъ о*, МПа: <450 450-650 свыше 550	1,0 1,0 1,0	1.0 1,0 1,0	-1,0 1,75 1,75	1.0 1,0 1,0	-Д9 -0,9 0,9	1,0 1,0 1,0	-0,9 -0,9 0,9	1.0 1,0 1,0
повышенной об- рабатываемости резанием, хроми- стая	0,85	0,95	1,75	1,0	0,9	1,0	1.45	1,0
углеродистая 00,6 % хромони- келевая, хромомо- яибденовая, хромо- марганцовистая	0,8	0,9	1,5	1,0	0,9	1,0	1,35	1,0
хроысжремни- стая, хромокрем- ^®мдрпип|овдати, хромоникелыго- либденовая, хро- медяодабдено- алюминиевая	0,7	0,8	1.25	1,0	0,9	1,0	1.0	1.0
хроыованадис- ш	 0,85	0,8	1,25	1,0	0,9	1,0	1.0	1,0
марганцовистая	0,75	0,9	1,5	1,0	0,9	1.0	1.0	1,0
хромоииксль- вольфрамоы!, лроиомолибдсно- М1	0,8	0,85	1,25	1,0	0,9	1,0	1.0	1,0
хромоалюми- нисвая	0,75	0,8	1,25	1,0	0,9	1,0	1,0	1.0
хромоннкель- ванадиевая	0,75	0,85	1,25	1,0	0.9	1,0	1,0	1.0
бЫСТрОрСЖУЩМ	0,6	0,7	1,25	1,0	0,9	1,0	1,0	1,0
Чугун: серый копий			1,7 - 1.7	1,25 1,25	13 1,3 _	1,3 АЗ	0,95 0,85	1.25 1,25
22

Таблица 22
Обрабатываемость жаропрочных, коррозионно-стойких сталей
и сплавов резанием [21]
Марка стали или сплава	Kmv	Марка стали или сплава	Kiev	Марка стали млн сплава	Кху
12Х18Н9Т	1,0	31Х19Н9МВБТ	0,4	ХН155ВМТКЮ	0,25
13Х11Н2В2МФ	0,55	15Х18Н120АТЮ	0,5	ХН65ВМТЮ -	0,2
14X17Н2	0,85	ХН18Т	0,75	ХН35ВТЮ	0,22
13Х14НЗВ2ФР	0,45	ХН75МВТЮ	0,53	ВТЗ-1, втз	0,4
37Х12Н8Г8МФБ	0,83	ХН60ВТ	0,48	ВТ5.ВТ;	0,7
45Х14Н14В2М	1,06	Х1Г77ПО	0.4	ВТ6, ВТ8	0,35
10Х11Н20ТЗРР	0,85	ХН77ТЮР	0,26	ВТ14	0,5
12Х21Н5Т	0,65	ХН35ВТ	0,5	12X13	1,35
20Х23Н18	0,8	ХН70ВМТЮ	0,25	30X13,40X13	1,1
Таблица 2.3
Обрабатываемость медных и алюминиевых сплавов [21]
Медные сплавы	Kmv	Алюминиевые сплавы	Kmv
Гетерогенные: НВ > 140 НВ = 100-140	0,7 1,0	Силумин н литейгые оииы (закаленные) с, = 200- . 300 МПа, НВ >60	0,8
Свинцовистые при основной гете- рогенной структуре	1,7	Силумин и литейные сплавы, а,-100-200 МПа, НВ s 65. Дюриюмший, оа = 300 - 400 МПа, НВ S 100	1.0
Гомогенные	2.0		
< 10 % свинца при основной гомо- генной структуре	4Д>	Дюралюминий о. = 200 - 300 МПа	1,2
Медь	8,0		
Сплавы с содержанием свинца >15%	12,0		
2.4.	Оценка технологичности формы детали
Для оценки технологичности конструкции детали подсчитывается коэф-
фициент Ктф- Для подсчета коэффициента используется эскиз объекта произ-
водства. Оценивается технологичность всех обрабатываемых поверхностей.
Оценка технологичности производится с использованием табл. 2.5. Если по-
верхность по форме признается технологичной, то она исключается из даль-
нейшего анализа. Поверхности, отнесенные к нетехнологичным, оцениваются
коэффициентом по таблице. Определяется среднее значение Ктф по всем по-
верхностям, признанным нетехнологичными:
23

Lj T& •
П t
(22)
Таблица 2.4
Обрабатываемость металлов шлифованием (11)
Металл	Kmv
Стали конструкционные, углеродистые м легированные хромом, марганцем, никелем, Инструментальные углеродистые стали (20, 40, 45, 50Г. 65Г, 15Х, 20Х, 40Х, 40Н, 12ХНЗН, 12Х2Н4А, 20ХНЗА, 20ХП1Р, У7А, У8Н, УI0A, У12А и близкие к ним)	1.0
Стали, легированные вольфрамом, титаном, кремнием, молибде- ном (ЗЗХГСА, ЗЗХМЮА, ЗОХГС, 18ХНВА. ЗОХГГ, 18ХГТ, 12ХМФ, 20ХМ, ЗОХМ, 34XHIM. 40X1 IB А, 34ХНЗМФ, 15X1 Ml Ф, ХВГ, 50ХФА, 111X15 и близкие к ним)	0,85
Стали жаропрочные и нержавеющие (1Х12В2МФ, 15Х12ВМФ, 15ХМФКР, 2X13, 3X13, 4X13, Х17Н2, Х23Н13, IX23H18, Х25Н20С2. Х20Н80, 30Х14А, Х15Н60, 45Х17МФ5 и близкие к ним)	0,45
Стали жаропрочные и нержавеющие, содержащие тиган, быстро- режущие, инструментальные (1Х18Н9Т,	1Х18Н10Т, Х12Н20ТЗР, 4Х12Н8,8МФБ, Р18, Р9, Р6М5 и близкие к ним)	0,15
Чугуны и бронзы (СЧ12, СЧ15, СЧ18, СЧ24, ОЦС 10-2, ОЦС 6-6- 3, АЖ9-4 и близкие к ним)	1,6
Таблица 2.5
Оценка технологичности формы поверхности
Признак оценка
Сокращение
площади обра-
ботки
Нетехнололгою
Ктф
oj
Технологично
Кт»=1,0

А
Открытость об-
рабатываемых
поверхностей
24

Продолжение табл. 2.5
Признак оценки
Нетехнологичво
Технологично
Обрабатываемые
поверхности ле-
жат в одной
плоскости
0.8
При обработке
соосных отвер-
стий наиболее
точное - сквозное
Шлицевое отвер-
стие___________
Наличие обраба-
тываемых выто-
чек
0.6
0.6
Сквозное
Возможность нормального вре- зания и выхода инструмента		0,7	
			
Нет глухих резь- бовых отверстий с резьбой на всю глубину отвер- стия		0.8	
			
Наличие отвер- стий, наклонных к базовой плоско- сти		0.5	
			
Нет поверхностей сложной геомет- рической формы (в том числе, ко- нических)		0,9	
25

2.5.	Оценка удобства базирования заготовки
Конструкция заготовки может быть признана технологичной, если мож-
но выбрать удобные базы для се обработки и избежать погрешности базиро-
вания. Этот показатель технологичности оценивается коэффициентом Кте-
Для* подсчета Ктв рассматриваются все установы анализируемого технологи-
ческого процесса. Коэффициент Кта рассчитывается для каждого установа.
Если при установке заготовки возникает погрешность базирования то
Кге=0.5. Если погрешность базирования отсутствует и в качестве технологи-
ческой базы используется конструкторская база, то Кте =1. Если в качестве
базы используется вспомогательная поверхность, то КтЕ = 0,9. Использование
искусственной (вспомогательнойЕтехнологичсской базы оценивается
Кто ^75. Если используется условная база, которая при обработке материа-
лизуется, то Кте = 0,85. Найденные частные значения суммируются и нахо-
дится среднее арифметическое значение.
2.6.	Показатель технологичности Кте
Этот показатель учитывает возможность вести обработку поверхностей
заготовки, используя режущий инструмент стандартных размеров и формы.
Показатель рассчитывается на основе сводной ведомости используемого ре-
жущего инструмента (по форме табл. 2.11).
Если для осуществления технологического перехода используется стан-
дартный режущий инструмент, со стандартной заточкой, то использование
этого инструмента оценивается частным коэффициентом - Кте = 1Д
Если для выполнения перехода требуется специальная заточка
(например, для обточки ступенчатого вала используется упорный проходной
резец с углом ф = 90° и по условиям чертежа должен быть получен переход-
ный радиус г “ 2,5 мм, то резец должен быть заточен именно с этим радиу-
сом), т. е. Кте ~ 0,85. Если заданная форма поверхности может быть получена
только при использовании специального режущего инструмента (например,
фасонного резца), то Кте = 0,75.
Показатель технологичности Ктс определяется как среднее арифмети-
ческое всех частных коэффициентов.
2.7.	Методика расчета показателя Ктш
Указанная на чертеже точность выполнения размеров заготовки может
быть проверена только тогда, когда шероховатость измеряемых поверхностей
не превзойдет некоторой, определенной для каждого квалитета величины.
Соотношение шероховатости поверхности и квалитета размера измерен-
ного от этой поверхности, приведены в табл. 2.6.
26

Таблица 2.6
Минимальные требования к шероховатости поверхности [6]
Допуска размера по кшитгта м	Допуск фор- МЫ. % от допуска раз- мера	Номинальные размеры .. S				
		до 18	св. 18 до 50	св.50 до 120	св. 120 до 500
		Значения мкм, не более			
JT6	100 60 40	0,8 0.4 			1,6 о,« 0,4	1,6 0,8 0,4	3,2 1,6 0.8
JT7	100 60 40	1,6 0,8 0,4	3,2 1,6 0,8	3,2 1,6 0,8	3,2 3,2 1,6
JT8	100 60 40	1,6 0,8 0,4	3,2 1,6 0,8	3,2 3,3 1,6	3,2 3.2 1,6
JT9	100 и 60 40 25	3,2 1,6 0,8	3,2 3,2 1,6	6,3 3,2 1,6	6,3 6,3 3,2
то	100 и 60 40 25	3,2 1.6 0.?		6,3 3,2 1,6	6,3 3,2 1,6	6,3 6,3 3,2
JT11	100 и 60 40 25	63 3,2	6,3 3,2 1,6	12,5 6,3 3,2	12,5 6,3 3,2
JT12 JTI3	100 и 60 40	12,5 6,3	12,5 6,3	25 12,5	25 12,5
JT14 ms	ЮОибО 40	12,5 1?Л		25 12,5	50 25	50 25
JT16 Л17	ЮОибО 40	25 25	50 25	100 50	100 50
Расчет коэффициента Т^д производится на базе эскиза объекта произ-
водства. Анализируются все перенумерованные обрабатываемые поверхно-
сти.
Если шероховатость поверхности и точность размера соответствует ре-
комендациям табл. 2.6, то для этой поверхности Кта = 1,0, если не соответст-
вуют, причем шероховатость поверхности больше допустимой, то
Ктш ’ 1,0.
Подсчитываются частные значения по всем поверхностям и определяет-
ся их алгебраическая сумм^ по которой находится среднее арифметическое
значение коэффициента Кта.	' , -(
Для расчета этого показателя рекомендуется составить таблицу по форме
табл. 2.7.
27

Таблиц* 2.7
Соотвегствие точносз* исполняемого размера и тсроховятости
поверхности измерительной базы
Измеряем**! размер	Тсингосп размер»	База	Шероховатость базо- вых поверхностей		Ктш
			требуемая	яотехноло- гмчмкаиу роцмху	
1	2	3	4	5	6
Принимается следующий порядок заполнения табл. 2.7.
В трефу 1 заносятся все наиболее важные размеры по всем переходам
анализируемого процесса. Размеры записыракпед с.числовым-сЛозначеннем
В графу 2 заносится соответствующий квалитег точности.
В графу 3 заносится номер поверхности (или поверхностей, соединяе-
мых анализируемым размером). Если за базу измсрешялринято геометриче-
ское понятие (например, ось отверстия),-ТО эта измерительная база материа-
лизуется соответствующей повсрхностыо.
В графуЧзаноснтся значение шероховатости поверхности, максималь-
но допустимой для обеспечения точности замера (табл. 2.6).
В графу 5 заносится шероховатость поверхности по анализируемому
технологическому процессу. (Если размер объединяет две различные поверх-
ности, то записывается наибольшая шероховатость).
В Грефе 6 записывается Кта: значение + 1 и» -1.
Для того чтобы подсчитать общее значение коэффициента Ктш, скла-
дываются сначала все значежя со знаком « + » и полученная сумма делится
на общее число замеров. То же проделывается со значениями, помеченными
знаком*-».
После этого находится алгебраическая сумма двух полученных значе-
ний.
Далее определяется среднее арифметическое значение всех вычислен-
ных коэффициентов, т. е. определяется коэффициент технологичности иссле-
дуемой детали
(Кто + Кто + Ктв + Кте +	= Кт	(2.3 )
2.8.	Пример анализа технологичности конструкции детали
Требуется проанализировать технологичность конструкции детали, по-
казанной на эскизе рис. 2.1. (В аттестационной работе используется эскиз
объекта производства по рис. 1.1).

Технологический маршрут механической обработки заготовок детали
Обработка втулки
Йот—р	Операция	Обработка ивверхиосте*	Нормы i основного i времени. 1 Та, МИН
			
05	Тсжарнаа черновая	Тдоаио» Обточи 3 Пофезка торца 2 2установ Обточка 5 Подрезка торца 4,6	1.63 1.63 1,63 1,63
		Сверление 1	0.43
10	Токарни чистовая	Обточка 5 Пофезка торца 4,6	1,0 . 1,0
		Зенкерование 1	0,36
15	Шлифовальиы	Шлефояка 5 Шлифовка 4	ч	0,4 0,4
20	Шлифо вальки	Шлифовка 1	'	3,3
S’7,52
РЕШЕНИЕ. Оценим отдельные показатели технологичности конструк-
ции детали.
Обрабатываемость материала оценивается по табл. 2.1 и 2.4.
При токарной обработке - K/750/at)'' - 1(750/550) = 1,36.
При сверлении и зенкеровании К^, = K^SO/cf)*’** 1(750/550)^’ ~
-0,756.
29

При шлифовании Кто - 1.
С учетом «удельного веса» видов обработки
Кя, * (1,36 • 2,63 + 0,756 • 1,19 + 1 • 3,7/7,52 - 1.087;
Оценка технологичности формы поверхности приведена в табл. 2.9.
Таблица 2.9
Оценка технологичности формы поверхностей детали
Номер по- верхности	‘ 1	2	3	4	5	6	7	Кт»
кт»		1	1	1	1	1	1	1	1
Оценка удобства базирования заготовки на операциях производится с
использованием плана обработки заготовки, представленного в табл. 2.8. На
основании этой таблицы составлена табл. 2.10, оценивающая удобство, бази-
рования при каждом установе заготовки.
Таблица 2.10
Оценка удобства базирования заготовки
Номер операции	Уставов	Базовые поверхно- сти	Ктв
05	1 2	5, 4 3, 2	1.0 0,9
10	1	3, 2	0,9
15	1	1, 2	1.0
20		5, 4	1.0
			
Для- оценки технологичности по признаку используемого режущего
инструмента используется табл. 2.11, составленная по форме таблицы, кото-
рая в пояснительной записке помещается в разделе общего анализа техноло-
гического процесса.
Таблица 2:11
__________________Сводная ведомость режущего инструмента ____________
НяИММИММШИС ИД7" инструмента	Размерная ха- рактеристика	Материал режущей части	Опе- рация	Кол- во	Стандар- тизация
Резец токарный: проход- ной, упорный	ZSxiejv-SO’	Т5К10	05	1	гостмвж»
Резец токарный: подрез- ной, отогнутый	25x1^ q>“W	ТЖ10	05	1	ГОСТ1ВМ0-»
Резец токарный: прорез- ной, упорный	25xl6;q>“90'	Т15К6	10	1	гостит»-»
Резец токарный: подрез- ной, отогнутый	25 х 16; <р “ 90*	Т15К6	10	1	ГОСТ1И80-73
30

Продолжение табл. 2.11
Няимеяошшме инструмента	Размерная ха- рактеристик»	Материал режущей части	Опе- рация	Кол- во	' Стаодвр- ' тжмарм
Сверло спиральное	020	PfiMS '	05	1	гостам-77
Зенкер №1	020	Р6М5	10	1	ГОСТ24Ю-71
Шлифовальный круг	ПВК300х127х5О	24А4О СМ8К6	1S	1	ГОСТ242Ф79
Шлифовальная: головка; цилиндрическая*	AW 18x20	24АСМ6К	20	. 1	ГОСП447-82
При обработке заготовок на анализируемых технологических перехо-
дах используется восемь режущих инструментов. Семь из них -'Стандартные
(KTQ = I). Шестой инструмент получен перешлифовкой стандартного зенкера
(Кто-=0,75).
Коэффициент Ктс, оценивающий возможность использования стан-
дартного режущего инструмента
Кто=(1 + 1 +1 +1 +0,75 + 1 + 1 +1X8 = 0,97.
Расчет коэффициента Ктш, оценивающего соответствие качества по-
верхности измерительных баз точности измеряемого размера производится
по материалам табл. 2.7. Для расчета коэффициента используется специаль-
ная расчетная табл. 2.12.
>	Таблица 2.12
Контроли- руемый размер	Ква~ лнтет	Измери- тельная база	Шероховатость базовых поверхностей, мкм		Ктш -
			чертежная	требуемая	
100^)35	12	3	Ra 12,5	Ra 12,5	1
50 ±0,012	7	5	Ral,6	Ra3,2	1
	8	1	Ra 1,6	Ra3,2	1
S0.0.M2	9	4,6	Ral2,5	Ra3,2	-1
80-е.З		12	_Л_6_	Ra 12,5	Ra25	Г
Коэффиц иент Кщь оценивающий качество и змерительных баз
Ктш = (1 + 1 + 1 -1 + 1У5 £0,6.
Коэффициент технологичности конструкции детали
Кт “ (Кто + Кт® + Ктв + Ктс + КтшУ5.	'
Кт « (1,087 + 1 + 0,96 + 0,97 + 0,6)/5 • 0,92.
31

Глав* X ПОГРЕШНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТАВ
ЗАГОТОВОК
3.1.	Точность обработки заготовок деталей машин
Можно наметить дм направления изучения точности изготовления де-
тали. Первое направление - анализ действующего производства, обычно с
использованием методов математической статистики и теории вероятностей.
Второе направление - анализ технологической документации и прогно-
зирование на основании этого анализа возможных и вероятных погрешно-
стей обработки. Методике проведения такого исследования и посвящена на-
стоящая глава.
Исследование точности обработки является важнейшей задачей аттеста-
ционной работы по направлению 552900 и может быть основным вопросом
задания. В остальных случаях это - важнейший раздел, и он должен быть
выполнен в достаточном объеме и на высоком научном уровне.
Расчет точности может быть выделен в специальный раздел пояснитель-
ной записки или войти составной частью в раздел, посвященный анализу от-
дельных операций. Если исследование точности выделяется в особый раздел,
то при расчете припуска на обработку аналитическим способом делается
ссылка на этот раздел. Исследование погрешности установки является обяза-
тельным при анализе отдельных операций. Если все анализируемые опера-
ции выполняются по однотипной схеме установки заготовок (например, об-
работка ведется в центрах), то специальный анализ погрешности установки,
осуществляемой по другой схеме на не анализируемой операции, становится
обязательным.
В машиностроении показатели качества изделий весьма тесно связаны с
точностью обработки деталей машин [14]. Полученные при обработке разме-
ры, форма и расположение элементарных поверхностей определяют фактиче-
ские зазоры и натяги в соединениях деталей машин, а следовательно техни-
ческие параметры продукции, влияющие на ее качество (например, мощ-
ность двигателя, точность станка и т. д.), надежность и экономические пока-
затели производства и эксплуатации изделий.
Под ПОГРЕШНОСТЬЮ ОБРАБОТКИ понимают отклонения получен-
ного при обработке значения геометрического или другого параметра от за-
данного.
АБСОЛЮТНУЮ ПОГРЕШНОСТЬ выражают в единицах рассматри-
ваемого параметра: АХ = Хд -2 Хи, где Хд И Хи - соответственно действи-
тельное (полученное) и номинальное значения параметра. При несимметрич-
ном расположении поля допуска относительно номинального значения вме-
сто номинального значения параметра принимают его среднее значение. От-
я

ношение абсолютной погрешности к заданному значению параметра назы-
вают ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТЬЮ
Лот жили Асуг “ АуСГ# * 100 %.
Количественно точность характеризуется обратной величиной модуля
относительной погрешности.
При изготовлении отдельных машин требуется чрезвычайно высокая
точность изготовления деталей или их отдельных поверхностей. Например,
при изготовлении топливной аппаратуры Для двигателей внутреннего сгора-
ния у плунжерной пары зазор в соединении составляет 2 3 мкм, 4то требует
от каждой сопряженной детали точности, характеризуемой допуском
1-2 мкм [12].
Важное значение имеет повышение точности и для процесса производ-
ства игтзгий. Повышение точности исходной заготовки снижает трудоем-
кость механической обработки, уменьшает размеры припусков на обработку
деталей и приводит к экономии металла, что снижает себестоимость изде-
лий. Получение точных и однородных заготовок на' всех операциях техноло-
гического процесса является одним из основных условий автоматизации об-
работки и сборки.
При анализе точности изготовления деталей принято различать система-
тические и случайные погрешности.
СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОГРЕШНОСТЬ - это такая погрешность, кото-
рая для всех заготовок рассматриваемой партии остается постоянной или же
закономерно изменяется при переходе от каждой обрабатываемой заготовки
к следующей. К систематическим относятся погрешности, возникающие
вследствие неточности, износа и деформации станков. Эти погрешности мо-
гут достигать относительно больших размеров и определять точность обра-
ботки той или иной поверхности заготовки. Например, параллельность осей
шпинделей токарных станков по направлению движения кареток в горизон-
тальной плоскости на длине оправки 300 мм составляет 0,01 - 0,015 мм. Если
не принять специальных мер по наладке станка, то при обточке вала длиной
700 мм может получиться конусность обрабатываемой поверхности.
В процессе эксплуатации станки довольно быстро теряют точность. За
год эксплуатации токарных станков при двухсменной работе в условиях мас-
сового производства при чистовой обработке заготовок диаметром 100 мм и
длине 150 - 200 мм износ передней от рабочего грани несимметричной тре-
угольной направляющей составляет порядка 0,15 мм [12].
Систематическими являются погрешности, связанные с неточностью из-
готовления и износа режущего инструмента.
СЛУЧАЙНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ - это такая погрешность, которая для
разных заготовок рассматриваемой партии имеет различные значения, при-
чем ее появление не подчиняется никакой видимой закономерности.
К случайным погрешностям относятся в первую очередь погрешность
установки заготовки.
33

Колебания твердости материала заготовки ивсличинЫ снимаемого при-
пуска, неточность установки инструментальной наладки в исходное положе-
ние приводят к тому, что случайной становится и погрешность, связанная, с
упругими перемещениями элементов системы СТС (станочно-
технологической) под действием сил резания.
Результаты анализа базового технологического процесса с целью выяв-
ления погрешностей обработки заготовок носят несколько условный харак-
тер. При расчете величины силы резания принимаются во внимание наи-
больший припуск и наивысшая твердость исходной заготовки. При расчете
жесткости системы СТС принимается нормативная жесткость станка (в стан-
дартах указана минимальная жесткость). Не учитывается износ оборудования
и многое другое.
Можно сказать, что расчеты погрешностей в значительной степени яв-
ляются чисто учебными, но учитывая особенности аттестационной работы
бакалавра они имеют большую ценность для оценки уровня подготовки сту-
дента и поэтому должны выполняться тщательно и в достаточном объеме.
3.2.	Базирование заготовок
Точность механической обработки заготовок на всех операциях в зна-
чительной степени зависит ст их базирования.
В аттестационной работе анализу способов базирования и анализу воз-
никающих при этом погрешностей должно быть уделено особое внимание.
Технологические базы, используемые на всех операциях технологиче-
ского процесса, должны быть проанализированы.
Анализ начинается с классификации баз.
Технологические базы классифицируются по нескольким признакам: в
зависимости от числа идеальных оперных точек, по характеру проявления,
по особенностям применения, по месту в технологическом процессе.
В зависимости от числа идеальных точек, по которым база контактиру-
ет с установочными элементами приспособления или станка, следовательно,
в зависимости от числа степеней свободы, снимаемых с заготовки, у призма-
тических заготовок различают «установочную базу» (плоскость А. находя-
щуюся в контакте с тремя опорными точками), «направляющую базу»
(плоскость В, находящуюся в контакте с двумя опорными точками) и
«упорную базу» (плоскость С, имеющую контакт с одной опорной точкой).
Эти поверхности показаны на рис. 3.1. а.
Замечание: практически очень редко установочные элементы приспо-
собления имитируют контактные «точки» - часто вместо отдельных опор
конструктор проектирует приспособление, оснащенное плитой или планками,
поэтому вое сказанное выше нельзя понимать буквально.
34

При обработке заготовок, базовая поверхности которых имеет форму
цнжндра. часто требуется снять пять степеней свободы (заготовка может
при установке поворачиваться относительно оси цилиндрической поверхно-
сти).
Этот случай базирования рассмотрен на рис. 3.1, б. Если базируется за-
готовка по длиной цилиндрической поверхности, то цилиндрическая поверх-
ность должна контактировать с четырьмя опорными точками и может быть
классифицирована как «двойная направляющая базовая поверхность». Тор-
цовая поверхность контактирует с одной опорной точкой и является
«упорной базовой поверхностью».
При базировании диска (рис. 3.1, в) торцовая поверхность контактиру-
ет с тремя опорными точками и 'является «установочной базой». Короткая
цилиндрическая поверхность контактирует с двумя опорными точками, ли-
шая диск двух степеней свободы, и является «двойной опорной» или
«центрирующей базой».
При установке заготовки или инструмента по длинной конической по-
верхности с относительно небольшой конусностью (например, установка
сверла с коническим хвостовиком в шпиндель станка), коническая поверх-
ность лишает заготовку пяти степеней свободы (перемещение вдоль всех трех
осей координат к поворота вокруг осей системы координат), оставляя заго-
товке только одну степень свободы - возможность поворота вокруг собствен-
ной оси, которая может рассматриваться как третья ось системы координат. В
этом случае коническая поверхность совмещает в себя функцию «двойной
направляющей» и «опорной поверхности» и может быть названа «опорно-
направляющей базой».
Для полной ориентации заготовки цилиндра, диска или заготовки ко-
нической детали в пространстве необходимо лишить ее еще одной степени
свободы, для чего заготовка должна иметь шпоночный паз или шлицевую
поверхность.
При базировании заготовки на короткие конические поверхности
(например, при установке заготовки вала в центрах токарного станка), с от-
носительно большим углом конуса (обычно - 60°) условия базирования су-
щественно меняются. Из-за погрешностей изготовления конической поверх-
ности центрового отверстия (чаще всего - несовпадения угла конуса отвер-
стия с конусом центра станка) заготовка и центр станка контактируют по ок-
ружности (базирование аналогично базированию тонкого диска) и в этом
случае тоническая поверхность является «двойной опорной» или
«центрирующей базой». В то же время одна из конических поверхностей
(контактирующая с жестким передним центром станка) может рассматри-
ваться и как «опорная база», т. е. она является опорно-направляющей и ли-
шает заготовку трех степеней свободы. Заготовка вала, устанавливаемого в
этих условиях на токарный станок, теряет пять степеней свободы.
35 •

По характеру проявления технологические базы могут быть «явными»
и «скрытыми». В последнем случае в качестве базы используется не реальная
поверхность заготовки, а некоторое геометрическое понятие: ось, плоскость
симметрии, биссектриса угла, центровая точка. Например, при установке за-
готовки вала в трехкулачковый самоцентрирующий патрон базой является
геометрическая ось поверхности, зажатой кулачками патрона.
По ГОСТ 21496-76 такие базы называются «условными» или
«скрытыми».
По ОСОБЕННОСТЯМ ПРИМЕНЕНИЯ технологические базы подраз-
деляются на контактные, настроечные и проверочные.
36

КОНТАКТНЫМИ называются технологические базы, непосредственно
соприкасающиеся с соответствующими установочными поверхностями при-
способления или станка.
Поэтому при использовании метода автоматического получения задан-
ных размеров положение и траектория перемещения инструментальной на-
ладки устанавливаются относительно контактных баз заготовки или что то
же самое - относительно опорных поверхностей приспособления или станка.
Для практического выполнения этого требования станочные приспо-
собления ориентируются на станке с помощью шпонок, в положение инстру-
ментальной наладки координируется с помощью специальных деталей при-
способления: «установов» или «габаритов», ориентированных соответствую-
щим образом относительно установочных элементов приспособления (или
контактных баз заготовки, после ее установки на станке).
НАСТРОЕЧНОЙ БАЗОЙ называется поверхность заготовки, по отно-
шению к которой ориентируются обрабатываемые поверхности, связанные с
ней непосредственными размерами, и образуемая при одном установе с рас-
сматриваемыми поверхностями заготовки.
В качестве примера на рис. 3.2, приведен эскиз установки заготовки на
револьверном станке (12].
Заготовка опирается поверхностью М на соответствующий упор за-
жимного устройства станка, однако эта поверхность является опорной техно-
логической базой только для обработки торца А заготовки на размер h и не
является базой' для обработки всех остальных поверхностей заготовки: В, С,
D, Е, обрабатываемых на размеры а, в, с, d. Положение поверхностей В, С, D,
Е определяется при настройке от поверхности А, относительно которой про-
изводится установка соответствующих упоров станка. В этом случае поверх-
ность А, обрабатываемая при том же установе заготовки, что и остальные по-
верхности, является для них НАСТРОЕЧНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
БАЗОЙ.
При обработке заготовок в условиях серийного и единичного произ-
водства часто используются ПОВЕРОЧНЫЕ БАЗЫ.
Предположим, что на вертикально-расточном станке 2А450 необходи-
мо расточить систему отверстия Dt и Dj, точных и точно расположенных
друг относительно друга и закоординированных относительно поверхности
В, при этом осн отверстия должны быть перпендикулярны к ранее обрабо-
танной плоскости А, плоскость, и отверстия предполагается в дальнейшем ис-
пользовать как контактную технологическую базу (рис. 3.3).
В этом случае плоскость А и поверхность В являются технологической
поверочной базой, то есть поверочной базой называется поверхность, линия
или точка заготовки, по отношению к которой производится выверка поло-
жения заготовки на станке или установка режущего инструмента при обра-
ботке заголовки.
37

Приведенный пример показывает, что при использовании поверочной
базы поверхности заготовки, непосредственно контактирующие со станком
или приспособлением, могут быть неточно обработаны или являются по-
верхностями исходной заготовки вообще необрабатываемыми механически.
Часто в качестве поверочной базы используется сама обрабатываемая
поверхность. Например, при расточке основного отверстия в эксцентрично
изготовленной исходной заготовке, для уменьшения припуска на обработку
отверстия, заготовка на станке ориентируется относительно оси этого отвер-
стия, отверстие растачивается и принимается за базу при обработке других
поверхностей заготовки.
При единичном производстве очень часто обработка ведется «по раз-
метке». На поверхности заготовки, покрытой специальной меловой краской,
прочерчивается обрабатываемый контур, специальным инструментом
КЕРНЕРОМ наносятся узловые точки (например, центр обрабатываемого от-
верстия) и инструментальная наладка выставляется в начале рабочего хода
по разметочным линиям. Иногда размеченный контур, особенно если он
сложный , обрабатывается полностью по разметке. Очевидно, разметочные
линии и точки можно считать поверочными базами.
По месту использования технологической базы в технологическом про-
цессе различают ЧЕРНОВЫЕ, ЧИСТОВЫЕ и ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ базы.
При этом-«черновой» называется первая база в данном технологиче-
ском процессе, а «чистовой» (иногда - окончательной) называется база, ис-
пользуемая при окончательной обработке поверхности заготовки. Все ос-
тальные базы называются «промежуточными».
Рис. 32. Использование настроечной базы Л при обработке
заготовки на револьверном станке
38

a
Рис. 3.3. Использование поверочных баз Л и В при расточке
отверстий Di kD2
3.3.	Анализ погрешности установки
Гкмрешность установки заготовки для обработки на станке скидывается
из трех элементарных погрешностей: погрешности базирования е«, погреш-
ности закрепления е, и погрешности приспособления ц,.
ПОГРЕШНОСТЬ БАЗИРОВАНИЯ возникает в результате несовпадения
установочной и измерительной баз. (Возникает как разность предельных рас-
стояний установленной па размер главной режущей кромки инструмента от
измерительной базы). Погрешность базирования может быть вычислена ме-
тодом расчета технологической размерной цепи (см. рис. 3.4).
Рис. 3.4. Возникновение ткярешности базирования

Например, фрезеруется плоскость Л, причем требуется выдержать раз-
мер а, заданный от плоскости Б, при условии установки заготовки на плос-
кость В, тогда
Г. - Т. + Те.	( 3.1 )
В данном случае погрешность настройки фрезы Тс является систсмати-
, ческой погрешностью и может быть устранена наладкой, в то время как по-
грешность Т. является случайной погрешностью и собственно она и опреде-
ляет величину погрешности базирования.
Величина погрешности базирования очень тесно связана с формой и
размерами как базовой поверхности заготовки, так и соответствующих уста-
новочных деталей приспособления.
В табл. 3.1 приведены схемы установок заготовок и указаны связанные с
этим погрешности базирования.
Таблица 3.1
Погрешности базирования ев [21 ]
Базирование
Схема установки
В правые
н	, Погрешность, MKM
h,	0,5Td(lZama-1)'
hi	0,5Td(Vama + 1)
th	0,5 Td/ain a
h,	0,5 Td
hs	0,5 Td
h.	0
По отверстию
на пажи ши
цаливджчес-
кую оправку с
зазорен S
biiu 0,5 Tdo + 21 + Т4 +
TD + 28
Н» 21 + Td + TO + 2S
h, Td + ТО + 28
40

3.1
Базирование	Схема установки				Размер	Погрешность, мкм
По отверстию на палец или оправку’ с нам-		4Г			Ь,Л Н,	e,5Td.+a 21
гом на раз- жим, оправку			*		ha	0
			i			
[Io центровым
гнездам на же-
сткий перед-
ний истпр

Т1 +Дц
Дц
О
По центровым
гнездам при
плавающем
переднем цен-
тре
На плоскость и
два отверстия
(один палец
срезанный)
hl
Jh
2S + Td + TD
(2S+Td+TDX211+l)'l
41

Выявление погрешности базирования требует внимательного анализа
условий обработки заготовки на операции и соответствия этим условиям
имеющегося в технологическом процессе операционного эскиза.
При рассмотрении условий базирования заготовки на конкретной опе-
рации Необходимо сделать несколько дополнений.
Прежде всего укажем, что «правило шести точек» необходимо выпол-
нять не во всех случаях обработки заготовок. Предположим, что на плоско-
шлифовальном станке шлифуется пластина (рис. 3.5), установленная на маг-
нитном столе.
Рис. 3.5. Схема установки заготовки на плоскошлифовальном станке
Очевидно,, для того чтобы выдержать заданный размер h +Th, доста-
точно лишить заготовку трех степеней свободы - использовать только одну
«установочную базу».
Конечно, при обработке на этом станке заготовка должна быть закреп-
лена неподвижно относительно стола станка, что и осуществляется с помо-
щью магнитного стола, но для се ориентации в пространстве необходимо и
достаточно снять только три степени свободы, расположив опорные точки в
одной плоскости. Поэтому при анализе способа установки заготовки необхо-
димо разработать теоретическую схему базирования и сравнить с нею
имеющийся операционный эскиз.
При этом ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ СХЕМА БАЗИРОВАНИЯ представляет со-
бой схему расположения на технологических базах заготовки идеальных
опорных точек и условных точек, символизирующих позиционные связи за-
готовки с принятой системой координат (опорные поверхности приспособле-
ний, координатные плоскости станка и т. п.). На контурных линиях поверх-
ностей заготовок, принятых в качестве технологических баз, проставляются
условные обозначения идеальных точек контакта заготовок и приспособле-
ний, которые лишают заготовку соответствующего числа степеней свободы.
Согласно ГОСТ 21495-76 идеальная опорная точка обозначается симво-
лом:
V для вида сбоку и;	-0— для вида сверху.
42

На скрытых базах заготовки (осевые линии, плоскости симметрии) наносят
аналогичные обозначения условных точек, символизирующих позиционные
связи заготовок с принятой системой координат.
В случае необходимости, когда направление и место приложения за-
жимного усилия принципиально важны для качества выполнения проекти-
руемой операции (например, осевой зажим тонкостенной втулки при ее рас-
точке), на теоретической схеме могут быть показаны не только опорные точ-
ки на базах, но и места приложения в направления усилий зажима (табл. 3.2).
Таблица 3.2
Изображение способа установки заготовки на операционном
эскизе и теоретическая схема базирования [12]
Характер установ-
ки или-содержите
операции
Установка вала в
центрах (жесткий
передай вращаю-
щнйсв вал, люнет,
поводковый патрон
Изображение установки на
операционном эекюе
Теоретическая схема базирова-
ния
Установка вала в
самоцсктрируютсм
трехкужгасовом па-
троне
Бесцентровое шли-
фование гладкого
вала
Установка диска в
трехкулачковом па-
троне с базировани-
ем по торцу

Хцмммр репкам (ммраамх											
						T^4jlvWll4v4<s№i 1ШЫв ММ					
Успакмка мужи ш ш^шпЛ чкавй «проке с пЛкпй											
											
Т^ронуимняс жо |млкоп> ш м ру ни * Ж»											
Протхгямик мин- HOXWnMpCOM											
Шлифомние плоо хоста на мшипкж столе											
	L^,..—			J						3	
Усттомл мл* на цркямс											
	f;						>	А			
		с->'Л"' "						"А * 4TW			
Уставом* корпус- ной мготоакм* на плоскость м два палык						4					
		О		| ;							
	—д. 												
Успноака рмчага дж расточси отвер- стий * самсцяпрн- ружжиое пришкоб- ляме. (Заготовка зажимает» юуш подвижными прие- мами)											
		-	!		В			г				
							-J—					
Установка корпус- ной заготовки в при- способление, обес- печивающее расточ- ку отверстий с осыо в плоскости симмет- рии закрутлениа	£								<		
							71				
44

ПОГРЕППЮСТЬ ЗАКРЕПЛЕНИЯ. При механической обработке заго-
товка должна быть закреплена так, чтобы под влиянием сил резания (при
черновой обработке достаточно больших, измеряемых сотнями и тысячами
ньютон) она не могла сместиться с установленного положения. Для выполне-
ния этого условия к заготовке прикладываются необходимые и достаточные
усилия (с коэффициентом запаса К S 2,5). В результате действия сил закреп-
ления происходят контактные деформации стыка ЗАГОТОВКА - ОПОРА
приспособления, в результате чего установочная поверхность смещается от-
носительно своего теоретического положения на некоторую величину. Если
заготовка имеет малую жесткость, то при неудачно выбранных точках при-
ложения сил закрепления она может упруго деформироваться, что также вы-
зовет смещение обрабатываемой поверхности относительно измерительной
базы.
ПОГРЕППЮСТЬ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ. Положение заготовки, установ-
ленной для обработки на станке, может оказаться отличным от теоретически
необходимого из-за погрешностей изготовления приспособления, износа его
деталей и погрешности установки приспособления на стол станка. В массо-
вом производстве погрешность приспособления е. является систематической
ошибкой и частично может быть компенсирована настройкой станка (хотя
компенсировать зазоры в подвижных сопряжениях деталей приспособления,
вызванные износом деталей, часто не удается).
Приспособления обычно изготавливаются с достаточно высокой точно-
стью. Например, кондукторные втулки изготавливаются с рабочим отверсти-
ем по посадке F8 для сверла и G7 - для развсртки(но системе вала).
Часто встречающиеся в приспособлениях призмы также изготавливают-
ся с высокой точностью. В качестве примера на рис. 3.6 указаны технические
требования на расположение поверхностей призмы.
Рис. 3.6. Расположение поверхностей призмы
45

Установочные элементы приспособления изготавливают из легирован-
ной сталей, термически обрабатывают так, что износ незначителен. Напри-
мер, установочная пластина после 10 тысяч контактов имеет износ порядка
12 мкм. Установочные пальцы имеют износ 25 мкм, а призмы -15 мкм после
10 тысяч контактов с заготовками.
Погрешность установки рассматривается как сумма трек случайных по-
грешностей, поэтому {12] 
е =	+	+ f2» •	(32)
На практике очень часто погрешность закрепления и погрешность при-
способления приводят в справочниках совместно, тогда погрешность уста-
новки
Е = IJZ^E^c +(,£ з+Е п)^	( 3.3 )
При выполнении аттестационной работы погрешность базирования
должна быть рассчитана (эта погрешность может быть допущена тол>ко то-
гда, когда практически неудобно осуществить установку заготовки, исклю-
чающую эту погрешность). Поэтому в аттестационной работе должна быть
выявлена и обоснована причина принятия такого решения.
Погрешность закрепления и приспособления оценивается по справочни-
кам. При выполнении работы используются данные таблиц 3.3 - 3.8.

Таблиц* 33
Погрешности е» и ел при установке заготовки в патроне, мкм-[4]
Характер базовой поверхности	Направление погрешности	Поперечный размер таготоаааа, им									
		От 6 до 10	Св. 10 ДО 1»	Ca.lt ДО 30	Св. 30 ДО 50	Св. 50 ДО Wj	Св.» »120	Св. 120	СвЛМ Ж 260	Св. 260 ДО360	Св. 360 ДО 500'
Успноака в цанговом патроне											
Холоднотаиути калиброван»*!	Радиальное Осевое	40 40	50 50	«0 60	70 70	to М	та		та		та
Начерно обработанная	Радельное Осевое	40 40	50 50	«0 50	70 70	8 8	та		та	та	
Чисто обояботанная	Радельное Осевое	20 20	25 25 .	30 30	35 35	40 40	—	—	та		та
Установка в треосулачховои самоцеюрируаощем патрон								е			
Литве • neowqno форму, метмягаска*	Радельное Осевое	220 70	270 to	320 90	370 100	420 НО	500 120	600 130	700 140 	1—	МО 150	900 160
Торга*	Радельное Осевое	220 70	270 Ю	320 90	370 100	420 НО	500 120	600 130	700 140	too 150	-та
ГорнКжатапа*	Радельное	220 70	270 to	320 90	370 100	420 НО	500 120	600 130	та	та	
Предварительно обтабоа '«»**	Радельное Осевое	50 50	60 60	70 70	to to	100 90	120 100	140 по	160 120	ПО 	Р9__	200 140
Чиста ооряоопмнш	Радельное Осевое	25 30	30 40	35 50	40 60	50 70	60 to	70 90	М 100	90 НО	100 130

Продолжение 3,3
Характер базовой поверхности	Направленна погрешности	Поперечны* размер заготовки, мм									
		Отб даю	Св. 10 до 18	Св.18 до 30	Св.30 да	Св. 50 до 80	Св.80 до 120	Св. 120 до 180	Св. 180 да 260	Св. 260 До 360	Св. 360 до 500
			Установка в пневматической пироне										е	....
Литье > песчаную	Радиальное	180	220	260	 320	380	440	500	580	660	760
форму, металлическая модель	Осевое	55	60	70	80	90	100	110	120	130	140
Горячая	Радиальное	180	220	260	320	380	440	500	580	660	м.
штамповка	Осевое	S3	«0	70	80	90	100	110	120	130	
Горячекатаная	Радиальное Осевое	180 55	220 60	260 70	320 80	380 90	440 100	500 ПО	- '	-	—
Предварительно	Радиальное	40	50	60	70	80	90	100	120	140	160
обработанная	Осевое	40	50	60	70	80	90	90	100	ПО	120
Чисто	Радиальное	20	25	30	35 '	40	45	50	60	70	80
обработанная	Осевое	25	30	35	40	50	60	70	80	90	100
Примечания: ЕПри установке на оправку надо учитывать погрешность базирования и принимать погрешность за-
крепления в зависимости от способа крепления оправки (в цанге, патроне, приспособлении).
2. Установка в центрах не дает погрешности закрепления, но дает погрешность базирования в осевом
направлении.

Таблица 3.4
Погрешности еэ и еп при установке заготовки в приспособлении, мкм [4]
Характер базовой поверхности	Опорная по- верхность при- способления	Наибольший размер по нормали к обрабатываемой поверхности									
		От 6 да ю	Св. 10 да 1<	Са.18 да 30	Св. 30 до 50	Св. 50 да so	Св. S0 ДО 120	Св.120 Св. 180 Св.260 до 180 до 260 до 360			Св. 360 ДО 500
Приспособления с вистовым или эксцентриковым зажимом											
Литье в песчаную форму, Мишина! формовка по метал- лическим моделш	Штифты Пластины		100 100	125 110	150 120	175 135	200 150	225 175	250 200	300 240	350 280
Горхчм штамповка	Штифты Пластины		100 100	125 110	150 120	175 135	200 150	225 175	250 200	' 300 240	—
Горвчекатанм	Штифты Пластины	90 90	100 100	125 110	150 120	175 135	200 150	225 175	•—	—	—
Предварительно обработанная	Штифты Пластины	to 40	90 J0	100 60	110 70	120 SO	130 90	140 100	150 по	160 120	170 130
Чисто обработай их	Штифты Пластины	70 30	so 40	90 50	100 60	НО 70	120 S0	130 90	140 too	150 110	160 120
Приспособленка с пневматическим зажимом											
Литье в песчаную форму, машиинаа формовка по метал- лическим модели»	Штифты Пластины	-	90 SO	100 90	120 100	140 по	160 120	1S0 140	200 160	240 190	280 220
Горячая штамповка	Штифты Пластины	*	90 SO	100 90	120 100	140 по	160 120	ISO 140	200 160	240 190	«в

Продолжение табл. 3.4
Характер базовой поверхности	Опорная по- верхность при- способления	Наибольшим размер по нормали к обрабатываемой памрхмоети									
		От 6 ДО 10	С1.10 ДО 18	Св. 18 до 30	Са.30 до 50	Св. 50 ДО 80	Св.80 до 120	Сж.120 до 180	Св. 180 *2®	Св.260 ff»3®	Са.360 _®«2_
Горячекатаная	Штифты	70	80	100	120	140	150	180			«
	Пластины	70	80	90	100	НО	120	140	«г		
Предварительно	Штифты	65	70	75	80	90	100	НО	120	130	140
обработанная	Пластины	35	40	50	55	«0	70	80	90	100	110
Чисто	Штифты	50	60	70	80	90	90	100	НО	120	130
обработанная	Пластины	25	30	35	40	50	60	ТО	80	90	100
Примечания: 1. При установке на магнитной плите es и 0.
2.	Поперечный размер - наибольший в сечении по нормали в обрабатываемой поверхности.
3.	Погрешность е3 дана по нормали к обрабатываемой поверхности.

Таблица 3.5
Погрешность установки заготовок на стол станка
с выверкой по плоской поверхности, мм, (21 J
Метод выверка	Наибольший размер оверхиоепц м			
	До1	Св.1 доЗ	Са.3 ДО*	Св.*
По разметке иглой	0,5	1	2	3
По предварительно обработанной по- верхности индикатором	0,15	од	0,4	0,6
По чисто обработанной поверхности индикатором	0,05	0,08	0,10	0,15
Таблица 3.6
Погрешность установки заготовки размером до 60 мм в тиски (21 ]
Тиски	Метод установки	Смеадеиеза- готовки, мкм
Винтовые	На подкладке в свободном состоянии На подкладке с постукиванием при зажиме	100-200 50-80
Эксцентриковые	С подкладкой Без подкладки	40-100 30-50
Таблица 3.7
Погрешность установки заготовки на ставок с выверкой по
_________цилиндрической поверхности, мм [21]______________
Способ установки	Метод выверки	Ногреииюсть установки
На центрах и регули- руемых крестовинах	С двух концов в верти- кальной и горизонталь- ной плоскостях на бие- ние	мелких 0,5 -1,0 0,02-0,04
В четырехкулачковом патроне и на заднем центре	С Двух концов в двух плоскостях и на биение	средних 1,0-1,5 0,03-0,06
В четырехкулачковом патроне	По наружному или внутреннему диаметру й торцу	
На угольнике, по раз- метке	По диаметру и торцу	крупных JZ.Q-1Q 0,05-0,08
Примечание. Погрешности, указанные в числителе, относятся к выверке
иглой по необработанной (большие значения) или грубо обработанной
(мелкие значения) поверхности. В знаменателе приведены погрешности вы-
верки с помощью индикатора по поверхности, обработанной чистовым то-
чением.
$1

Таблица 3.8
Погрешности глубины центрового гнезда (посадка
центра станка) Дц, мм [19]
Диметр Шейки заго- товки, мм	4-4	*-В	13-29	21-34	31-54	51-44	Sl- UB	124- 144	Св. 144
Д шметр цен- трового от- верстнж, мм	1	1,5	2	2.5	3	4	5	6	4
Наибольший диаметр ко- нуса центро- вого гнезд*, мм	4	м	В	10	12	15	20	25	30
Посадка цен- ТР*Ац	1	0,14		0,14		0,21		0,25		
3.4.	Зависимость точности обработки от точности изготовления,
размерного износа и тепловой деформации инструмента
Все режущие инструменты можно подразделить на две группы: мерные
(форма обработанной поверхности копирует инструмент) и настраиваемые,
при использовании которых необходимый размер обрабатываемой поверх'
ности получается при установке главной режущей кромки инструмента в
определенное положение, а форма обработанной гюверхности определяется
траекторией движения главной режущей кромки.
Вполне очевидно, что при использовании мерного режущего инстру-
мента точность обработки непосредственно связана с точностью изготовле-
ния этого инструмента. Рассмотрим расположение полей допусков обраба-
тываемого отверстия и обрабатывающей его развертки (рис. 3.7).
Предположим, что требуется обработать отверстие 18Н8. Для обработ-
ки отверстия с этой точностью развертка будет изготовлена с точностью
6-го квалитета.
Хотя развертка относится к самоустанавливаюшимся инструментам
(крепится в шпинделе станка шарнирноХ диаметр обработанного отверстия
всегда больше диаметра развертки (развертка - разбивает отверстия). Это
вызвано тем, что усилия резания при работе отдельными зубьями развертки
несколько разнятся друг от Друга. Опыт показывает, что для разверток тако-
го диаметра наибольшая разбивка 10 мкм, а наименьшая - 5 мкм. Исходя из
этого, верхний край поля допуска на изготовление развертки смешен отно-
сительно границы поля допуска обрабатываемого отверстия на 10 мкм, зато
износ развертки допускается на 5 мкм ниже номинала обрабатываемого от-
верстия.
52

Рис. 3.7. Расположение полей допусков обрабатываемого аПерспа То
на изготовление разверни Т» в износ развертки U,
Отметим, что изношенная развертка сохраняет режущую способность:
износ этого инструмента характеризуется как «Технологический».
Иначе обстоит дело при использовании налаживаемого инструмента.
Износ вершины резца при точении можно изобразить показанной на
рис. 3.8 зависимостью.
Рис.3.8. Зависимость износа инструмента U от длины
путиЕ резания [12]
В начале пути резания, на участке пути I-н резец прирабатывается. Из-
нос нарастает довольно быстро. По достижению некоторой величины Пн
процесс стабилизируется и в дальнейшем протекает по линейной зависимо-
сти (от точки Н к точки К). Начиная с точки К, износ быстро нарастает
(начинается недопустимый, катастрофический износ резца).
 S3

Для удобства расчета прямолинейный участок графика продлевают до
пересечения с осью абсцисс. Отрезок О-Д называется дополнительным (или
условным) путем резания. Если произвести это преобразование, то величи-
ну размерного износа инструмента можно подсчитать по зависимости
U~VO(L + L„)/1MO,	(3.4)
где Uo~ относительный износ инструмента, мкм/км (величины этого
износа показаны в табл. 3.9);
Ед - дополнительный путь резания, м (для Доведенных инструментов
Ьд= 500 м, для заточенных Ьд= 1500 м, в среднем Ед “ 1000 м),
L - путь резания, м.
В зависимости от вида обработки и используемого режущего инстру-
мента путь резания определяется зависимостями;
при точении поверхностей заготовок
. ndlm
L =-------- (3.5 )
10005
где d - диаметр обрабатываемой поверхности, мм: I - длина обтачи-
ваемой поверхности, мм; m - число обработанных заготовок без переналад-
ки станка; S - подача, мм/об.
При фрезеровании торцевой фрезой
(3.6 )
где I - длина фрезеруемой поверхности, мм; В - ширина фрезеруемой
площадки, мм; г - число зубьев фрезы; Sz- подача на зуб фрезы, мм/зуб.
Установлено [12], что при фрезеровании износ режущего инструмента
происходит интенсивнее, чем при точении, в связи с неблагоприятными ус-
ловиями работы инструмента, многократно врезающегося в обрабатывае-
мую заготовку. Относительный износ Uo инструмента при фрезеровании
больше относительного износа, показанного в табл. 3.9 и может быть уста-
новлен по формуле
Vow = (1 + r0WB)Vo,	( 3.7 )
где.Цг- относительный износ по табл. 3.9. мкм/км; В - ширина фрезе-
рования, мм.
ТЕПЛОВАЯ ДЕФОРМАЦИЯ ИНСТРУМЕНТА. При механической об-
работке заготовок резанием в зоне резания наблюдается активное тепловы-
деление.
В результате силового воздействия инструмента [5] металл срезаемого
слоя подвергается ' пластическому деформированию и разрушению
(характерным для металлов, образующих сливную стружку или стружку
скалывания) или хрупкому разрушению (характерному для металлов, обра-
зующих стружку надлома). Почти вся механическая работа, затраченная на

Таблица 35
Относительный износ резцов при чистовом
точении (посправочнику), мкм/км [2jj—
Материал инструмента	Материал заготовки			
	Углеродист*» СТЯЛЬ	Легированная | сталь	Серий чугун	Чугун НВ 373- 40»
Т60К6	0,7 -4	0,7’ - 4	-	—
Т30К4	3-4	4-6	—	—
Т15К6	_	5-7	9-10	—	—
Т5КЮ	8	12-30		
ВК9	-	65		
ВК8		17-25	13-14	
ВК6	—	—	14	
ВК4	—	25-30	—							
ВКЗ		9-10	6	16	1
ВК2		—	4-26	12
пластическую деформацию и разрушение металла в процесс стружкообра-
зования, составляет первый источник тепла.
Удаляемый поверхностный слой материала заготовки в форме стружки
движется по передней поверхности инструмента. При этом работа сил тре-
ния на передней поверхности инструмента является вторым источником те-
пла.
Задняя поверхность лезвия инструмента контактирует с обработанной
поверхностью заготовки. Работа сил трения по задней поверхности является
третьим источником тепла.
Тепловой поток из зоны резания направляется в обрабатываемую заго-
товку, в режущий инструмент, удаляется вместе со стружкой и частично
идет непосредственно в атмосферу.
Тепловую деформацию заготовки рассчитать довольно сложно, и в ат-
тестационной работе рекомендуется рассмотреть тепловую деформацию
простейшего инструмента - резца.
Тепловое удлинение резца Ль описывается уравнением [17]
(38)
г
где С - постоянная (для резца с пластиной твердого сплава при глубине
резания t $ 1,5 мм; подаче S S 0,2 мм/об; скорости резания
V = 100 - 200 м/мии С = 0,45);
1р - длина вылета резца (принимается примерно 1,5 высоты сечения
резца), мм; F - площадь поперечного сечения резца, мм2;
Св - предел прочности материала заготовки, МПа;
SS

t - глубина резания, мм; S - подача, мм/об,
V - скорость резания, м/мин.
Удлинение резца (в мкм), соответствующее моменту времени т непре-
рывной работы (мин), описывается зависимостью
Д/=Д/о(1-е"4),	(3.9)
где е - основание натуральных логарифмов. '
При обработке партии заготовок с перерывами основного технологиче-
ского времени тепловые деформации резца, а следовательно, и температур-
ные погрешности обработки, заметно уменьшаются.
Общее удлинение А'(р резца при ритмичной работе с перерывами ма-
шинного времени приближенно составляет [12]
Д'/ = Д/ -------—----- ,	(ЗЛО)
"	' т + т
*М Т Jnp
где Тм - время непрерывной работы резца (время резания);
Тпр - продолжительность перерывов в работе резца.
3.5. Анализ погрешностей от упругих перемещений
элементов станочно-технологической системы
Технологическая система станок - приспособление - заготовка - инст-
румент представляет собой упругую систему, деформации которой в про-
цессе обработки обусловливают получение систематических случайных по-
грешностей размеров и геометрической формы обрабатываемых заготовок
[12].
ЖЕСТКОСТЬЮ технологической системы называется способность этой
системы оказывать сопротивление действию деформирующих ее сил.
Поверхность детали формируется в процессе механической обработки
заготовки, находясь под воздействием сил резания.
Рассмотрим в качестве примера токарную обработку.
При снятии резцом с поверхности заготовки стружки возникает сила
резания, которую для удобства анализа принято раскладывать на три со-
ставляющие: Рь Ру и Рх.
Очевидно, что каждая из этих составляющих деформирует систему
СТС, но вызванные ими деформации по разному влияют на точность обра-
ботки. Осевая составляющая Рх вызывает смещение элементов системы СТС
в направлении оси обтачиваемой поверхности и не влияет на точность об-
работки поверхности.
Составляющие Pz и Ру перемещают центр поперечного сечения обраба-
тываемой заготовки в плоскости действия составляющих силы резания и
S6

тем самым изменяют расстояние от вершины резца до оси вращения заго-
товки, что Приводит к изменению размера обрабатываемой поверхности в
этом сечении.
Предположим, что под влиянием составляющей силы Р, центр сечения
переместился на величину Ду, равную 0.001 d (где d - диаметр заготовки)
(рис. 3.9).
Рис. 3.9. Перемещение обрабатываемого сечения заготовки
Очевидно, что при этом диаметр данного сечения заготовки увеличится
на величину Да - 0,002 мкм. При перемещении расчетного сечения под воз-
действием составляющей Р, на величину 0,001 мкм размер диаметра рас-
четного сечения увеличится на Дд ?= 4 - 10'5d.
'Исходя из этого А. П. Соколовский[12] предложил выражать жесткость
технологической системы j(kH/m или Н/мкм) отношением НОРМАЛЬНОЙ
составляющей силы резания Ру к суммарному смещению-«у» (м, мм,мкм)
лезвия режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности
заготовки, измеренному в направлении нормали к Этой поверхности, т. е.
j^P/y им у = 4Р/Ду.	(3.11)
При нахождении жесткости технологической системы по значениям
жесткости отдельных ее звеньев, а также при расчете-погрешностей обра-
ботки, связанных с упругими отжатиями отдельных элементов системы,
удобно пользоваться понятием податливости, которая численно равна вели-
чине, обратной жесткости.
ПОДАТЛИВОСТЬ ® технологической системы - способность этой сис-
темы упруго деформироваться под воздействием внешних сил:
а> = 1/J.	(3.12 )
Рассмотрим в данном параграфе методику прогнозирования погрешно-
сти обработки от упругих перемещений элементов системы.
57

Стандартами установлены нормы точности и жесткости металлорежу-
щих станков [21]. Методики проверки станков на жесткость - стандартизо-
вана. Например, при проверке жесткости токарного станка измеряется отно-
сительное перемещение передней или задней бабок относительно суппорта.
При этом между суппортом и передней или задней бабками устанавливается
динамометр, указанные узлы сближаются, при этом динамометр показывает
величину усилия. Например, ГОСТ 18097-72 для токарных и токарно-
винторезных станков с наибольшим диаметром обрабатываемой заготовки
200 мм устанавливает наибольшее смещение (мкм) резцедержателя и оп-
равки, установленной в шпинделе передней бабки для станков нормальной
точности 100, а для оправки, установленной в пиноли задней бабки,
130 мкм,динамометр покажет силу 1960 II. Опытом установлено, что жест-
кость задней бабки и суппорта токарного станка примерно одинаковы, т. е.
и резцедержатель, и пиноль задней бабки при нагружении переместятся ка-
ждая на 65 мкм. Отсюда жесткость суппорта jc и жесткость задней бабки рт
jc i n, 1960/65 - 30,15 * 30 Н/мкм.
При установке динамометра между оправкой, установленной в перед-
ней бабке, и резцедержателем при создании нагрузки 1960 Н суппорт также
переместится на 65 мкм, следовательно, передняя бабка переместнт-ся на 35
мкм, поэтому жесткость передней бабки токарного станка
jns = 1960/35 = 56 Н/мкм.
Если на токарном станке обтачивается вал длиной 300 мм и диаметром
20 мм, то его жесткость в момент, когда резец находится в среднем сечении,
составляет 2.84 Н/мкм - значительно ниже жесткости станка.
Поэтому, анализируя возможные погрешности от упругих перемеще-
ний, следует прежде всего проанализировать жесткость обрабатываемой за-
готовки с учетом способа ее установки на станке. Существующие методы
сопротивления материалов позволяют вычислить аналитически лишь де-
формацию деталей самой простой формы: при анализе технологического
процесса это - валы.
Прогиб вала может быть теоретически вычислен по общей формуле со-
противления материалов. Рассмотрим прогиб балки, лежащей на двух опо-
рах и нагруженной изгибающим моментом М и силой Р. Под действием
этих силовых факторов на опорах возникают реакции Ri и R2 (рис. 3.10).
На схеме: I ~ длина балки, мм; Р - поперечная изгибающая сила, Н; М-
- изгибающий момент, Н-мм; £«,!>;£₽- расстояния от силового фактора
до расчетного сечения, мм; Rt; R2 - реакции на опорах, Н; Уж - прогиб бал-
ки в расчетном сечении с координатой «X», мм.
, Для расчета величины прогиба балки рассматриваются все силовые
факторы, расположенные левее расчетного сечения. Прогиб балки опреде-
ляется каноническим уравнением
я

Рис. 3.10. Схема изгиба балки, лежащей на двух опорах
Ух =	+ ±R$p3 -1 Р£Р\ ( 3.13 )
где Е - модуль упругости первого рода, МПа; Jz - осевой момент
инерции площади расчетного сечения вала, мм4; <ро - угол поворота нулево-
го сечения балки. рад.
При использовании расчетной зависимости (3.13) для вычисления де-
формации вала в процессе обработки на токарном станке формула несколь-
ко упрощается. Форма обработанной поверхности вала изменяется в резуль-
тате изменения расстояния от вершины резца до оси вращения заготовки,
поэтому рассматривается только прогиб заготовки в сечении от действую-
щей силы Ру. Внешний изгибающий момент отсутствует, зато при закрепле-
нии заготовки в патроне может возникнуть реактивный изгибающий мо-
мент.
Если заготовка укреплена в патроне и поджата задним центром, задача
становится статически неопределимой и для расчета деформации заготовки
приходится потьзоватъея методикой расчета прогиба статически неопреде-
лимых балок (убирается «лишняя» опора, и ее действие заменяется силовым
фактором, а перемещение сечения балки на опоре приравнивается к нуле).
Используя приведенную формулу, можно получить следующие расчет-
ные зависимости для вычисления деформации заготовки в точке контакта ее
поверхности с вершиной резца. При обточке заготовки, консольно закреп-
ленной в патроне,
РуХ3
Уз 3EJ2 ’
прнэтомЕге=-Ру
при обточке заготовки, установленной в центрах,
(3.14)
»

^Ру~.	(3.15) (3.16)
/		(3.17)
при обточке заготовки, установленной в патроне и подпертой задним		
центром, Р., Ц~х)х3 х д		.2 Т-4),	(3.18)
yi \2EJt I	Z l		
&П.В	/ — г	X -1’—<1+7'5т>	(3.19)
Р-З.Б ~ Р	, 1-Х.. X X?	(3.20)
В этих формулах х - расстояние от левого торца вала (от передней баб-		
ки) до расчетного сечения, мм; Rh e - реакция опоры на левом конце вала		
(реактивная сила, действующая на переднюю бабку, Н), Ru - реактивная		
сила, действующая на заднюю бабку, Н;		Ру - радиальная составляющая си-
лы резания Н. Осевой момент инерции сечения вала может быть вычислен по форму-		
ле
J, - ndf/64 я 0,050*, мм*.	( 3.21 )
Для пустотелого вала
J, = 0,050* fl - K„<),	(3.22)
где Kn “ EVd - коэффициент пустотелости; d - наружный диаметр
шейки вала, мм; D-диаметр отверстия в валу, мм.
Заготовки валов часто имеют несколько шеек разного диаметра. В этом
случае осевой момент инерции сечения вала определяется по
«приведенному диаметру».
Для валов, Показанных на рис. 3.11, ^приведенный диаметр определя-
ется по зависимости
, ччЧ+<А+<Ч
d = р-1-------—------1-?—....	( 3.23 )
V А
Если вал имеет шейки с уменьшающимися диаметрами (рис. 3.11, б),
то приведенный диаметр определяется по формуле
60

Рис. 3.11. Приведение диаметра вала
, d.l. +d-l7 +dJL +d.l.
d = -i-i-----LI. 2.3------—.	( 3.24 )
При расчете погрешности обработки заготовки на токарном станке сле-
дует учитывать и упругие перемещения соответствующих элементов станка.
Перемещение (отжатие) вершины резца за счет упругой деформации суп-
порта
Vc^Py/jc.	(325)
где jc - жесткоср. суппорта, П/'мм.
Перемещение конца вала с опорой на переднюю бабку станка
Удд “ Рпб^па	( 3.26 )
ГДО jn£ - жесткость передней бабки станка, Н/мм.
Перемещение конца вала, опертого на заднюю бабку
Узб — Рзб^збг	( 3.27 )
гдс.]зв - жесткость задней бабки станка, Н/мм.
Указанные перемещения в расчетном сечении складываются и приво-
дят к увеличению диаметра обтачиваемой поверхности на величину Ad, мм.
При обработке заготовки в патроне
& - 2(УС + Упб + Уз).	( 3.28 )
При обработке заготовки, закрепленной в центрах и закрепленной в па-
троне с подпором задним центром,
= 2 УП£+(Уз£-Уп.б^+Ус+Уз
(329)
61

3.6. Анализ качества обработанной поверхности
Одним из направлений исследования базового технологического про-
цесса является анализ предполагаемого качества обработанной поверхности.
Известно, что качество поверхности - это комплексное понятие, вклю-
чающее геометрическую форму, шероховатость, волнистость, химический
состав и так далее поверхностного слоя.
При выполнении аттестационной работы рекомендуется проанализиро-
вать шероховатость поверхности, которую может обеспечить спроектиро-
ванная технология.
На рис. 3.12 показана схема образования шероховатости поверхности
при точении.
Рис. 3.12. Схема образования микронеровностей
поверхности при точении
За один оборот заготовки резец из положения 1 переместится в поло-
жение 2, при этом на обработанной поверхности заготовки останется неко-
торая часть металла, не снятая резцом и образующая остаточный гребешок
а - в - с. Совершенно очевидно, что величина и форма неровностей поверх-
ности, состоящих из остаточных гребешков, определяется подачей S и гео-
метрией заточки режущего инструмента, в частности величинами главного
ф и вспомогательного <р| углов в плане. При использовании резцов с за-
кругленной вершиной достаточно большого радиуса г, форма неровностей
становится закругленной. При этом увеличение радиуса закругления вер-
шины резца приводит к уменьшению шероховатости Rz.
Исходя из этих геометрических представлений, проф. В. Л. Чебышев
[12] предложил прогнозировать высоту микронеровностей поверхности по
формуле
(330)
a

ЦмжгичевИВ. образование микронсровностсй поверхности протекает
значительно слойфее-
При изготолийнии режущего инструмента и при его затуплении на ре-
жущем лезвии инструмента образуются неровности и зазубрины, опреде-
ленным образом увеличивающие шероховатость поверхности [12]. Влияние
неровности леями инструмента на шероховатость обработанной поверхно-
сти «РОбсино существенно при тонкий точении с малыми подачами, когда
неровности лаЭДИя соизмеримы с величиной R« , найденной по формуле
(3 J0). В отдельных случаях полного копирования профиля зазубрин на об-
рабетывасмуюповерхность может и не произойти, так как пластически де-
формированный металл стружки и обработанной поверхности иногда зате-
кает а зазубрины режущей кромки, частично затормаживаясь в их плоско-
сти, и делает их как бы более мелкими. В результате этого рост высоты ше-
роховатости обработанной поверхности в некоторых случаях отстает от уве-
личения глубины зазубрин режущего лезвия. Однако и в этих случаях влия-
ние зазубрин лезвия на шероховатость обрабатываемой поверхности может
бытьзначительным.
По имеющимся практическим данным при затуплении режущего инст-
румамТК й появлении на нем зазубрин шероховатость обработанной поверх-
ности возрастает при точении - на 50 - 60 %, фрезерование цилиндриче-
ским фрезами -на 100 - 115 %, фрезеровании торцовыми фрезами - на 35-
-45 %, фюрленни - на 30 - 40 % и при развертывании - на 20 - 30 %. Ука-
занное увеличение шероховатости обрабатываемой поверхности при затуп-
леииирййушего инструмента связано не только с геометрическим влиянием
зазубрин, возникающих на режущем лезвии, но -и с возрастанием радиуса
скругления лезвия. Увеличение радиуса скругления лезвия повышает сте-
пень пластической деформации металла поверхностного слоя, что приводит
к росту шероховатости поверхности.
Указанные выше особенности образования шероховатости обработан-
ной поверхности необходимо учитывать при выполнении соответствующего
раздам аттестационной работы. При анализе отдельных операций ставится
*дача установить обеспечивает ли принятый режим резания и указанная
геометрия заточки инструмента получение шероховатости не больше ука-
занной в технблоп«ческом процессе. (В реальных условиях, учитывая ука-
занные причины возрастания микронеровностей с течением времени обра-
ботки. технолог-разработчик может назначить режим, первоначально обес-
печивающий более высокое качество обработанной поверхности, с тем что-
бы к концу периода стойкости инструмента требования чертежа детали не
были нарушены).
Если разработчик аттестационной работы делает вывод о не обеспече-
нии базовым теивмогическим процессом требований чертежа, то следует
учитывать указанные нижа рекомендации [12].
<з

1.	Увеличение подачи, главного <р и вспомогательного q>t углов в плане
приводит к росту высоты неровностей. При чистовой обработке целесооб-
разно пользоваться проходными резцами с малыми значениями углов <р и
ФР, не следует без особой необходимости применять подрезные резцы.
2.	Возрастание радиуса закругления вершины резца снижает высоту
шероховатости поверхности.
3	Понижение шероховатости режущих поверхностей инструмента по-
средством тщательной (желательно алмазной) доводки устраняет влияние
неровностей режущего лезвия на обрабатываемую поверхность. Наряду с
уменьшением шероховатости обрабатываемой поверхности доводка заметно
повышает стойкость режущего инструмента, а следовательно, и экономич-
ность его использования.
Выполнение задания по анализу предполагаемого качества обработан-
ной поверхности предполагается в два этапа.
Прежде всего на основе среднсстатических данных устанавливается со-
ответствие намеченной операции требованию получить заданную шерохо-
ватость поверхности, т. е. устанавливается соответствует ли анализируемая
операция рекомендациям табл. 3.10 - 3.13.
На втором этапе, используя эмпирические зависимости, приведенные в
табл. 3.14,' вычисляется предполагаемое значение параметра Ra, которое
можно.получить, соблюдая регламент анализируемой операции.
По расчетным формулам табл. 3.14 вычисляется значение параметра
Ra, мкм. В технологической документации часто используется параметр Rb
поэтому при оценке обеспечения выполнения требований чертежа, исполь-
зуется табл. 3.17, в которой приведены рекомендуемые значения парамет-
ров Ra hR,


ТабжцаЗ.10
Достижимые точность и качество основных методов мсханмчосавов
обработан заготовок [9]
Матея обработай	Кт/ш- тет	If	Матам обработан	КЯала-	1?
				ТОТ	
Плоские тверпмств					
Торцовое фрезерование: черновое теговое Тонкое	12- И Р-11 6-t	4-16 1-4 0,32-1,25	Торцовое точвинк черновое «актовое тонкое	12-13 9-11 6-1	«14-М 1,6-м 032-1,6
1фимнцрич0с«ое фрезе* ромннс: черновое чистовое тонкое	12-14 9-11 6-t	less lies	Шднфованиг. ОфВфСвЮ© ’••стом» тонкое	1 I 1 •в ч> «а	1,6-4 0,32-1.6 Ц01-О.32
Строгине: черновое «актовое тонкое	12-14 9-11 6-»	6,4 —4,0 1-6,3 0,32-1,6			
Наружные маерпметаврамемия					
Обтачивание: черновое полуокговое чистовое	12-14 10-12 1-10	12-40 2-16 0,1-2,5	Шлифовано: облцмгаам чистовое тонкое	1-9 6-7 5-6	1-2.5 0,2-1,25 0,05-0Д5
					
					
Смрвеаиас	10-13	3,2 -1,2	Растачшннв: черновое	11-13	1-16
Зейгерование: черновое чистовое	10-12 1-9	2,5-1 1,25 3,2	получистовое «актовое такое	Г ГТ * а» ©	T7S
Ржлжсртыжаннс: черновое чистовое .	10-11 7-9	1,25-2,5 0,63-1,25	ПЬшфовамж: обдирочное чистовое	1-9 6-7	1,6-3,2 032-1,6
тонкое	5-6	0,32-,63	такое	5-6	0,010,32
Протатаяоао: черновое чистовое	1 S во	1,25-3,2 0,92-1,25	Хаммгованнс: черновое чистовое	г*» О 1 Г Ч> «А	1.25-3,2 0,25-1,25
							тонкое	4	0,04-0,25
Примечания: 1. Данные относятся к деталям из конструкционных сталей.
2. Для деталей из чугуна параметр R. можно принимать в 1,5
раза больше табличных.
4$

Таблица 3.11
Возможные методы обработки зубчатых венцов [9]
Метод обработан -	Спяеяь тачноста	1?	Метод обработай	Сппш wnri	1»
Зубонарезвнис: модульными фре- зами черничными фре- зами долбяками	9-11 8-9 7-.8	8-16 32- 8,0 2,0-4	Накатывание	8-9	0,8-2
			Шевингование'	5-6	0,6-1,25
			Шлифование	5-6	0,32- 1,25
			Обкатывание	5-6	0.32- 1,0
Протягивание	6-7	0.8- 1.6	Притиры	5	0,1-0,25
Примечание -см. табл. 3.10
Таблица 3.12 '
Возможные методыобработкн шлицев [9]
Метод обработки	Ra, мкм	Метод обработки	Ra, мкм
Шлице фрезерование: черновое чистовое	4-6 1.25-4	Шлифование шлицев: черновое чистовое	1,6-3,2 0,4-1,25
Шлицестрогание	1-1,25	Накатывание шлицев	0,8-1,0
Шлицепротягиваяне	0,8-1,6	Обкатывание шлицев	0,32-1,0
Примечание - см. табл. 3.10
Таблица 3.13
Возможные методы нарезания резьбы [9]
Метод обработки	Класс точнос- ти	Ж мкм	Метод обработки .	Класс точнос- ти	Ra, мкм
Нарезание резцами, гребенками, резцо- выми головками	2-3	1,6- 4.0	Накатывание н рео катываиис	1-2	0,8- 1/25
Нарезание метчика- ми, плашками	3	1,25- 3,2	Шлифование резьбы	1-2	0,63 1,24
Примечание - см. табл. 3.10
66

Таблица 3.14
Взаимосвязь пмрояяаггоет поверхности Ra. Мкм
от условий обработки [9}
Метод обработки	Эмпирическая формула	Условия
Плоские поверхности		
Торцовое фре- зерование	. 10MS Aar = 483OrUro.u/.ae	Обрабатываемый материал -ШХ15 S,-0,08-0,5 мм/зуб t-ОЛ- 1,8 мм V* 18-44 м/мин г-0,5-2 мм Т“5-20°
Строгание	о1,Я одт Ла-37,3^-4-—	Обрабатываемый материал -ШХ15 S = 0Д5 - 0,5 мм/дв.ход 1-0,3-0,8 мм V-5,6-22м/мин г-0,5-2 мм Т-5-20°
Торцовое точе- ние	о1,«_0,«9 Ла = 10,88— г ,э	Обрабатываемый материал -ШХ15 8-0,1-0.5 мм/об г-0,5-2 мм Г* 5-20*
Шлифование чистовое	А=%яда. г4	ОбрабатываеньА материал -Л2ХНЗН V,-0Д1-0,17 м/с $-3-6мм£вдд 1— 41,01 -0,04 вот 'Г^всть ходов) = 1 - 5 даййвдегояь) -16 - 40	
		
Наружные цнямидричес^паМВ^Р^		
Получистовое и чистовое то- чение	Ra^K.^J^ ° г**у*г	8 - 0,05 - 0,43мм/об V-71 -282 м/мин г-^5-2 тот у- + 4-(-40)° Ke;kI;Ki...K.B тибл. 3.15,3.16
Г

Продолжение табл. 3.14
Метод обработка	Эвкамратеская формула		Услосмш
Тонкое алмаз- ное точение	°	г'Ч1’		S = 0,05 - 0,5 мм/об У=50-150м/мии г “ 0,5 - 2 мм Т-+4-(-40Г, Koi К,; К» ... К. в табл. 3.J5,3.16»
Круглое на- ружное шли- фование	“	рЯХК ^>чоьцаи		Обрабатываемый матеро* ста» 4QX (HRC, 30 - 35) V, =-20 - 50 м/мяы S, •= 0,01 -0,05 мм/да.жод i “ 1 - 5 раблодев Н =1 (саизка СМ1) Н - 2 (евхзка С) i. » 9,«- 29,4 Н/мм z - 16 - 40 (зернистость круга)
Сверление	Ла - 6,36<70-2У012№л'		Обрабатываемый материал -сталь 40Х d- 12-25 мм V = 12-20 м/мин S= 0,06- 0.14 мм/об
Зенкероаанис	тг#.МлО36 7^ = 56L±		Обрабатываемый материал - сталь 40Х 4-12-25 мм V *= 25 - 40 м/аоас S-0,3-0,6 мм/об
Развертывание	гО.ЗЛргО.*» о		Обрабатываемый материал - сталь 40Х	i б=12-25мм V = 5 - 10 м/мин S = 0,06 - 1,6 мм/об	i
Растачивание подучистовое и чистовое	Л?=^2	оси	Обрабатываемый материв* -;
			(«0,15-1 мм	। S = 0,05-0,5 мм/об	1 V «50- 150м/мин	। г«О,5-2	| 7 =+4-(-40)’	! а = 3-Т	| j.= 10-40Н/МКМ

Продолжение табл. 3.14
Метод обработки	Эмпирическая формула	Условии
Внутренне шлифование	Si S Ла=9^5-^--^—^-- ’Д’2^3.04j	Обрабхтмаасмый матерная - сталь «ОХ (НИС» 30-35) V,“ 20 -50 м/мин S, = (O,3-O,t)B St = 0,01-0,09 мм/далед i= 1 -3; яш СТ2:Н=5 дааМЗ:Н«Э; z=16-4O 1. = »-30 кН/мм
Хонингование	уАМ	цО-Э*	лЦ.СВ	Сталь ШХ15 бруски m мжтрсжорундк, зер- нистость 50/40 на керамиче- ской сказке Vf = 26-76 м/мин (скорость чернового жиннго- вання) v2- 50-150м/мик (скорость чистового ховвао- вания Pt = 0,5 - 1,5 МПа (при прсдаа- ритеяьжй обработке) Pi» 0,3 - 1 МП» (при оконча- тельной обработке) f= 1300-1900 мин4 (частота волебмяО А - 1 - 2 ин (ашшпула жоао- бшвМ) т = 5 - 10 с (время хонингова- ния)
Примечание. В указанных формулах приняты обозначения:
V - скорость резания, м/мин; V, - скорость вращения заготовки (круговая
подача) при шлифовании; S - подача, мм/'об, S, - подача, мм/зуб; Sj - доле-
вая подача при шлифовании (продольная подача), мм/об.; t - глубина реза-
ния, мм; St - радиальная подача (глубина резания при шлифовании),
мм/дв.ход, d - диаметр обрабатываемой поверхности, юг, В - высота
(ширина) шлифовального круга, мм; г - радиус закругления вершины резца,
мм; А - амплитуда колебаний брусков при хонинговании, мм; f - частота
вибраций при хонинговании, колУмин; z - номер зернистости абразивного
инструмента; у - передний угол заточки инструмента, град.; а - задний угол
заточки инструмента, град. ;	- жесткость станка, кН/мм; Н - характери-
стика твердости шлифовального круга; i - число рабочих ходов
(выхаживания) при шлифовании; т - время хонингования, с.

Таблица 3.15
Коэффициенты для расчета шероховатости
при точении сталей			9,211		
Марка стала	К.	к.	К1	К»	
Ст.З	0,01	0,65	0,6	0,5	1,9
Сталь 20	41,8	0,75	0,55	1,38	0.25
Сталь 45	.7,0	0,85	0,65	0,36	0,15
Сталь 70	5,8	м	0,78	0,15	0.16
Таблица ЗЛб
Коэффициенты для расчета шероховатости
______ при тонком точении [9,21 ]____________________
Обрабатываемы! материал	к.	К,	к,	к>	к.
Сталь 45 (HRC, 48)	0,16	0,59	0,29	0,19	0,66
СтальУ10А(НКС,62)	0,68	0,77	0,28	0,24	0,56
Высокопрочный чугун	6,0	0,28	0,2	0,21	0
Таблица 3.17
Предпочтительные значения шероховатости, рекомендуемые
________при технологическом проектировании [6] ____________
Область применения	Кн МММ	Ra, мкм	Область применения	Rw мкм	R*» мкм
Предварительная (черновая) обработка	400 200 100 50	100 50 25 12,5	Отделочная и дово- дочная обработка	0,8 0,4 0.2 0,1 0,05 0,025	0.2 0,1 0,05 0,025 0.012
Чистовая обработка	25 12,5 6,3 3,2 JL6-	.6,3 3,2 1.6 0,8 0,4			
3.7. Примеры вычислений погрешностей обработки заготовок
Пример 3.1. На вертикально-сверлильном станке 2Н135 с использова-
нием кондукторного приспособления в заготовке рычаге сверлится система
отверстий 0 10*мй‘ и 0 б^^рис. 3.13). Вычислить погрешность установки.
Согласно операционному эскизу заготовка базируется на плоскость и оряен-
. я

тируется по контуру. Все базовые поверхности предварительно обработаны.
(Шероховатость Ra = 3,2 мкм. Размеры 30 + 0,09 и 80 ± 0,15 обеспечиваются
кондукторным приспособлением. Вычислить погрешность установки при
выполнении размера 28 О 52.
Погрешность базирования вычисляется по схеме, приведенной в
табл. 3.1 (<< = 0,5 TR(l/stn а + /). Так как допуск базовой поверхности задан
иа радиус, то £g = TR(l/stn а + 1) при 2а = 90° Ев = 84(1/0,707 + 1) =
- 203 мкм.
Погрешность приспособления и закрепления устанавливается по
табл. 3.4 для случая чисто обработанной базовой поверхности при установке
на пластины. Так как наибольший размер заготовки по нормали к обрабаты-
ваемой поверхности 118 мм (еп + е3) = 60 мкм.
Погрешность установки (по формуле 3.3)
в = 1,2^/г,1 + («, + вО)1 — 1,2V203’ + 60’ - 256мкл<.
Рис. 3.13. Операционный эскиз
Пример 3.2. На токарном станке модели 16К20 обтачивается заготовка
вала, показанная иа рис. 3.14.
Заготовка из стали 45 (о« = 550 МПа). Режим обработки: глубина реза-
ния 1 = 1 мм, подача S = 0,15 мм/об, скорость резания V = 251,3 м/мин
(частота вращения п = 800 об/мин). Резец проходной 16 х 25 с пластинкой
твердого сплава Т15К6.
Установить погрешности от размерного износа и тепловой деформации
резца и оценить возможность обработки заготовки без брака.
71

РЕШЕНИЕ. Рассчитаем износ резца и его тепловую деформацию в трех
точках на расстояниях 100 - 200 - 300 мм от правого конца вала. Расчет из-
менения размеров в сечении 1 - 1.
Рис. 3.14. Эскиз вала
Путь резания
209.44м
„ 1000S	1000-0,15
Время непрерывной работы резца
/	100
nS “ 800-0,15
= О,83 мин.
Размерный износ
<7- U^L-L^J/JWO - 7(209,44 +• lOOOyiOOO -8,47 мкм.
Тепловая деформация резца
Дго »0,45^<гл(45)°’”Г0’5 =0.45j|~550(1 0,15)<,'7525U0’5 =88,6 мкм.
Удлинение резца за время непрерывной работы t
Аг =Лт<Л - Г*) “ 88,6(1	* 16,6 мкм.
Общее изменение длины резца за счет износа к тепловой деформации
Лг~Дт- U~ 16,6-8,47 = 8,13 мкм.
Изменение размера обрабатываемой поверхности в первой точке
2U « - 24р - - 16J6 мкм.

Аналогично вычисляется время непрерывной работы, размерная и теп-
ловая деформация резца во второй и третьей точках. Результаты расчета за-
несены в табл. 3.18.
Как следует из табл. 3.18 в третьей точке изменение размеров резца
приводит к неисправимому браку.
Таблица 3.18
Изменение размеров резца и заготовки в трех контрольных точках
Точка	И	м	t, МММ	и» мкм	Ат, мкм	Ар» мкм	Ль мм
1	209,44	1209	0.83	8,47	16,6	8,13	-0,016
2	418,88	1419	1,67	9,93	30,1	20,17	-0,040
3	628,32	1628	2,5	11,4	41,18	29,70-	-0.0596
Рассмотрим внесение изменений в план операции с целью исключения
возможности брака.
Наиболее простое мероприятие (не снижающее производительности об-
работки - усилить резец, т. е. Резец с державкой 16 х 25 мм заменить резцом
с державкой 25 х 25 мм (что вполне допускает резцедержатель станка).
В этом случае
ДГо =0Л5^^550(1 • 0,15)°-7522251,30-5 - 56,7;
2.5 _
Дг* 56,7(1-/ *)-2635;
Др =2635-11,4-14,95,
Да - -2  14,95 = 29,9мкм <• 0,03мм.
Изменение размера обрабатываемой поверхности меньше допустимого
по чертежу отклонения, но в приведенном расчете не были учтены другие
возможные погрешности обработки. Исследование данной системы СПИД,
проведенные раньше, позволили установить, что данной системе свойственно
среднее квадратичное отклонение выполняемых размеров о = 4,7 мкм, т. е.
поле рассеяния случайных погрешностей
а = ба = 4,7 • б « 28,2 мкм.
Что теоретически делает брак возможным (Да - 28,2 + 29,9 - 58,1 мкм).
Пример 3.3. Заготовка вала (рис. 3.15) обрабатывается на токарном
многорезцово-копировальном станке 1713.
Сталь 45, вв =• 550 МПа (Е » 2 • 10s МПа).
Намечена обработка проходным резцом (ГОСТ 18878-73) с пластиной
твердого сплава Т5К10, сечением 16 х 25, с углами заточки <р - 45°; epi = 10°;
у=10°;Х = 5°.
73

Режим обработки: глубина резания tt = 3,2 мм, t2 - 1,2 мм; подача S “
0,5 мм/об, скорость резания v = 78,85 м/мин (п - 500 об/мин). Период стой-
кости резца выбран Т = 60 мин.
Требуется установить погрешности от упругих перемещений элементов
системы СТС.
Рис. 3.15. Эскиз обрабатываемого вала
РЕШЕНИЕ. Погрешности от упругих перемещений элементов системы
СТС определим в четырех сечениях заготовки: 1 - 1'; 2 - 2'; 3 - 3'; 4-4'.
Установим жесткость узлов станка. По справочнику [21J допустимое
смешение под нагрузкой 10000 Н продольного суппорта относительно оправ-
ки, закрепленной в шпинделе 220 мкм, то же относительно оправки, закреп-
ленной в пиноли задней бабки 300 мкм. Расчет произведем по указаниям,
приведенным выше. Считая, что перемещения суппорта и задней бабки при-
мерно одинаковы и составляют 300/2 = 150 мкм, жесткость суппорта равна
жесткости задней бабки и составляет jas"° 10000/150 *> 67 П/мкм.
Перемещение передней бабки у = 220 - 150 = 70 мкм и jns = 1000/70 »
143 Н/мкм.
Сила резания Ру вычисляется для обработки первой и второй шеек вала.
При обточке шейки Й 44 мм глубина резания t = 3,2 мм. Величина состав-
ляющей Ру рассчитывается с использованием справочника [21 ]:
К»- = (ов/750)*; п - 0,75 (табл. 9);	-1; К,р -1; К» -1,25 (табл. 23).
Kp KMpKyfK7f>KkP=0,75 1 -1  1,25-0,987.
О» = 243; Х“ 0.9; У - 0,6; п =-0,3
74

/», = 10Cft'S^'Kf = 10-243-3,2е* -0,5м-0,987 = 1218Я.
Произведя аналогичный расчет для второй шейки (обточка 0 48 мм с
глубиной резания 1 = 1,2 мм), подучим Р, == 504 Н.
Расчет погрешности обработки в сечении 1 - Г.
Приведенный диаметр заготовки (с учетом обточки ее левого конца до
сечения 1 - Г)
, d^yd2l2 44-125 + 50-575 .вй_
я = -и-----£-£ m----------------- 48.93мм.
I	700
Осевой момент инерции в расчетном сечении
J, - 0,05</ = 0.05-48.934 • 286596-« 2,87 • Ю’жм*.
Прогиб заготовки в расчетном сечении
Р*г(/-х)2	1218-575г4252	пп<_
V =	----------_--------------------= 0,052мм.
ЗЕ/,/	3-2-105-2,87-105-700
Деформация передней бабки станка происходи! под действием реакции
силы Р, на опоре
КП Б -Ру1^ 1218™Ь?” -
Перемещение передней бабки
У ns “ Rns/jns ~ 217.5/145 - 1.5 мкм - 0,002 мм.
Деформация задней бабки станка происходит под действием реакции
Язя - />7 “ 1218  575/700 = 1000 Н.
Перемещение задней бабки
Узя - RxsSss = 1000/67 - 14,9 мкм * 0.015 мм.
Деформация суппорта происходит под действием силы Ру:
Ус~Р/)с~ 1218/67 = 18,18 мкм» 0,018 мм.
Погрешность диаметра обрабатываемой поверхности в сечении 1- Г:
М = 2^Уя.Б + (Уз.б ~Уя.Б)у+ Ус +Уз^
Ad - 2(0,002 + (0,015 - 0.002) 575/700 + 0.018 + 0,052] = 0,164.
Приведенный диаметр в сечешш 2-2'
J d.L + d.L + d.L 44 -250 + 48 -15 + 50-435 o
J__ = —Li —L-i----LL= —---------—— -----------= 47,8mjh.
}	700
J, » 0,05d,/ - 0,05-47,84 « 2,61-10’jwjm4.
Деформация заготовки
РгхгЦ-*У 504 -4354700-435)1 ЛЛ£,
У’~ 3EJ1 3-2-10’2,61-10* .700 ~
75

Деформация суппорта
Ус - P/Jc ~ 504/67 » 0,008 мм.
Реакция опоры на передней бабке
Ял.К-^~ = 504^ = 190ЯЯ.
Перемещение передней бабки
Упя - RaVJnjs “ 190,8/145 - 1,33 мкм ~ 0,001 мм.
Реакция на задней бабке
х 435
ЯЗБ 7 = 504 _-=313,2Я.
r I 700
Перемещение задней бабки
У1Б = 313,2/67 = 4,67 мкм « 0,0005 мм.
Погрешность диаметра обрабатываемой поверхности в сечении 2-2*
М ~	+ О'з.л ~Уп.б) у + Ус +Уз
= 2(0,001 +(0,0005 - 0,001)435,700 + 0,008 + 0,061] = 0,144.
Аналогично производятся расчеты дм сечения 3 - 3' и 4 - 4'. Результа-
ты расчел» сведены в табл. 3.19.
Таблица 3.19
Расчет погрешности размеров обработанной поверхности вала
Сечение	1-1'	сч 1 (Ч	3-3'	4-4'
Ad, мм	0,164 '	0,144	0,214	0,057
Пример 3.4. В условиях мелкосерийного производства запланирована
операция токарной обработки вала, эскиз которого показан на рис. 3.16.
Наметено проводить операцию за двадюрехпда: черновое точение на
размер(1) и чистовое точение на размер (2). Шероховатость поверхности
вала после чистовой обточки: Ra - 1,6 мкм.
Обработка ведется на токарно-винторезном станке 1К62; проходным
упорным отогнутым резцом с углом в плане 90° (ГОСТ 18879-73), оснащен-
ном пластинкой твердого сплава Т5К10 на черновом переходе и резцом с
пластинкой Т15К6 при чистовом переходе.
Требуется рассмотреть возможность окончательно обработать поверх-
ность вала за один переход резцом с пластинкой Т5К10: <р = 90°; q>i = 10°;
у = - 5°; X = 5°; р = 1,2 мм.
РЕШЕНИЕ. При обработке поверхности вала возникают три погрешно-
сти: погрешность от упругих перемещений элементов системы СТС - по-
грешность от размерного износа резца - А, и погрешность от теплового уд-
линения резца А,.
76

Погрешности А, и Л, приводят к увеличению размера, а погрешность А,
- к уменьшению. Рассмотрим суммарную погрешность на диаметр вала
Ad - 2(Ду + Ан - Аг) в пяти сечениях, обозначенных на операционном
эскизе
Рассчитаем погрешность от упругих перемещений.
Для расчета погрешности должен быть назначен режим обработки заго-
товки. (Назначение режимов ведется по справочнику [21] с указанием номе-
ров таблиц по этому справочнику).
Исходная заготовка - труба холоднотянутая из стали марки 45
(о> = 610 МПа).
Рис. 3.16. Операционный эскиз вала
Таблица 3.20
Расчет погрешности обработки
Сечение вала	1-1	2-2	3-3	4-4	5-5
X, мм	600	500	300	200	100
Йщэ, ММ	60	58,92	56	54,67	53,33
4, мм‘	4Д4-10*	3,787-10*	2,678-10*	2,228-10*	1,806-10*
L. м	0	150,8	452,4	603	754
X, мин	0	1,6	4,8	6,4	8
А,, мм	0,038	0,041	0,072	0,071	0,048
Ди, мм	0	0,009	0,012	0,013	0,014
А» мм	0	-0,05	- 0,105	-0,12	-0,13
Ат, мм	0,038	0	-0,021	-0,036	-0,068
Ad, мм	0,076	0	-0,042	-0,072	-0,136
Ad я, мм	0	-0,076	-0,118	- 0,148	0.212
77

Сечение 1-1, Погрешность обработки возникает в результате дефор-
мации силой Р, задней бабки и суппорта
Ум = Ус • 563,4/30 = 18,78 мкм = 0,019 мм.
Результаты расчета вносятся в табл. 3.20, Ad = 2A^.
Так хак обработка ведется методом индивидуального получения задан-
ных размеров, при этом погрешность в сечении 1-1 может быть компенси-
рована наладкой, подсчитывается относительная погрешность диаметра Ad^,
равная погрешности в данном сечении минус погрешность в сечении 1-1,
Сечеиже2-2.
.	«+</,/,	52-100 + 60,3-500 .оа.
d . _м------»Л. > —----------!------_ 58,92-mjw
" I	600
J, - 0,05(сГ - tf) - 0.05 (58,92* - 46*) - 3.78710s мм*.
PyX2(l - х)2	563,4 5ОО2 • 1002
3EJJ ° 3-2-ГО5-3,787-105-600
D D ^~Х <^,.600-500 СПОИ
Рп.б = 563’4~"^Г~ * 93’9Н
I	Сил)
Упя -‘Ядя/Лы = 93,9/56 = 1,678 мкм = 0,002 мм.
«3.17 =«,7 = 563.4^ = 469.5/7.
•	OUv
Узя “ Язя/Изя “ 469,5/30 “ 15,65 мкм * 0,016 мм.
Ус-Р^с~ 563,4/30 “18,78 мкм • 0,019 мм.
х	500
д, “Уп.Б +(Уз.Б ~Уп.б)~^+Ус + Уз “0,002+(0,016 - 0,002)^^ +
+0,019 + 0,010 = 0,041.
Аналогично рассчитываются упругие перемещения во всех, расчетных
сечениях вала и результаты вносятся в таблицу.
Погрешности от размерного износа инструменте в сечении 1 - 1 равна
нуле. В сечении 2 - 2 эта погрешность определяется зависимостью
+ 1)/1М0.
Огяосительный износ по табл. 3.9, для резца с пластинкой Т5К10 со-
ставляет Uo “ 8 мкм/мм. Дополнительную длину L^» примем 1000 м. Тогда,
Аи- 8(1000 + 150,8X1000 - 9.2 мкм = 0,009 мм.
78

Аналогично подсчитывается ошибка для других сечений и результаты
вносятся в расчетную таблицу.
Погрешность от тепловой деформации резца в сечении 1-1 равна нулю.
В сечении 2-2 удлинение резца при установившемся тепловом режиме на
величину А/ вызовет изменение радиуса обрабатываемой поверхности на ве-
личину 4в = А/, причем по формулам 3.8 и 3.9
A/o = 0,45^aB(fS)0>sr<’’5 и Д/ = Д/о(1-е'гМ).
по
Для сечения резца, используемого на анализируемой операции, сечение
державки резца Л  I = 25 • 16, а вылет резца lf = l,5h = 37 мм.
37
Д/. = 0.45^yjg610(4,15-0,125)”595” = 150.96 = 1 51jmkjm.
Резец подходит к сечению 2-2 через т2 минут, причем
/2	100	,
Г, - —— - ------- = 1,0.4 ни.
* SM	62,5
Время непрерывной работы резца до перехода к расчетному сечению
внесено в расчетную таблицу.
Удлинение резца
Л1 - 151(1 - е,м) = 49,78 ~ 0,05 мм.
Значение Лт - - А1 = - 0,05 заносят в расчетную таблицу.
Очевидно, работая методом индивидуального получения заданных раз-
меров (методом пробных проходов) рабочий, получив при пробном проходе
размер 0 52,076 (т. с. исправляемый брак) произведет подналадку станка,
т. е. сместит резцедержатель суппорта в направлении оси вращения заготов-
ки так, чтобы получить размер 0 52 или меньше, в пределах допуска.
Пересчитаем все остальные погрешности с учетом этой корректировки
наладки и получим погрешности диаметра, записанные в строке Да от- Оче-
видно, что уже'со второго сечения будет получаться неисправимый брак. От-
сюда можно сделать вывод: обработать указанную заготовку за один переход
невозможно.
Пример 3.5. Оценить возможность получения заданной шероховатости
обработанной поверхности на сверлильной операции, выполняемой на ука-
занных режимах
Исходная заготовка - отливка из серого чугуна марки СЧ 18 (НВ = 225)
(рис. 3.17). Операция запланирована на вертикально-сверлильный станок
2Н135 и ведется на режимах: подача S = 0,56 мм/об; частота вращения
одшидсля п = 250 об/мин, (V = 18 м/мин). Обработка ведется сверлом спи-
ральным с коническим хвостовиком (ГОСТ2092-77) из стали Р6М5.
РЕШЕНИЕ. На первом этапе оценивается возможность получить тре-
буемое качество обработанной поверхности. По табл. 3.10 можно установить,
T9

что при сверлении удается получить точность обработки 10 - 13 квалитеты
при шероховатости поверхности Ra 3.2-] ,2 мкм.
В анализируемой технологической документации шероховатость обра-
ботанной поверхности оценивается параметром R£,mkm Шероховатость с па-
раметром R£ = 50 мкм соответствует шероховатости с параметром
Ra »12,5 мкм.	'
Таким образом, операция выбрана правильно, и при подборе режимов
резания требования чертежа могут быть выполнены. Это позволяет перейти
ко второму этапу анализа. По табл. 3.14 для операции сверления установлена
зависимость
Ra = 6.3Дв,вУв'к8м'.
Ra - 6,36 • 23од5 • 18*42 • 0,56м' - 15,47 мкм.
Таким образом, ориентировочно (приведенная в таблице эмпирическая
зависимость, как это следует изданных таблицы, установлена при обработке
совершенно другого материала), режим резания необходимо скорректиро-
вать. Если установить подачу S ~ 0,28 мм/об, то по приведенной формуле
шероховатость поверхности составит
Ra ’ 6.36 • 23’в • 18е*2 • 0.28м' « 11,64 мкм.
Рис. 3.17. Операционный эскиз сверлильной операции
№

Глав* 4. АНАЛИЗ ПРИПУСКА НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКУ
4.1.	Общий и операционный припуск
Чертеж исходной заготовки отличается от чертежа готовой детали преж-
' де всего тем. что на всех обрабатываемых поверхностях предусматриваются
припуски, соответственно изменяющие размеры, а иногда и форму заготовок.
Форма отдельных поверхностей исходной заготовки определяется с учетом
технологии получения исходных заготовок, требующей в ряде случаев опре-
деленных уклонов, радиусов закругления и т. п.
ОБЩИМ ПРИПУСКОМ на обработку называется слой материала, уда-
ляемый с поверхности исходной заготовки в процессе механической обра-
ботки с целью получения годной детали.
Установление правильных размеров припусков на обработку является
ответственной технико-экономической задачей. Назначение чрезмерно боль-
ших припусков приводит к непроизводительным потерям материала, пре-
вращаемого в стружку, к увеличению трудоемкости механической обработки;
к повышению расхода режущего инструмента и электрической энергии; к
увеличению потребности в оборудовании и рабочей силе. При этом затруд-
няется построение операции на настроенных станках, снижается точность
обработки в связи с увеличением упругих отжатий в технологической сисге-
’ ме и усложняется применение приспособлений.
Назначение недостаточно больших припусков не обеспечивает удаление
дефектных слоев материала и достижения требуемой точности и шероховато-
сти обрабатываемых поверхностей, а также вызывает повышение требований
к точности исходных заготовок и приводит к их удорожанию, затрудняет
разметку и выверку положения заготовок иа станках при обработке по мето-
ду пробных ходов и увеличивает опасность появления брака.
ОПЕРАЦИОННЫЙ ПРИПУСК - эго слой материала, удаляемый с заго-
товки при выполнении одной технологической операции (ГОСТ 3.1109-82).
Операционный припуск равняется сумме промежуточных припусков, т. е.
припусков на отдельные переходы, входящие в операцию. [12].
4.2.	Максимальный и минимальный припуск
Припуск на обработку может быть максимальным и минимальным. По-
нятие МАКСИМАЛЬНЫЙ и МИНИМАЛЬНЫЙ припуск зависит от способа
получения заданных размеров.
Предположим, что обрабатывается поверхность вала методом индиви-
дуального получения заданных размеров. Очевидно исходная заготовка мо-
жет иметь максимальные допустимые размеры, а обработанная поверхность
- минимальные (рис. 4.1). В этом случае припуск будет явно максимальным.
81

И наоборот - исходная заготовка имела наименьший допустимый размер, а
обработанная поверхность - наибольший. В этом случае припуск был явно
минимальным. Если творить о допуске на Припуск, т. е. о разности наи-
большего и наименьшего припусков, то в данном случае допуск на припуск
Tz определяется по следующей зависимости:
Гг = Т,+ ТЛ	(4.1 >
где Т, - допуск исходной заготовки; Тд - допуск детали.
Рис. 4.1. Схема расположения допусков припуска при индивидуальном
получении заданных размеров
Каргина несколько меняется при автоматическом получении заданных
размеров. Предположим, что на операции фрезеруется плоскость на размер А
(рис. 4.2.).
Рис. 4.2. Схема получения размеров детали при работе на
предварительно настроенных станках (метод
автоматического получения размеров)
Если фреза налажена на некоторый размер С , то в результате упругих
перемещений элементов системы СТС обработанная поверхность будет
иметь размер больше уровня наладки, причем получится тем больший раз-
мер, чем больше был размер исходной заготовки (т. е. был толще срезаемый
82

слой м больше поэтому силы резания). Очевидно в этом случае максималь-
ный припуск получится тогда, когда обрабатывалась максимальная по раз-
меру Аэ заготовка, т- «-
~ Азяа—Адяж и наоборот Z^^Aj^—Ag^t,
В данному случае допуск на припуск будет равен
Тг - ZM~Z^ Tt- Гд.	(42 )
4.3.	Необходимая и достаточная величина минимального припуска
Знание величины максимального припуска позволяет установить наи-
большую глубину резания при обработке поверхности (если припуск снима-
ется за один рабочий ход).
Минимальная же величина припуска должна быть подобрана так, чтобы
она компенсировала все возможные погрешности обработки или хотя бы их
большую часть.
Рассмотрим, какие погрешности обработки могут быть компенсированы
за счет припуска. Прежде всего необходимо компенсировать ШЕРОХОВА-
ТОСТЬ поверхности, полученную при предыдущей обработке, т. е. удалить с
поверхности заготовки микронеровности от предыдущей обработки: R»
(принято считать по параметру Rz).
В результате любой предварительной обработки на поверхности заго-
товки имеется слой материала с резко измененными механическими свойст-
вами, а при обработке исходной заготовки, полученной отливкой, часто по-
верхностный слой материала имеет и измененный химический состав.
Обозначим толщину этого дефектного слоя символом «Ь». Этот слой то-
же необходимо удалить с поверхности заготовки.
Известно, что при установке заготовки на станок для обработки возни-
кает погрешность установки. Значит минимальный припуск следует выбрать
так, чтобы он компенсировал погрешность расположения обрабатываемой
поверхности относительно установочной базы, как это показано на рис. 4.3.
Устанавливаемая на оправку заготовка имеет зазор «S» в результате чего
«условная база» - геометрическая ось базового отверстия заготовки не совпа-
дает с осью вращения шпинделя станка, в который устанавливается оправка
(Погрешность установки е<). Чтобы компенсировать эту погрешность уста-
новки заготовка должна иметь дополнительный размер, т. е. диаметр заго-
товки не может быть меньше d + 4.
Наконец, обрабатываемая поверхность заготовки может иметь погреш-
ности формы или при изготовлении исходной заготовки обрабатываемая по-
верхность расположена с некоторой погрешностью относительно поверхно-
сти, принятой на анализируемой операции за установочную базу (рис. 4.4).
рассмотренном примере отверстие исходной заготовки должно иметь
размер, который компенсировал бы погрешность формы и расположения по-
83

верхностн. т. е. к припуску необходимо прибавить еще одно слагаемое
компенсирующее погрешности формы и расположения обрабатываемой по-
верхности, полученное в результате всей предыдущей обработки (включая
процесс изготовления исходной заготовки).
Рис. 4.3. Схема компенсации погрешности установки
от&ерстие
6 исходной
загмю&а ~
аноретическая
форма и
"расположение
отверстия
поверхность
реальное
заготовки
базовая
Рис. 4.4. Возникновение погрешности расположения
Таким образом, минимальный припуск должен складываться из четырех
слагаемых. Rr (микронсровности, полученные в результате предыдущей об-
работки) плюс h - толщина дефектного слоя от всей предыдущей обработки,
плюс - погрешности формы и расположения обрабатываемой поверхно-
сти относитешшо поверхности, принятой на данной операции за установоч-
ную базу^ плюс е - погрешность установки заготовки на дайной операции.
Разработаны три способа назначения припуска на механическую обра-
ботку: опытно-статистический нормативный, расчетно-аналитический, ко-
торый делится на дифференциально-аналитический и расчетно-
интегрально-аналитический.
На производстве широко применяется опытно-статистический метод
определения величины необходимого для- данной операции припуска (по
84

справочным таблицам, в которых приводятся значения минимально-
допустимого припуска).
Для упрощения назначения размеров исходных заготовок используется
понятие о номинальном припуске.
НОМИНАЛЬНЫМ ПРИПУСКОМ называется разность номинальных
размеров поверхности до и после обработки.
В справочных таблицах номинальный допуск указывается для вида об-
рабатываемой поверхности, способа се обработки и определяющих геомет-
рических размеров поверхности. Например, в справочнике (15] в главе 13
«Припуски на механическую обработку» в таблице 5 приведены припуски на
чистовое обтачивание вала после чернового обтачивания. Номинальный
припуск в миллиметрах указывается в зависимости от диаметра вала и длины
обрабатываемой детали. Так, при диаметре обрабатываемой шейки вала
свыше 18 до 30 мм и длине заготовки до 100 мм припуск (на сторону) равен
0,9 мм.
Таблица имеет примечание: для условий мелкосерийного и единичного
производства этот припуск умножают на коэффициент К - 1,3 и отдтугляют
до ближайшего большего значения, т. е. будет 0,9  1.3 * 1,17 « 1,2 мм.
Назначение размеров исходной заготовки ведется в последовательности
обратной ее обработке. Например, если вал подвергается черновому и чисто-
вому точении) и шлифованию, то к номинальному размеру готовой детали
прибавляют припуск, рекомендуемый для шлифования, потом прибавляют
припуск, рекомендуемый для чистового точения, прибавляют припуск для
чернового точения и получают размер исходной заготовки.
Помимо этого в справочниках приводятся рекомендации по выбору
припуска на черновую обработку в зависимости от способа получения ис-
ходной заготовки.
Последнее время все большее распространение получает ИНТЕГРАЛЬ-
НО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ метод расчета, припуска с использованием эмпири-
ческих формул которые составлены для различных видов обработки в зави-
симости от размера обрабатываемой поверхности.
4.4.	Определение минимального припуска дифференциально-
аналитическим методом [4, 21]
Этот метод рекомендуется использовать при выполнении анализа от-
дельных операций при выполнении аттестационной работы.
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ способ определения вели-
чины припуска основывается на расчетах составляющих припусков: Rz -
компенсация шероховатости поверхности от предыдущей обработки, мкм;
h - то.дцина дефектного слоя от предыдущей обработки, мкм; Av - компен-
сация погрешности формы и расположения поверхностей в результате всей
85

предыдущей обработки, мкм; е - погрешность установки заготовки на дан-
ной оперении. мкм.
Суммирование всех этих величин производится по формулам [21] при
последовательной обработке поверхностей (односторонний припуск):
г. тж = (R,' + Wm +	4 Ef.	( 4.3 )
При параллельной обработке противоположных поверхностей
(двухсторонний припуск)
2г1яа,~ 2[(Rz + h)kI +	4 ej.	( 4.4 )
При обработке наружных и внутренних поверхностей вращения
2z,_. = 2[(Л, + Л),_, + V'A	}	(4-5)
В аттестационной работе дифференциально-аналитический метод дол-
жен быть использован для расчета припусков не менее чем на три различные
поверхности.
4.5.	Расчет составляющих минимального припуска
Определение величины В, в b ; исходной заготовки из сотового
проката (ниже указаны номера таблиц и страниц справочника-технолога [21]
(табл. 1,2. 3 }.
Рекомендуется использовать данные для проката обычной точности при
условии обработки всех поверхностей заготовки.. Если отдельные поверхно-
сти остаются необработанными, к ним предъявляются повышенные требова-
ния, данные выбираются для проката высокой и повышенной точности.
От ливки, (табл, б, 7). Рекомендуется применять отливки 1-го класса при
массовом производстве, П го класса при серийном производстве и Шго при
единичном производстве.
Поковки. При изготовлении поковок на молотах при единичном и мел-
косерийном производстве (табл. 11)..
Штамповки, Используемые в массовом и крупносерийном производстве
(табл. 12).
Определение величины R, и h у заготовки после механической обработ-
ки (табл. 10, табл. 24, табл. 25, табл. 27).
Определение Д^ при первой механической обработке исходной заготов-
ки.
Определение величины Ajr базируется на учете' вида исходной заготовки,
анализа технологии ее изготовления и выборе черновых баз. В общем виде
эту погрешность можно представить:
У ЛИТЫХ ЗАГОТОВОК:

где Ди,, - погрешность геометрической формы, зависящая от коробле-
ния, мкм
Д^-Лк-1,	(4.7)
где Дк - относительное коробление, мкм (расчет рекомендуется вести
для литья в песчаные формы, табл. 8); &см - смещение стержня в горячеката-
ном и вертикальном направлениях, мкм. Смешение стержней, образующих
отверстия или внутренние полости, следует принимать равным допуску на
наибольший размер от оси отверстия или внутренней полости от технологи-
ческой базы с учетом наибольших размеров отливки.
При отсутствии чертежа отливки смещение стержней можно принимать
по данным справочников (табл. 8, 9). Найденное в таблице смещение в мил-
лиметрах следует перевести в смешение в микрометрах.
Для исходных заготовок ВАЛОВ, полученных методом свободной ков-
ки, в том числе и при использованных подкладных штампов
Дг = А?+ДЛ	(48)
где Акр - погрешность от искривления поверхности, мкм, Ак =4к Л
где / -длина поковки, мм; Дк - коэффициент кривизны, мкм/мм
(табл. 16), Дц - погрешность центрирования, мкм, 4г/ = 0,25Т,
где Т - допуск на шейку поковки, используемую как база при центриро-
вании поковки, мкм.
Для исходных заготовок, полученных методом ГОРЯЧЕЙ ОБЪЕМНОЙ
ШТАМПОВКИ:	_________________
ДЕ = ^rap2 + A„2+106Aj	(4.9)
(у заготовки возможна погрешность от смещения половин штампа).
где Дау • I - погрешность от коробления; Л* - кривизна поковки,
мкм/мм (табл. 16); I - расстояние от торца вала до конечного размера длины
шейки, мм; Дем - отклонение от соосности элементов, штампуемых в разных
половинах штампа, мм (Табл. 18, рекомендуется использовать данные для
штамповки на молотах нормальной точности); Дц - погрешность центриро-
вания заготовки, мкм, Ац = 0,25Т,
где Т - допуск на изготовление штамповки, мкм (табл. 23). _
Для ШТАМПОВАННЫХ ЗАГОТОВОК типа ДИСКОВ и РЫЧАГОВ:
А. = lO’JV+A-’+Aj.	<4.1о)
где Дэк - отклонение от концентричности отверстия, мм (табл. 17),
Акор - коробление, мм (табл. 17); Дем - отклонение от соосности элемен-
тов, и. змпуемых в разных половинах штампа, мм (табл. 18).
(Во всех таблицах использовать данные столбцов штамповок нормаль-
ной точности на молотах).
При использовании в качестве исходной заллущеи ПРУКАТА:
87

Ar .iqA^+A,2,		.(4.11)
Лгор - погрешность от коробления, мм, Дот = Дг • /,
где Дк - (табл. 4); I ~ расстояние от торца вала до конца расчетной шей-
ки, мм; Дц - погрешность центрирования, мм
А, = 250у/Г2 + Г,	(4.12)
где Т - - допуск на диаметр вала, принятый на базу при центрировании,
мм (табл. 62).
Определение Ат для чистовой и отделочной обработки:
где Aj, ж, - погрешность расположения поверхностей заготовки, полу-
ченная в результате предшествующем обработке;
Ку - коэффициент уточнения (табл. 29).
(Для фрезерования плоскостей использовать коэффициент, указанный
для точения).
верстай.
A- =V|'(AW-C2^2/'	(4.13)
где Л,, - / v относительный увод сверла, мкм/мм (табл. 28); Со - смеще-
ние оси отверстия относительно номинального положения, мкм (табл. 28).
(В таблице Со приведено в миллиметрах, поэтому табличные значения
переводятся в микрометрах; I - глубина сверления, мм.
Определение погрешности установки с.
Погрешность установки определяется как сумма погрешностей базиро-
вания Сб, закрепления е, и приспособления е„.
В справочниках часто погрешности закрепления и приспособления при-
водятся суммарно, поэтому:
£ =		( 4.14 )
Погрешность базирования следует рассчитывать по методике, рассмот-
ренной в главе 3.
4.6.	Последовательность дифференциально-аналитического
расчета припуска [17]
В аттестационной работе рекомендуется провести анализ припуска на
несколько поверхностей, причем наиболее целесообразно рассмотреть при-
пуск на поверхности, обрабатываемые на подробно анаэшзйруемых операци-
ях. Вместе с тем разработчик может принять решение проанализировать
припуск ня обработку и любой фугой поверхности детали (в этом случае
88

указывается номер поверхности по эскизу объекта производства). Следует
только иметь в виду, что для анализа необходимо иметь эскизы всех устано-
вок (если они - различны) при Обработке анализируемой поверхности, по-
этому если для анализа выбрана поверхность, не обрабатываемая на анали-
зируемых операциях, то в данном разделе пояснительной записки приводятся
необходимые операционные эскизы.
Расчет начинается с того, что указываются все технологические перехо-
ды обработки данной поверхности.
Дальнейший анализ производится по технологическим персгадам для
каждого из которых вычисляются но приведенной выше мсгодикезначения
составляющих припуска Rz ы’, hi-ii Дт ц; Cj. Помимо этого для каждого пере-
хода устанавливается операционный допуск (при выполнении аттестацион-
ной работы анализируется действующий технологический процесс, поэтому
все переходы имеют установленные значения допуска и соответствующие
значения шероховатости поверхности, в связи с этим в аттестационной рабо-
те эти параметры не назначаются, а обосновывается их выбор).
Для каждой поверхности подготавливается специальная расчетная таб-
лица по форме табл. 4 Л.
Таблица 4.1
Форма расчетной таблицы для вычисления минимального припуска
Переход	Слагжемые припуски, мкм				Расчетные значения		ТА, мкм	Принятые значения 		 ... .... 	1			
	Rzui	h.i	Ахм	S|	мкм	Ал мм		мм	ММ	мкм	ZmhM мкм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Расчетная таблица имеет столько строк, сколько технологических пере-
ходов используется при обработке анализируемой поверхности плюс одну
строку для записи данных исходной заготовки. (Эта строка считается нуле-
вым переходом). Название переходов записывается в столбец 1. Столбцы 2,
3, 4, 5 и 6 первой строки не заполняются. На остальных строчках записыва-
ются расчетные значения в столбец 2 шероховатости поверхности, выражен-
ной параметром Rzi-ь полученной в результате перехода, предшествующего
анализируемому. В графу 3 и 4 записывается толщина дефектного слоя Ьы и
пространственное отклонение формы и расположения поверхности, получен-
ное в результате предыдущей обработки. В графу 5 вносится погрешность
установки £, на данном технологическом переходе. (Если анализируемый пе-
реход выполняется за один установ с предыдущим, то эта погрешность при-
нимав ся равной нулю). В указанном порядке заполняются эти графы для
всех переходов (строк в расчетной таблице). Заполнение остальных граф
производится в последовательности, указанной в табл. 4.1.
89

Таблица 4J2
Расчет припуска и предельных размеров заготовки {4]
Дли наружных поверхностей
Дли внутренних поверхностей
1. Для конечного перехода (на ниж-
ней строке таблицы) в <рафу 7 запи-
сывается наибольший предельный
размер детали по чертежу 
Для перехода, предшествующего
1.	Для конечного перехода (на ниж-
ней строке таблицы) в графу 7 запи-
сывается наименьший предельный
размер детали по чертежу_________
2.	Для перехода, предшествующего
конечному, определяют расчетный i конечному, определяют расчетный
размер прибавлением к наименьшему I размер вычитанием из наибольшего
предельному размеру по чертежу i предельного размера по чертежу рас-
ресчетного припуска________
3.	Последовательно определяют рас-
четные размеры для каждого предше-
ствующего перехода прибавлением к
расчетному размеру расчетного при-
пуска IZm (или Zqnn при односто-
ронней обработке) следующего за
ним смежного перехода
14. Записывают наименьшие предель-
i ныс размеры на всем переходам, ок-
ругляя их увеличением расчетных
размеров (округление производится
до того же знака десятичной дроби, с
каким дан допуск на размер для каж-
дого перехода)___________________
I четного припуска_________________
i 3. Последовательно определяют рас-
четные размеры для каждого предше-
ствующего перехода вычитанием из
расчетисто размера расчетного при-
пуска 2Zron (или Zot, при односто-
ронней обработке) следующего за
2»им смежного перехода
4. Записывают наибольшие предель-
ные размеры по всем переходам, ок-
ругляя их уменьшением расчетных
размеров (округление производится
до того же знака десятичной дроби, с
каким дан допуск на размер для каж-
дого перехода)______	____
5. Определяют наибольшие предель- ные размеры прибавлением допуска к округленному наименьшему предель- ному размеру	5. Определяют наименьшие предель- ные размерь вычитанием допуска из округленного наибольшего предель- ного размера
6. Записать предельные значения припусков Zu» как разность наи- больших предельных размеров и Z^ как разность наименьших предель- ных размеров предшествующего н выполняемого переходов	6. Записать предельные значения припусков Zeax как разность наи- меньших предельных размеров и Z^, как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшест- вующего переходов
J (Расчет по этой схеме производится при условии автоматического получения
| заданных размеров. При индивидуальном получении заданных размеров
j схема изменяется) см. п. 4J и рис. 41 и 4.2)
90

Продолженбие табл. 4.2
Для иаружиых роверхмостей	Для ннутреинмх поверхностей
При индивидуальном методе получения заданных размеров расчет строится по схеме:	
припуск Znu, является разностью наибольшего и наименьшего пре- дельных размеров, а Z^n разность наименьшею и наибольшего нре- j дельных размеров предшествующего 1 и выполняемого переходов 	припуск	является разностью наибольшего и наименьшего пре- дельных размеров, a Znm, разность наименьшего и наибольшего пре- дельных размеров выполняемого и предшествующего переходов
4.7. Пример аналитического расчета припуска на обработку
Проанализировать величину припуска и обоснованность назначенных
операционных размеров на операции механической обработки отверстия
080"'''' мм в заготовке корпусной детали. (Операционный эскиз показан на
рис. 4.5). Исходная заготовка: отливка из серого чугуна СЧ15, П класса точ-
ности [21J.
Поверхность заготовки обрабатывается за две операции: черновую и
чистовую. Черновая операция выполняется за один установ и один переход.
В качестве установочной базы используется плоскость и два отверстия
015*00’*, перпендикулярных к плоскости. При обработке базовой плоскости
в качестве черновой базы использовалась поверхность отлитого отверстия.
Приспособление имеет установочные пластины и два установочных пальца
0 1 5	. Зажим - механический, винтовой. Чистовая операция выпол-
няется за один установ и две. перехода. Установочная база и приспособление
аналогичны используемым на 1--й операции.
РЕШЕНИЕ. Вычисляются слагаемые припуска. (При расчетах использо-
ван справочник ) [21].
1-й переход (черновая расточка 12 квалитет точности).
Значения Rzi.! + h,.i 500 (принимаются по табл. 6 стр. 182).
Погрешность смешения складывается из погрешности расположения от-
верстий относительно технологической базы ± Атть и перекоса осн отверстия
Дц
Др.т.Б ~ ± 2 мм: Ап = 6 мкм/мм (табл. 8, стр. 183),
А = ^/4000^+76 - 2 0 0 )2 = 4 1 8 0м км 
При использовании обработанной плоскости за установочную базу, при
черновой расточке озверсгия принимается Ку-0,06 (табл. 29, стр. 190).
91

Асм = 4180-0.06 = 251 мкм.
. Погрешность формы из-за коробления складывается из коробления по
диаметру и по оси заготовки:
А „„ = а + AUo ** = 1 мкм/мм <табл8’	183>>
Д,„ = V(I -80)г 4 <1’-200)г ж 215,4 • 21 5м км.
Суммарная погрешность формы и расположения поверхностей
А,,., = аД - + А «р = ^25Г + 251' = ЗЗОмкм.
Погрешность установки
ъ = /£+&+£,У-
Подсчитывается по методике, изложенной'в п. 3.3, табл. 3.1.
eg = 18 + 34 = 52 мкм.
Погрешности приспособления и закрепления оцениваются совместно
(табл. 3.4).
£,+ £,- 120 МКМ
Тогда погрешность установки
< « л/'52тТГ20“ = 130.78 « 131л<кл/.
2-й переход (чистовая расточка. 10-й квалнтет точности).
Rz,-i ” 100 мкм,
h»-i ~ 0 (материал заготовки - серый чугун),
Лем = KjAsto» К	1;	’ 005 (табл 29. стр. 190).
£, = 0.05V3302 +1 ‘ = 17,75 «1 &мкм.
Ев = 131 мкм (по расчету 1-го перехода).
3—й переход (тонкая расточка. 7-й квалнтет точности).
= 25 мкм (забл. 3.10).
Лем К, yjVz''r'+~cr = 0;04^18‘(~1ТГ = 5,28 * 5,Запои.
Ку = 0,04 (табл. 29, стр. 190),
Cs = 0 (переход осуществляется за один установ с предыдущим).
Минимальный припуск по переходам:
1-й переход:
2г»,., - 2(500 + ч/'3 30г+Т312 ) = 1710лткл<.
2-й переход:
•2-в:ог = 2(100+ <182 +13I2 ) = 464,46 « 464,mkjw.
3-й переход:
2z , - 2(25 4- 5.3') = 60.6 » 61-mkjm.
гь ш 3	'

| Переход
I
r-~—---------4-
। Исходная
’ заготовка |
 Черновая <
расточка 1 J,
I Чистовая |
рас!очка 2 j
i ioiixai рас-
точка 3
Расчетная таблица
Слакаемые припуска, |
мкм
5оо ,ззо 11311
Таблица 4.3
100 Т Т >8 1 131"|
I ; I
25^ - i 5.3ТП
1*»€Ч€ТНЬК значения		Тд, мкм	Принятые значения •			
МКМ	А^мм		д ... ММ	ММ	МКМ	МММ
	77.795	2000	77	75		
1710 . -1	79,505	300 120	79,5	79,2	4200	1500 1
464	79.968		79,96	79,84	640	460 i 1
61	80,03	30	80,03	80,0	160	70 <
ОТ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Абразивная и алмазная обработка металлов. Справочник: Под рея. А. Н
Резникова. - М.: Машиностроение. 1997. - 391 с.
2.	Анурьев В. И. Справочник конструктора -машиностроителя; В 3-х г. Т. Г
b-ензд. персраб. и доп. - М.: Машиностроение. 1982. 736 с.
3.	Балакшин Б. С. Теория и практика технологии машиностроения. В 2 х кн.
- М.: Машиностроение. 1982. - Кн. 1. - 283 с.; Кн. 2 - 268 с.
4	Горбапевич А. Ф.. Шкрсд В. А. Курсовое проектирование по технологии
машиносгроення. Учебное пособие для машиностроительных вузов. -
. Минск: Вышэйш. шк.. 1983. - 256 с.
5.	Грановский Г. И.. Грановский В Г. Резание металлов: Учебник для маши-
ностроительных и приборостроительных вузов. - М.: Высш, шк., 1985
304 с.
6.	Допуски и посадки: Справочник в 2- х т. -Под рсд В. Д. Мягкова, М. А. Па-
лей, А. Б. Ломарева, В. А. Брагинского. - Л.: Машиностроение. 1983. -
4.1. 543 с.; 4.2.- 448 с.
7.	Егоров М. Е.. Дементьев В. Л. Технология машиностроения. - М.: Высш,
шк.. 1976. - 536 с.
8	Качество машин: Справочник. В 2-х т. Т. 1. . А. Г. Схслов. Э. Д. Браун.
Н. А. Виткевич и др.: М.: Машиностроение. 1995. 256 с.
9.	Качество машин. Справочник в 2-х т. Т.2. А. 1'. Сус.тов. Ю. В. Гуляев.
А. М. Дальский и др. - М.. Машиностроение. 1995. 430 с.
10.	Колесов И. М. Основы технологии машиностроения' Учебник для маши-
ностроительных аузов. • М.: Машиностроение. 1997,- 592 с.
11.	Корчак С. Н. Производительность шлифования стальных деталей. М.'
Машиностроение. 1974. - 280 с
12.	Маталин А. А. Технология машиностроения: Учебник для машинострои-
тельных вузов но специальности «Технология машиностроения, мет алло
режущие станки и инструменты». -Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-
ние. 1985. - 496 с.
13.	Мельников Г. И.. Вороненко В. П. Проектирование механосборочных це-
хов • Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов
Под ред. А. М. Дальского М.: Машиностроение. 1990	352 с
14.	Мосталыгин Г. IL, Толмачевский Н. Н. Технология машиностроения.
Учебник для вузов по инженерно-экономическим специальностям. М..
Машиностроение. 1990. 288 с.
15.	Обработка металлов резанием. Справочник технолога 3-е изд.: Под ред.
Г. А. Монахова. М.: Машишктроение. 1974 . 60<) с.
16.	Оптимизация технологических процессов механической обработки
•Рыжев Э.. Аверченко В. И.. Отв ред. Гавриш А. П., АН УССР Ин т
сверхтвердых материалов. Киев. Качкова думка. 1982. - 192 с.
«М

17.	Основы технологии машиностроения: Под ред. Корсакова В. С. - М.;
Машиностроение! 1977. - 416 с.
18.	Проектирование технологии: Учебник для студентов машиностроитель-
ных вузов /И. М. Баранчукова, А. А. Гусев. Ю. Б. Крамаренко и др.: Под
общ. ред. Ю. М. Соломенцева. - М.: Машиностроение, 1990. - 416 с.
19.	Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения: Учебное
. пособие /Оробинский В. М., Чернышев Н. А.. Кормилицин С. И. и др.
ВолгГТУ. - Волгоград, 1994. - 128 с.
20.	Справочник нормировщика-машиносгроителя. В 4-х т. Т. 2. /Под ред.
Е. И. Стружостраха. - М.: Гос.ИТИ. 1961. - 890 с.
21.	Справочник технолога -машиностроителя. В 2-х т.: Под ред. А. Г. Коси-
ловой и Р. К. Мещерякова. - М.: Машиностроение. 1985. Т. 1.-656 с.;
Т. 2. - 496 с.
22.	Технологический классификатор деталей машиностроения и приборо-
строения: М.: Изд- во стандартов. 1987. - 256 с.
23.	Технологичность конструкций изделий. Справочник: .Под ред. Ю. Д.
Амирова. - М.: Машиностроение, 1985. - 368 с.
24.	Худобин Л. В. Курсовое проектирование по технологии машиностроения:
Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов /Л. В.
Худобин. В Ф. Гурышихин. В. Р Берлин - М.: Машиностроение, 1989.
288 с.
25.	Яшерицин П. И. Основы технологии механической обработки и сборки в
машиностроении. - Минск: Вьшайш.шк., 1974. - 607 с.

Николай Александрович Чернышев
Вадим Михайлович Оробинский
Алла Николаевна Воронцова
Михаил Маркович Палей
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Учебное пособие
Редактор А. К. Саютина
Темплан 2000 г. Поз. 10
Лицензия ЛР № 020251 от 16.04.1996 г.
Подписано в печать об. 07. ОО . формат 60 х 84 1/16.
Бумага газетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 5,58. Уч.-изд. л. 5,76.
Тираж 150 экз. Заказ
Волгоградский государственный технический университет.
400131 Волгоград, проси, им. В. И. Ленина, 28
РПК «Политехник»
Волгоградского государственного технического университета.
400131 Волгоград, ул. Советская, 35