Смежные технологические переходы

Сверлецие — зенкерование Зенкерование — предварительное развертывание

От 30 до 50

0,17 0,44 0,55 0,66

Предварительное развертыва­ние — окончательное разверты­вание

Заготовка— черновое зенкерова­ние

«Н й°а й а за & gig От 10 до 18

Коэф­фици­ент к ^У НС

0,48 0,70 0,57

11. Отклонение от соосности отверстий при многопереходной обработке заготовки с двух сторон Обработка отверстий Номинальные диаметры от­верстий, мм Технологический процесс <1 В сплошном От 10 Сверление 0,21 металле до 18 Зенкерование 0,10     Развертывание: 0,07     предваритель­     ное       окончательное 0,04 Литых От 30 до 50 Заготовка Зенкерование: черновое чистовое Развертывание: предваритель­ное окончательное 1,5 0,25 0,11 0,06 0,04

Примечание. Данные относятся к деталям из серого чугуна. При обработке деталей из алю­миниевых сплавов отклонения следует умножать на коэффициент 0,65.

Черновое зенкерование—чис­товое зенкерование Чистовое зенкерование—пред­варительное развертывание Предварительное развертыва­ние — окончательное разверты­вание
13. Влияние неравномерности припуска AZ на отклонение от соосности отверстий при зен- керовании

мерность припуска, I мм	с одной стороны при расстоянии между отверстиями, мм	с двух сторон
0,4	0,03 0,03	0,05 0,04	0,07 0,06	0,12 0,10	0,08
0,1	0,04 0,04	0,09 0,06	0,13^ 0,09	0,19 0,17	0,12

Неравно-

Отклонение от соосности (мм) при обработке

Примечания: 1. Для обработки с одной стороны в числителе приведены отклонения от соосности при переднем и заднем направлениях инструмента, в знаменателе — при заднем и про­межуточном направлениях. 2. Отклонения от соос­ности даны для зенкерования отверстий диаметром 15 мм в деталях из серого чугуна марки СЧ 15.

 

ной заготовки. Может решаться также и обратная задача — определение необходимо­го числа переходов обработки исходя из допу­ска соосности у детали и у заготовки.

(23)

При обработке соосных отверстий с одной стороны для обоих вариантов направления ин­струмента (см. рис. 41,6 и в) ожидаемое откло­нение от соосности

Анс ~~ |/(АнС.Г.И "I" А_нс>у._и) + А_нс

14. Влияние зазора S\ между сменными втул­ками и инструментом на отклонение от соосности отверстий при зенкеровании

Зазор между втулками и инстру­ментом, мм	Отклонение от соосности (мм) при обработке
с одной стороны при расстоянии между отверстиями, мм	с двух сторон
0,025	0,03 0,04	0,05 0,07	0,07 0,09	0,09
0,05	1 0,04 0,06	0,07 0,09	0,10 0,13	0,16

Примечание. В числителе — при односто­ронней обработке с передним и задним направ­лениями инструмента; в знаменателе — при обра­ботке с задним и промежуточным направлениями.

 

! — отклонение вследствие геоме­трического смещения инструмента при за­зорах между сменными втулками и инстру­ментом; А_нс. у. и - отклонение вследствие уп­ругих отжатий режущего инструмента; А_Нс. с ~ погрешность, вызванная отклонением от соосности осей сменных втулок.

Геометрическое смещение (перекос) инстру­мента при зазорах S_1{1) и S_{t (2)} между втулка­ми и инструментом и упругие отжатия инстру­мента зависят от неуравновешенных сил AP_R и A Prqy возникающих при снятии нерав­номерных припусков в первом и втором отвер­стиях. Геометрическое смещение зависит от зазоров Si (1) и Si (₂) и расстояний между обрабатываемыми отверстиями и торцами втулок.

Упругое сжатие инструмента определяют расчетом при известных условиях обработки (значениях и точках приложения сил, вылетах инструментов и т. д.). Погрешность А_{нс с} опре­деляют как разность отжатий инструмента в средних сечениях обоих отверстий. Разнона­правленное действие сил вызывает большее отклонение от соосности (случай 4 на рис. 42).

Погрешность А_{нс с} зависит от несовпадения осей постоянных втулок в собранном приспо­соблении (под влиянием погрешностей раста­чивания и сборки, а также разностенности вту­лок) и смещения оси сменной втулки в результате ее разностенности и зазора по­садки в постоянной втулке.

В табл. 13 и 14 для ориентировочных рас­четов приведены экспериментальные данные, характеризующие влияние неравномерности припуска на обработку и зазора на отклонение от соосности отверстий при зенкеровании с одной и с двух сторон.

При обеих разновидностях односторонней схемы обработки точность расположения со­осных отверстий существенно зависит от зазо­ра между сменными втулками и инструментом (большему зазору соответствуют большие от­клонения от соосности) и от неравномерности распределения припуска по сторойам обра­батываемых отверстий. При односторонней обработке с увеличением расстояния между отверстиями отклонение от соосности суще­ственно возрастает особенно при переднем и заднем направлениях инструмента, что объясняется снижением жесткости инструмен­тальной наладки.

Как для двусторонней, так и для односто­ронней схем обработки характерно существен­ное возрастание отклонения от соосности с увеличением зазора между втулками и ин­
струментом. При обработке соосных отвер­стий с одной стороны геометрическое смеще­ние инструмента при зазорах между втулками и инструментом меньше (особенно при пере­днем и заднем направлениях инструмента), а следовательно, меньше и отклонение от со­осности, чем при обработке с двух сторон; эту схему целесообразно применять на чистовых переходах обработки.

При любой схеме обработки соосных от­верстий, когда инструмент направляется в кон­дукторных втулках, для уменьшения отклоне­ния от соосности следует уменьшать зазор между сменными втулками и инструментом; уменьшать вылеты инструментов и отклоне­ния от соосности направляющих втулок; обес­печивать равномерное распределение припу­сков по сторонам обрабатываемых отверстий. При обработке отверстий с двух сторон от­клонение от соосности не зависит от расстоя­ния между отверстиями.

Двусторонняя обработка соосных отвер­стий выполняется с коротким циклом и не требует использования специального инстру­мента. Ее используют при черновой обработке соосных отверстий любых диаметров, а также при чистовой обработке отверстий диаметром d<lS мм, расположенных друг от друга на расстоянии, большем шести-семи диаметров. В этом случае обеспечивается более высокая точность расположения отверстий, чем при односторонней обработке, вследствие повы­шенной жесткости инструментальной наладки.

Межосевое расстояние отверстий. Отклоне­ние меж осевых расстояний отверстий:

при обработке в одной позиции

Лмо.р = ± V^ACM(\) + Л?м(2) + Амо.р.у._Н; * (24)

при обработке в разных позициях Лмо.р = ± 1/Лсм(1) + Дсм (2)+ Л£у1+

" ' + Ae*₂ + Д2₍₁₎ + Д2_(2> (25)

где Д_СМ(1) и Д_{см (2)} — позиционные отклонения осей отверстий (соответственно первого и второго), рассчитываемые по (11); Д_Мо.р.у.н ^— отклонение межосевого расстояния узла направления; Де_у1 и Де_у2 — погрешности установки при обработке соответственно первого и второго отверстий; Д_р^) и Д_{р (2)} — отклонение размеров между осью шпинделя и базовыми элементами позиций.

Погрешности Дв_{у(1 2)} и Д_{р(1> 2}> следует определять с учетом расположения рассмат­риваемых отверстий.

Отклонение межосевого расстояния узла направления

Амо. р. у. Н ⁼ klk₂ Д_к. обр, (26)

где Д_{к обр} — отклонение межосевого расстоя­ния отверстий, расточенных в кондукторной плите (погрешность обработки отверстий в кондукторе); отверстия в кондукторных плитах под постоянные втулки обычно об­рабатываются на координатно-расточных станках с точностью Д_кобр=±0,01 мм;

— коэффициент, учитывающий изменение межосевого расстояния в кондукторной плите от деформаций при запрессовке постоянных втулок; = 1,25 -5- 1,7 (для больших меж­осевых расстояний следует принимать мень­шие значения коэффициента и наоборот); к₂ — коэффициент, учитывающий влияние экс­центричности наружной и внутренней поверх­ностей постоянных втулок; к₂ — 1,1 -г- 1,3.

Так как при обработке отверстий в разных позйциях наряду с позиционными отклонения­ми Д_см(1) и Д_см (2) ^осей обрабатываемых отвер­стий возникают дополнительные погрешности (погрешности установки Де_у1, Ле_у2 и погреш­ности Д_р(1), Л_Р(2))> ^то обработку отверстий с жесткими требованиями к точности меж­осевых расстояний (± 0,15 мм и выше) следует выполнять в одной позиции линии.

Экспериментальные данные по точности межосевых расстояний отверстий при обра­ботке на агрегатных станках и автоматических линиях (табл. 15) относятся к выполнению ка­ждого перехода обработки в одной позиции осёВым инструментом, жестко закрепленным в шпинделе агрегатного станка и напра­вляемым по кондукторным втулкам стацио­нарных плит.

Значения коэффициента /с_у. _{ма р} =

Дмо.р (i- 1)

уменьшения отклонения межосевого расстоя­ния отверстий по переходам (табл. 16) отно­сятся к обработке отверстия в сплошном ме­талле и в отливках. Коэффициенты могут быть использованы как ориентировочные при проектировании процессов мно^опереходной обработки отверстий, координированных по межосевому расстоянию.

Например, зная допустимое отклонение Дсм. доп межосевого расстояния по чертежу де­тали, можно определить допустимое отклоне­ние межосевого расстояния отверстий после сверления: _Л

д ₌ ^Асм-^доп_____________ (27)

^мо. р. св. доп _п

П ky.MO.p(i)

; = 2

15. Отклонение А^ р межосевого расстояния отверстий по переходам обработки Обработка отверстий Номи­нальные диаметры отверс­тий, мм Переход Амо.р»мм В сплош­ От 10 Сверление 0,20 ном ме­ ДО 18 Зенкерование 0,09 талле   Развертывание:.       предвари­ 0,07     тельное       окончатель­ 0,03     ное   Литых От 30 до 50 I Заготовка Зенкерование: черновое чистовое Развертывание: предвари­тельное окончатель­ное 1,5 0,29 0,13 0,06 0,03

Примечание. Данные относятся к обработке деталей из серого чугуна. Для деталей из алюми­ниевых сплавов отклонение межосевых расстояний следует умножать на коэффициент 0,65.

 

или допустимое отклонение межосевого рас­стояния отверстий в отливке:

Асм.,

(28)

-»мо. р. заг. доп ~

П ^у.мо.р (О

где П *у.мо.р(о(П ky.Mo.pdj) - произведение ко- i - 1 i = 2 эффициентов уменьшения отклонения Амо.рпо переходам обработки; п — число переходов. Табл. 17 и 18 свидетельствуют о влиянии неравномерности припуска и зазора между втулкой и инструментом на отклонение меж­осевого расстояния. Основным резервом по­вышения точности межосевых расстояний от­верстий является уменьшение зазоров между режущими инструментами и сменными втул­ками, неравномерности припусков на обработ­ку отверстий и вылетов инструментов за торцы втулок.

Коэффи­циент ^у.мо.р

Смежные переходы

16. Коэффициент к_{умо р} уменьшения отклонения межосевого расстояния отверстий по переходам

Номинальные диаметры отверстий, мм

17. Отклонение меж­осевого расстояния в зависимости от нерав­номерности припуска на обработку отверстий Неравно­ Отклонение мерность межосевого припус­ расстояния, ка, мм мм   0,04 0,5 0,11 1,0 0,15 1,5 0,20

 

18. Влияние зазора между кондуктор­ными втулками и инструментом на от­клонение межосево­го расстояния

	Отклоне­
	ние меж­
Зазор,	осевого
мм	расстоя­
	ния, мм
0,02	0,08
0,05	0,11
0,08	0,15
0,10	0,19

 

Сверление — зенкерова­ние

Зенкерование — предва­рительное

От 30 до 50

Предварительное раз­вертывание — оконча­тельное развертывание

Заготовка — черновое зенкерование Черновое зенкерова­ние — чистовое зен­керование

От 10 до 18

0,45 0,77 0,43 0,19 0,45 0,46 0,50

Чистовое зенкерова­ние — предваритель­ное развертывание Предварительное раз­вертывание — оконча­тельное развертывание

Растачивание отверстий при плавающем соединении инструмента со шпинделем стайка

Позиционное отклонение оси отверстия определяется суммарным влиянием геометри­ческого смещения Д_г оси инструмента в напра­вляющих втулках и упругого смещения А_у под влиянием неуравновешенных сил резания, воз­никающих при наличии неравномерного рас­пределения припуска на обработку.

Геометрическое смещение оси зависит от следующих факторов: A_S{ — смещения оси ин­струмента относительно оси направляющей втулки под влиянием зазора S₁ в этом сопря­жении; А_{в и} — смещения оси вращения инстру-

мента относительно оси направляемой части вспомогательного инструмента (борштанги); Лу. н — смещения оси направляющей втулки уз­ла направления относительно номинального расположения.

Степень влияния каждого фактора неоди­накова для одноопорных и двухопорных уз­лов, для различных конструкций вспомога­тельных инструментов.

Влияние зазора S_l при обработке с напра­влением инструмента в одноопорном узле проявляется в параллельном смещении оси A_Sl = SJ2. При двухопорном узле направле­ния, тем более с различными зазорами S_{t (1)} и S₁₍₂₎ в первой и второй втулках, возникает перекос инструмента во втулках, и смещение инструмента зависит от расстояния между торцами втулок и от вылета инструмента. При обработке точно координированных отверстий притиркой получают зазор 5-8 мкм; при экс­плуатации этот зазор должен быть не более 10-20 мкм. Погрешность, вызываемая рабо­той вспомогательного инструмента (борштан­ги) в неподвижных и вращающихся втулках, не учитывается (Д_ви = 0). В вспомогательном ин­струменте типа скользящей втулки напра­вляющий элемент отделен от вращающегося вала, несущего режущий инструмент, что при­водит к смещению осей в вспомогательном инструменте. Эту погрешность определяют расчетом размерных цепей теоретико-вероят- ностным методом. Для унифицированных ти­пов скользящих втулок Д_{в- и} = 10 -г 40 мкм.

Погрешность узла направления инструмен­та А_у. н характеризуется отклонением располо­жения оси направляющей втулки относитель­но базовых элементов приспособления для заготовки (иногда отклонением расположения относительно осей других втулок); для двух- опорного узла направления определяют поло­жение общей оси обеих направляющих втулок. Величина A_{v н}, как и Д_{в и}, определяется расче­том размерных цепей. При изготовлении точных станков А_{у н}= ±0,01 мм.

По экспериментальным данным погреш­ность узла направления инструмента соста­вляет 30—80% общего баланса геометриче­ских погрешностей. Эта погрешность снижает­ся наиболее эффективно при одновременном ужесточении Допусков на координаты, связы­вающие оси отверстий под направляющие втулки между собой и с базовыми элементами до значений ±0,007 мм (вместо ±0,01 мм), при уменьшении эксцентриситета втулок и по­вышении точности наружных колец подшип­ников качения. Для узла направления типа скользящей втулки смещение оси вращения относительно оси направляющей поверхности может составить 15 — 30% общей геометриче­ской погрешности. Влияние зазора в балансе геометрических погрешностей изменяется в пределах 15 — 60% в зависимости от износа элементов сопряжения.

Для повышения точности расположения осей обрабатываемых отверстий весьма важно ужесточить посадку в сопряжении втул­ка — инструмент и вместо посадки Н1/д6 при зенкеровании использовать посадку Н6/д5, а при растачивании наряду с посадкой Н6/д5 использовать посадки Я5/#4, Н4/дЗ.

Узел направления типа вращающейся втул­ки обеспечивает более высокую точность рас­положения оси, чем неподвижная втулка в со­четании с вспомогательным инструментом в виде скользящей втулки. При этом узел типа вращающейся втулки должен выполняться с максимально возможным расстоянием ме­жду подшипниками.

Упругие смещения Д_у технологической си­стемы возникают под влиянием неравномер­ности припуска AZ [см. (3)], вызывающей действие неуравновешенных сил в диаметраль­ной плоскости, и зависят от податливости тех­нологической системы. Вектор смещения оси обрабатываемого отверстия отклоняется от направления смещения припуска на угол, со­ответствующий направлению действия неурав­новешенной силы.

Позиционное отклонение Ас_М формируется под действием факторов, изменяющих свое влияние в зависимости от метода и условий обработки: типа узла направления инструмен­та, точности расположения оси в заготовке и др. При черновой обработке доминирующее значение принадлежит погрешности, вызывае­мой упругими деформациями, а при чистовой обработке — погрешности, зависящей от узла направления инструмента. Экспериментальные данные, характеризующие баланс погрешно­стей в позиционном отклонении оси обра­батываемого отверстия, для различных усло­вий обработки в одноопорном узле направле­ния приведены в табл. 19. Позиционное отклонение при расчетах

Дом = 1/Ду + As_t + Ду._н + Дбу. (29)

При расчетах некоторыми погрешностями, не­значительно влияющими на результат, прене­брегают. Так, при черновом растачивании не учитывают влияние зазора S_l (As_x = 0); при чи­стовом растачивании и развертывании не учитывают влияние упругих отжатий (Д_у = 0).

19. Ортвпромчвые данные об удельных зна­чениях (%) составляющих позиционного откло­нения Асм ^ПР* обработке в одиоооорных узлах типа вращающейся втулки

Обработка	Ау	Ау.н		Аву
Зенкерование	35-45	15-25	10-15	20-30
Развертыва­	10-20	30-40	20-35	25-35
ние чистовое
Растачивание	10-20	40-50	10-20	30-40
чистовое

Примечание. Зенкерование и развертывание отверстий диаметром 8 — 50 мм, растачивание — от­верстий диаметром 50 — 60 мм.

 

Точность обработки снижается в результа­те износа многих элементов технологической системы, но наиболее существенное значение имеет увеличение зазора под влиянием из­нашивания. Поверхность направляющей втул-

20. Наибольшие значения зазора S, в сопряже расположения оси отверстия влияние погрешности установки Ае_у (эта по­грешность значительно больше, чем при обра­ботке в одной позиции). При растачивании от­верстий влиянием А$ пренебрегают.

Отклонение от соосности двух отверстий, обработанных на одной оправке (двумя зенке­рами или двумя резцами) в двухопорном узле, зависит от упругих деформаций технологиче­ской системы. Отклонение от соосности

Анс=А²(1) + ^АУ(2, (31)

Отклонение от соосности двух отверстий, обработанных в одной позиции с двух сторон в одноопорных узлах направления,

А_нс = |/a J _{c у н} + Д2₍₁₎ + Д2₍₂₎ + д| + А|

(32)

где А_нс. _у. н — отклонение от соосности узлов направления в позиции; А_у^) и А_у(₂) — смещения осей первого и второго отвер­стий от упругих деформаций; As_ul) ^и Asj(2) — смещения осей отверстий вследствие зазора Sj.