Общая методика расчёта оснастки

После обоснованного выбора расчётных параметров сле-
дует приступить к непосредственному расчёту приспособле-
ния на точность, т.е. определить точность изготовления при-
способления по принятым параметрам. Ниже изложены от-
работанные приёмы практического выявления значений рас-
чётных параметров и приемлемая для инженерного исполь-
зования методика расчёта приспособления на точность.

На точность обработки влияет ряд технологических фак-
торов, вызывающих общую погрешность обработки е₀, кото-

рая не должна превышать допуск д выполняемого размера
при обработке заготовки, т.е. е₀ < д.

Для выражения допуска 5, выполняемого при обработке
размера, следует пользоваться формулой:

где Л_у — погрешность вследствие упругих отжатий техноло-
гической системы под влиянием сил резания;

А_н — погрешность настройки станка;

£ — погрешность установки заготовки в приспособлении;

А_и — погрешность от размерного изнашивания инстру-
мента;

А_т — погрешность обработки, вызываемая тепловыми де-
формациями технологической системы;

Т,Дф — суммарная погрешность формы обрабатываемой
поверхности, обусловленная геометрическими погрешностя-
ми станка и деформацией заготовки при обработке и входя-
щая в 5, так как погрешность формы поверхности находится
в пределах поля допуска её размера.

По приведённой формуле можно найти е, принимая её за
допустимое значение погрешности установки е' заготовки в
приспособлении :

Погрешность установки заготовки в приспособлении как
суммарное поле рассеяния случайных величин определяется
из выражения:

где ?_б — погрешность базирования заготовки в приспособ-
лении;

е₃ — погрешность закрепления заготовки, возникающая
в результате действия сил зажима;

А_пр — погрешность положения заготовки, зависящая от
приспособления.

Дпр — ^snp ^{+ e}y ^{+ E}u »

здесь e_np — погрешность изготовления приспособления по выб-
ранному параметру, зависящая от погрешностей изготовления
и сборки установочных и других элементов приспособления;

е_у — погрешность установки приспособления на станке;

е_и — погрешность положения заготовки, возникающая в
результате изнашивания элементов приспособления).

Для принятой схемы установки обязательно должно вы-
полняться условие е < е'. В противном случае следует изме-
нить построение операции обработки или схему установки
заготовки в приспособлении.

Указанные составляющие А_пр представляют собой поля
рассеяния случайных величин. Значение Л_пр изменяется в
зависимости от условий и типа производства, а также от осо-
бенностей конструкции приспособления. При использовании
приспособления в мелкосерийном и серийном производствах:

К_Р = ^£п_Р +№+ Зе* .

Здесь е_пр рассматривается как постоянная величина, ко-
торая может компенсироваться настройкой станка.

В массовом и крупносерийном производствах при исполь-
зовании одноместных приспособлений Л_пр = £„ операции строго
закреплены за рабочими местами, е_пр и е_у компенсируются
настройкой технологической системы.

В случае применения многоместных приспособлений:

^лп_Р = у[4р + з4 •

Если используются одновременно много или несколько
экземпляров одного приспособления, например, приспособ-
ления-спутника на автоматической линии:

/2 2 2

А_Пр ~ \^епр ^{+ е}у + Зе_и •

Кроме того, если в приспособлении предусмотрены эле-
менты для направления и определения положения или тра-
ектории перемещения обрабатывающего инструмента (кон-

дукторные втулки, копиры и т.д.), в общей погрешности об-
работки заготовки может появиться ещё одна составляющая
погрешность от перекоса е_п инструмента.

Итак, при использовании в работе нескольких (многих)
приспособлений общая погрешность обработки, приравнен-
ная допуску на выполняемый размер, определяется зависи-
мостью:

Отсюда погрешность изготовления приспособления:

По приведённой формуле можно находить значение рас-
чётного параметра приспособления, которым и будет е_пр.

В связи со сложностью нахождения значений ряда вели-
чин, входящих в приведённую выше формулу для определе-
ния е_пр, погрешность изготовления приспособления можно
рассчитывать по упрощённым формулам. Расчёт е_пр при этом
сводится к вычитанию из допуска выполняемого размера всех
других составляющих общей погрешности обработки:

(8.1)

где S — допуск выполняемого при обработке размера заго-
товки;

k_m — коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния
значений составляющих величин от закона нормального рас-
пределения: k_m = 1...1.2 (в зависимости от количества значи-
мых слагаемых: чем их больше, тем ближе к единице следу-
ет принимать значение коэффициента);

k_mi — коэффициент, учитывающий уменьшение предель-
ного значения погрешности базирования при работе на на-
строенных станках: k_nl = 0,8...0,85;

k_m2 — коэффициент, учитывающий долю погрешности
обработки в суммарной погрешности, вызываемой фактора-
ми, не зависящими от приспособления (Лу, Л_н, Л_и, Л_т, Лф),
k_m2 = 0,б...0,8 (большее значение коэффициента принимает-
ся при меньшем количестве значимых величин, зависящих
от приспособления);

со — экономическая точность обработки.

Выбранное по таблицам для данных условий значение а>
следует понимать как среднюю экономическую точность об-
работки. Произведением k_m2a> характеризуется суммарная
погрешность обработки, вызываемая факторами, не связан-
ными с приспособлением, а именно: упругими отжатиями
технологической системы под действием сил резания (Л_у),
погрешностью настройки станка (Л_н), размерным износом
инструмента (Л_и), тепловыми деформациями системы (Л_т),
геометрическими погрешностями станка и деформацией за-
готовки при обработке (ZA_m). Такой путь определения сум-
марного значения указанных погрешностей, не зависящих
от приспособления, вполне оправдан, тем более в условиях
подготовки производства новых изделий.

Погрешности, зависящие от приспособления (е_б, е₃, s_u
и £„), рассчитываются в каждом конкретном случае по при-
нятым схемам базирования, закрепления и обработки. По-
грешность закрепления е₃ может также приниматься по
таблицам.

Найденное значение выбранного параметра указывается
в качестве допуска отклонения поверхностей или размера
между поверхностями, контактирующими соответственно с
заготовкой и станком, на чертеже общего вида или записы-
вается в ТУ на изготовление и эксплуатацию проектируемо-
го приспособления.

Вычитаемые из допуска составляющие общей погрешно-
сти обработки можно суммировать и арифметически. При
этом отпадает необходимость коэффициента k_m и уменьша-
ется значение полученной погрешности приспособления е_пр.
Такой путь расчёта можно рекомендовать применительно к

прецизионным приспособлениям, создаваемым для обеспе-
чения повышенной точности обработки при изготовлении
прецизионных, наиболее ответственных деталей машин и
приборов.

Расчёт на точность кондукторов можно выполнять также
по формуле (8.1). В этом случае полученная погрешность
изготовления приспособления будет являться допуском меж-
центрового расстояния между его кондукторными втулками.
При сверлении отверстий по кондуктору половину допуска
расстояния между осями кондукторных втулок (расчётный
параметр) можно определить при условии, что середины по-
лей допусков межцентровых расстояний в деталях и кондук-
торной плите совпадают (рис. 8.2), по формуле:

(8.2)

где 6 — односторонний допуск расстояния между осями от-
верстий в заготовке (детали);

Јs — сумма максимальных радиальных зазоров;

£е — сумма эксцентриситетов втулок;

Це_пр — сумма погрешностей от перекоса инструментов,
которые рассчитываются по формулам (3.4) и (3.5).

Сумма максимальных односторонних радиальных зазо-
ров (рис. 8.2) определяется из выражения

где Sj и s₂ — максимальные радиальные зазоры соответствен-
но между сменными и постоянными втулками;

s₃ и s₄ — максимальные зазоры между втулками и инст-
рументом (с учётом износа втулок).

Сумма эксцентриситетов находится следующим образом:

где e-i и е₂ — допуски соосности сменных втулок;

е₃ и е₄ — допуски соосности постоянных втулок.

Обычно е_х = e<i = е₃ — е₄ = 0,005 мм.

При определении допуска расстояния между базовой плос-
костью и осью кондукторной втулки в приведённых выраже-

ниях для определения Јs и Ze по формуле (8.2) s₂, s₄, e₂, e₄
принимаются равными нулю. Полученное по формуле (8.2)
значение е_пр является половиной допуска расстояния между
осями кондукторных втулок или базовой плоскостью при-
способления и осью кондукторной втулки, т.е. размер L в
данном случае должен иметь допуск ^±е_пр (рис. 8.2).

Один из последних этапов расчёта приспособления на
точность — разбивка допуска размера при его изготовлении
на допуски размеров деталей, которая может осуществлять-
ся решением размерных цепей или по опытным данным. В
первом случае за замыкающее звено размерной цепи прини-
мается погрешность по принятому параметру е_пр, являюща-
яся допуском изготовления приспособления. После выявле-
ния размерной цепи решается прямая задача, т.е. определя-
ются размеры и допуски звеньев размерной цепи. Во втором
случае разбивка выполняется по принципу: чем сложнее до-
стижение требуемой точности, сложнее деталь и протяжение
её поверхности, тем большая часть допуска приспособления
идёт на допуск размера и наоборот.

8.3Расчётные факторы и выбор их значений

Для выявления допустимой погрешности изготовления
(точности) приспособления следует рассчитывать е_пр по фор-
муле (8.1), определив или выбрав по справочным источни-
кам значения всех её составляющих.

Допуск 8 берётся с чертежа детали (при окончательной
обработке поверхностей) или с операционного эскиза техно-
логического процесса обработки заготовки (при предваритель-
ной обработке).

Значения коэффициентов следует принимать в следую-
щих пределах: k_m = 1,2; k_ml = 0,8...0,85; k_m2 = 0,6...0,8.

Погрешность базирования определяется или рассчитыва-
ется в каждом конкретном случае. В таблице 8.1 представле-
ны схемы базирования и формулы, по которым следует опре-
делять погрешности базирования для некоторых типовых
случаев. Приняты следующие обозначения:

е_е — смещение (эксцентриситет) оси отверстия относи-
тельно оси наружной цилиндрической поверхности;

8_D — допуск диаметра наружной поверхности;

^smin — односторонний минимальный гарантированный
зазор;

8_А — допуск размера базового отверстия;

8_В — допуск размера оправки (пальца);

А_ц — просадка центров.

Таблица 8.1
Погрешность базирования при обработке в приспособлениях