Что такое припуск на обработку
Припуски на обработку
Припуском на обработку называется слой металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки в процессе обработки для получения готовой детали.
Размер припуска определяют разностью между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу; припуск задается на сторону.
Припуски подразделяют на общие, т. е. удаляемые в течение всего процесса обработки данной поверхности, и межоперационные, удаляемые при выполнении отдельных операций.
Общий припуск на обработку равен сумме межоперационных при пусков по всем технологическим операциям — от заготовки до размера.
Межоперационный припуск равен сумме припусков, отведённых на черновой, получистовой и чистовой проходы на данной операции.
Понятие двухстороннего припуска чаще всего относится к обработке цилиндрических поверхностей и тогда оно равнозначно понятию припуска на диаметр. С другой стороны, численные значения припуска прямо связаны с режимами резания при обработке (глубиной резания). Поэтому более употребительными и удобными для практического использования считают припуски на сторону.
Назначение припусков на механическую обработку представляет собой важную задачу, поскольку от их численных значений зависит эффективность технологического процесса и качество обрабатываемых поверхностей. В реальном проектировании надо стремиться к тому, чтобы назначенные припуски были минимально необходимыми и достаточными. Из первого условия следует, что припуски не должны быть чрезмерно большими, для того чтобы не удорожать обработку. По второму условию припуски должны гарантировать качественное изготовление деталей по всем параметрам точности и состоянию поверхностного слоя
В технологии машиностроения различают два подхода к назначению припусков на механическую обработку: опытно-статистический и расчётно-аналитический.
Сущность опытно-статистического метода (представленного в данном справочном пособии) состоит в том, что численные значения общего припуска и его распределение по операционным составляющим осуществляют по нормативным таблицам в зависимости от методов получения заготовок, геометрических форм и конструктивных размеров деталей. В этих случаях припуски оказываются безусловно гарантированными, но в то же время несколько завышенными. С таким положением практические работники соглашаются и ищут пути компенсации затрат на удаление больших припусков в интенсификации механической обработки.
Припуски На Механическую Обработку
Припуски на механическую обработку
Припуск на обработку — слой, подлежащий снятию при превращении заготовки в деталь. Его размер соответствует разности габаритов детали и заготовки. Задают припуск на сторону.
Назначение
Значение припусков влияет на эффективность и качество обработки, так как они компенсируют погрешности предыдущей и текущей рабочих операций. При этом должен быть соблюден баланс между недостаточным и чрезмерным значением. При недостаточном снизится точность и качество работ ввиду неполного удаления дефектного слоя и усложнения выверки заготовки при монтаже на станке, а при избыточном возрастет стоимость производства ввиду повышения расхода материальных и энергетических ресурсов и трудозатрат. Оптимально среднее значение, обеспечивающее достаточное качество при минимальных затратах.
Зная что такое припуск, можно понять, что составляющий его материал уходит в отходы. При превращении заготовок в детали в стружку уходит до 60% массы материала. Лишь на отдельных заводах машиностроения эта величина сокращена до 20-30%. Стружка учитывается как потери из-за низкой стоимости. К тому же на удаление материала затрачиваются энергия и трудовые часы. Ввиду этого важен расчет оптимального значения, для достижения которого меняют технологии производства. Например, используют чугунные отливки вместо штампованных заготовок, не требующие токарной обработки. Таким образом значительно сокращают стоимость изготовления деталей.
Классификация припусков
По порядку обработки припуски дифференцируют на следующие виды.
По конфигурации выделяют односторонние, симметричные и асимметричные виды.
Методы определения
По методу определения припуски дифференцируют на три варианта.
К тому же существует два подхода к изменению размера припусков с ходом обработки, различающихся в зависимости от типа деталей.
В обоих случаях возможно применение и ассиметричных, и симметричных припусков.
Значение зависит от таких факторов, как материал, конфигурация, технология создания заготовки, требования к материалу, точность размеров, шероховатость поверхности.
Существует два метода определения припусков на механическую обработку.
ГОСТ содержат таблицы припусков для различных видов технологических операций и разных типов изделий, применяемые в первом методе.
К погрешностям для расчетно-аналитического метода относят:
То есть минимальное значение промежуточного типа определяется названными факторами. Ее вычисление для всех переходов позволяет установить изменение габаритов заготовки по ходу превращения ее в деталь.Расчет промежуточных припусков дает предельные размеры для всех технологических переходов производственного процесса.
В справочниках объясняется, как рассчитать припуск, приведены соответствующие формулы.При расчете всех типов для однопроходных работ основываются на размерах целевой продукции.
Предельные габариты после тонкого точения получают из суммы минимального предельного размера и наименьшего припуска на чистовое точение. Аналогичным методом вычисляют минимальные размеры по завершении чернового точения: из суммы минимального предельного размера и наименьшего припуска. Для получения максимальных габаритов требуется сложить минимальные с допусками. Общий наименьший припуск составляет сумма минимальных промежуточных, а наибольший – максимальных.
При многопроходных работах упругие отжатия компонентов технологической схемы почти отсутствуют ввиду малых сил на следующих проходах. Поэтому в данном случае наименьший припуск складывают с максимальными габаритами.
Для работ с собранными узлами в погрешностях учитывают также взаимное смещение деталей и погрешности сборки.Для штамповочных и литейных уклонов припуски увеличивают.
Дефектный слой отличается механическими свойствами, что обусловлено, в том числе, остаточными напряжениями. Размеры приведены в справочной литературе и зависят от производственной схемы. Причем его удаляют не во всех случаях. Это определяется методом получения заготовки. Так, данный слой оставляют в случае обработки абразивом. Для многих автомобильных деталей используют отлитые предметы с отбеленным слоем, увеличивающим износостойкость. Стальные поковки и штампованные предметы отличаются обезуглероженным слоем, сокращающим предел выносливости материала. Его удаляют путем механической обработки.
К тому же выделяют наклепный слой. Он формируется также на поверхности материала в результате обработки резанием. Его удаляют только частично, а именно верхнюю часть с нарушенной структурой. Это объясняется тем, что в случае дальнейшей термической обработки данный слой перейдет в исходное состояние, а без нее повысит износостойкость материала.
По завершении поверхностной закалки тоже рекомендуется сохранить верхний слой.Это объясняется снижением его механических свойств с возрастанием припуска.
К тому же величину дифференцируют для этапов обработки: на черновой закладывают большую часть общего типа. Обычно используется пропорция 60/40. В случае когда предполагается получистовой этап, применяют соотношение 45/30/25.
Для отдельной партии деталей значение припуска каждой из них случайно, так как определяется рядом произвольных факторов. В случае однопроходных работ на предварительно настроенных станках наблюдается явление копирования, обусловленное упругими деформациями компонентов системы. Оно состоит в прямой зависимости выдерживаемого размера от габаритов заготовки. То есть при наименьшем выдерживаемом размере получается деталь минимальных размеров, а использование наибольшего выдерживаемого размера дает максимальные габариты детали. Это объясняется соответствующей выдерживаемому размеру величиной отжатия, определяемой величиной припуска и силой резания. Ввиду того, что в реальных условиях наблюдаются колебания размеров заготовок и твердости их материала, припуски также различаются.
Исходя из невозможности точного задания, используют допуски. Причем для общего типа и размера используется один допуск. Для промежуточного он определяет предел колебаний припуска и габаритов.
Допуски на операционные габариты также важны. Их значение обусловлено влиянием на точность и сложность создания деталей. Так, при малых значениях возрастает вероятность получения брака ввиду неполного удаления дефектного слоя. К тому же повышается стоимость работ. При использовании большого допуска наблюдаются значительные колебания глубины резания для одной партии и, следовательно, размеров после текущего перехода. Кроме того, большие допуски усложняют настройку станка и работу.
Припуски на механическую обработку
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ОТЛИВКИ ИЗ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку
Metal and alloy castings. Dimensions and mass tolerances and machining allowances
1 РАЗРАБОТАН Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет «МАМИ»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 252 «Литейное производство»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 декабря 2009 г. N 610-ст
ВНЕСЕНЫ: Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Приказом Росстандарта от 30.11.2011 N 666-ст c 01.07.2012; Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие Приказом Росстандарта от 12.03.2013 N 10-ст c 01.03.2013
Изменения N 1, 2 внесены изготовителем базы данных по тексту ИУС N 2, 2012 год, ИУС N 6, 2013 год
Настоящий стандарт распространяется на отливки из черных и цветных металлов и сплавов и устанавливает допуски размеров, формы, расположения и неровностей поверхности, массы и припуски на механическую обработку.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 2.308-79 Единая система конструкторской документации. Указание на чертежах допусков форм и расположения поверхностей
ГОСТ 3.1125-88 Единая система технической документации. Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок
ГОСТ 8-82 Станки металлорежущие. Общие требования к испытаниям на точность
ГОСТ 3212-92 Комплекты модельные. Уклоны формовочные, стержневые знаки, допуски размеров
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 номинальный размер детали (отливки): Размер, указанный на чертеже детали (отливки).
3.2 средний размер детали: Размер детали, соответствующий середине поля его допуска.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
3.3 вид размеров отливки: Совокупность размеров отливки, характеризующихся подобными конструктивными и технологическими условиями формирования их точности.
3.4 действительный размер отливки: Действительный размер, измеряемый двухточечным инструментом.
3.5 допуск смещения элемента отливки по плоскости разъема: Разность предельных отклонений положений частей элемента отливки, формируемых в разных полуформах.
3.6 общий допуск элемента отливки: Комплексный допуск, включающий допуск размера от поверхности до базы и независимо назначенные допуски формы и расположения нормируемого участка поверхности.
3.7 шероховатость поверхностей: Совокупность повторяющихся неровностей малой величины (микронеровностей).
3.8 неровностность поверхности: Совокупность повторяющихся неровностей средней величины (мезонеровностей), т.е. неровностей поверхности с шагом, превышающим базовую длину, на которой измеряют шероховатость данной поверхности.
Базовой линией для определения значений параметров неровностности служит средняя линия профиля поверхности.
Базовая длина для измерения неровностности поверхностей отливок принимается равной 4-10 базовым длинам для измерения шероховатости, но не менее пяти шагов неровностности и не более 100 мм.
Неровностность занимает промежуточное положение между шероховатостью и отклонениями формы поверхности.
3.9 допуск неровностности поверхности отливки: Наибольшая высота мезонеровностей поверхности отливки, т.е. сумма наибольшей высоты выступа и впадины поверхности.
3.10 припуск на обработку: Толщина слоя металла, удаляемая с поверхности отливки при ее обработке в целях обеспечения заданных размеров, формы, расположения, неровностностей и шероховатости поверхности детали.
3.11 общий припуск: Суммарный припуск на все переходы обработки, соответствующий серединам полей допусков детали и отливки.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
3.12 минимальный литейный припуск: Припуск, необходимый для обеспечения заданных требований к качеству (шероховатости, неровностности и бездефектности) поверхности детали и зависящий от толщины удаляемого при обработке поверхностного слоя, шероховатости и неровностности поверхности отливки. Поверхностные дефекты отливки не должны выходить за пределы минимального литейного припуска.
3.13 поверхностный слой отливки (детали): Слой металла с видоизмененными (при формировании или предшествующей обработке) составом, микроструктурой и свойствами, обладающий повышенным сопротивлением лезвийной обработке.
3.14 технологический напуск: Местное или неравномерное увеличение тела отливки по сравнению с чертежом литой детали с нормативными припусками на обработку, вызванное особенностями литейной технологии. К технологическим напускам относятся: пополнения, обеспечивающие направленную кристаллизацию отливки; пополнения, сглаживающие местные углубления и выступы; пополнения и стяжки, компенсирующие искажение конфигурации отливки под влиянием напряжений, возникающих при охлаждении; непроливаемые отверстия; усадочные ребра; литейные уклоны.
3.15 параметры точности отливки: Обобщенные характеристики точности размеров, поверхностей или отливки в целом.
Параметры точности размеров и поверхностей отливки включают класс точности, размеров, степень коробления элемента отливки, степень точности поверхности, а также смещение элемента отливки и ряд припуска поверхности отливки.
Параметры точности отливки в целом включают класс размерной точности, степень коробления, степень точности поверхностей и класс точности, а также смещение отливки.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
3.16 нормы точности отливки: Требования к уровню значений параметров точности отливки.
Нормы точности устанавливают в зависимости от назначения, конструктивно-технологических особенностей, условий эксплуатации и изготовления отливки.
3.17 (Исключен, Изм. N 2).
4 Общие положения
4.1 Номинальный размер отливки следует принимать равным номинальному размеру детали для необрабатываемых поверхностей (рисунок 1) и сумме среднего размера детали и половине общего припуска на обработку для обрабатываемых поверхностей при одностороннем припуске (рисунок 2) и двухстороннем припуске (типа тел вращения или взаимно-противоположных поверхностей) (рисунок 3).
4.2 Номинальную массу отливки следует принимать равной массе отливки с номинальными размерами.
Методику определения номинальной массы устанавливают в стандартах предприятий.
4.3 При определении номинальных размеров отливок учитывают технологические напуски.
Технологические напуски устанавливает изготовитель и указывает в чертежах отливки или детали с указанием размера отливки.
4.4 Нормы точности устанавливают на отливку в целом, отдельные ее поверхности и размеры.
4.5 Точность отливки в целом характеризуют классом размерной точности отливки, степенью коробления, степенью точности поверхностей, классом точности массы, допуском смещения.
Для обрабатываемых отливок обязательному указанию подлежат все параметры точности отливок, для необрабатываемых отливок допускается не указывать степень коробления отливки. Использование других показателей точности отливок, а при необходимости и специфические требования к точности литых деталей в зависимости от их назначения и условий эксплуатации регламентируют в стандартах предприятий.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
4.6 Нормы точности отливок: классы размерной точности, степень коробления, степень точности поверхностей, классы точности масс, а также ряды припусков на обработку для различных технологических процессов и условий изготовления и обработки отливок приведены в приложениях А-Ж.
На отдельные размеры и поверхности отливок допускается устанавливать более жесткие нормы точности, чем в целом на отливку.
Припуски на механическую обработку
Припуском на обработку называется слой металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки в процессе обработки для получения готовой детали.
Размер припуска определяют разностью между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу; припуск задается на
сторону.
Припуски подразделяют на общие, т. е. удаляемые в течение всего процесса обработки данной поверхности, и межоперационные, удаляемые при выполнении отдельных операций.
Общий припуск на обработку равен сумме межоперационных при пусков по всем технологическим операциям — от заготовки до размера.
Межоперационный припуск равен сумме припусков, отведённых на черновой, получистовой и чистовой проходы на данной операции.
Понятие двухстороннего припуска чаще всего относится к обработке цилиндрических поверхностей и тогда оно равнозначно понятию припуска на диаметр. С другой стороны, численные значения припуска прямо связаны с режимами резания при обработке (глубиной резания). Поэтому более употребительными и удобными для практического использования считают припуски на сторону.
Назначение припусков на механическую обработку представляет собой важную задачу, поскольку от их численных значений зависит эффективность технологического процесса и качество обрабатываемых поверхностей. В реальном проектировании надо стремиться к тому, чтобы назначенные припуски были минимально необходимыми и достаточными. Из первого условия следует, что припуски не должны быть чрезмерно большими, для того чтобы не удорожать обработку. По второму условию припуски должны гарантировать качественное изготовление
деталей по всем параметрам точности и состоянию поверхностного слоя
В технологии машиностроения различают два подхода к назначению припусков на механическую обработку: опытно-статистический
и расчётно-аналитический.
Сущность опытно-статистического метода (представленного в данном справочном пособии) состоит в том, что численные значения
общего припуска и его распределение по операционным составляющим осуществляют по нормативным таблицам в зависимости от
методов получения заготовок, геометрических форм и конструктивных размеров деталей. В этих случаях припуски оказываются безусловно
гарантированными, но в то же время несколько завышенными. С таким положением практические работники соглашаются и ищут пути компенсации затрат на удаление больших припусков в интенсификации механической обработки.
Припуски на разрезку, Припуски на механическую обработку алюминиевых отливок,
Припуски на механическую обработку оловянистых, бронзовых отливок,
Припуски на механическую обработку чугунных и стальных отливок
Припуски и предельные отклонения для поковок типа дисков
Припуски и предельные отклонения для гладких поковок
Припуски на механическую обработку отливок из серого чугуна
Припуски на обтачивание валов
Припуски на растачивание отверстий
Припуски на шлифование валов
Припуски на шлифование отверстий
Припуски для поковок с уступами
Припуски для поковок с отверстиями
Припуски на механическую обработку отливок из цветных сплавов
Припуски на механическую обработку стальных фасоных отливок
Припуск на механическую обработку: определение, назначение, расчет
Технологии Обработки Металлов
Определение величины припусков
Главная / Припуски / Определение величины припусков
Как видно из рассмотрения факторов, влияющих на величину припуска, величина нормального припуска должна быть такой, чтобы можно было произвести механическую обработку и достигнуть необходимой чистоты поверхности и точности размеров детали способами, соответствующими выполнению этих требований.
Из этого следует, что величина припуска зависит от толщины поверхностного слоя, который подлежит снятию, и припусков, необходимых для всех промежуточных операций механической обработки.
Припуск на толщину поверхностного слоя, подлежащего снятию за первый черновой проход режущего инструмента, и общий припуск можно определить по данным табл. 9.
Величины припусков на промежуточные операции механической обработки можно принимать по данным табл. 10—21.
Припуски после черновой обточки валов под чистовую обточку в мм. на диаметр
Пользуясь таблицей 11, надо брать большие величины при предварительной грубой обработке поверхности и меньшие — при точной.
Предельные припуски после обточки под круглое шлифование в центрах закаленных изделий в мм. на диаметр.
Допуски при предварительной обработке принимаются:
Если производится черновое шлифование до термической обработки, то суммарный припуск на черновое и чистовое шлифование необходимо брать больше в 1,6 раза против величин, указанных в табл. 11. Из этого суммарного припуска примерно 40% снимается до термообработки и 60% после термообработки.
При тонких изделиях с резким переходом диаметров, которые при термической обработке подвергаются короблению, необходимо принимать наибольшие величины припусков.
Предельные припуски после обточки под круглое шлифование в центрах незекаленных изделий из всех материалов в мм. на диаметр.
В табл. 12 также надо брать большие величины при предварительной грубой обработке и меньшие — при точной. При предварительной обработке допуски принимаются, как указано было для предыдущей таблицы. 
Предельные припуски под бесцентровое наружное шлифование закалённых изделий в мм на диаметр.
В табл. 13 и 14 наибольшие величины припусков принимаются при предварительной грубой обработке, наименьшие — при точной. При предварительной обработке допуски принимаются: при черновой обточке по 5-му классу точности (ОСТ), при чистовой обточке по 4-му классу точности (ОСТ), при чистовой обточке повышенной точности по 3-му классу точности (ОСТ).
При черновом шлифовании до термической обработки суммарный припуск на черновое и чистовое шлифование надо увеличивать в 1,6 раза против величин, указанных в табл. 13.
Предельные припуски под бесцентровое наружное шлифование незакаленных изделий из всех материалов в мм на диаметр.
Для изделий тонких с резкими переходами диаметров, которые при термической обработке подвергаются короблению, необходимо принимать наибольшие величины припусков, указанные в табл. 13.
Ниже приводятся таблицы величин припусков под чистовое растачивание, шлифование, зенкерование и развёртывание отверстий, под чистовое фрезерование и шлифование плоскостей и протягивание (табл. 15—21а).
Средние величины припусков после чернового растачивания под чистовое растачивание отверстий резцом в мм на диаметр. Очень удобно для наглядности изображать графически расположение припусков в разных стадиях обработки в виде схем, показанных на фиг. 15а (для вала) и на фиг. 15б (для отверстия).
Размеры заготовок называются свободными, если они относятся к необрабатываемым поверхностям или поверхностям, обрабатываемым, но не сопрягающимся с другими поверхностями. Допускаемые отклонения размеров заготовок, в необрабатываемых местах зависят от рода заготовок и способов их изготовления.
Схема расположения припусков в различных стадиях обработки вала.
Схема расположения припусков в различных стадиях обработки отверстия.
Пример расчёта припуска на обработку
Рассчитаем припуски и межоперационные размеры для поверхности 17 детали «Муфта».
Для цилиндрических поверхностей
Расчёт минимальных припусков на диаметральные размеры для каждого перехода производят по следующим уравнениям:
Расчётные значения припусков заносим в графу 6 таблицы 8.
Расчёт наибольших расчётных размеров по технологическим переходам производим, вычитая из значения наибольших предельных размеров, соответствующих предшествующему технологическому переходу, величину припуска на выполняемый переход:
Наибольшие расчётные размеры заносим в графу 7 таблицы 8. Наибольшие предельные размеры (округлённые) заносим в графу 9 таблицы 8.
Затем определяем наименьшие предельные размеры по переходам:
Результаты расчётов вносим в графу 10 таблицы 8. Расчёт фактических максимальных и минимальных припусков по переходам производим, вычитая, соответственно, значения наибольших и наименьших предельных размеров, соответствующих выполняемому и предшествующему технологическим переходам.
Строим график расположения припусков на обработку (см. рис. 5)
Рисунок 5 – Схема графического расположения припусков на обработку поверхности 10 Ø50+0,046 мм
Для условий единичного или мелкосерийного производства обработку необходимо вести на универсальном оборудовании, стремясь к более полному использованию его возможностей.
Чтобы избегать трудоемких переустановок крупногабаритных и тяжелых заготовок, черновую и чистовую обработку таких заготовок выполняют за одну операцию. Наиболее точные станки используют для чистовой и отделочной обработки, выделяемые в отдельные операции.
Выбор оборудования. Выбор оборудования (см. табл. П26) является одной из важнейших задач при разработке технологического процесса механической обработки заготовки.
От правильного его выбора зависит производительность изготовления детали, экономное использование производственных площадей, возможность механизации и автоматизации ручного труда, экономии электроэнергии и в итоге — себестоимость изделия.
В зависимости от объёма выпуска изделий, выбирают станки по степени специализации и высокой производительности, а также станки с числовым программным управлением (ЧПУ).
Выбор каждого вида станка должен быть экономически обоснован. Производится расчёт технико-экономического сравнения обработки данной операции на разных станках.
При заданном объёме выпуска изделий необходимо принимать ту модель станка, которая обеспечивает наименьшие трудовые и материальные затраты, а также себестоимость обработки заготовки.
При выборе необходимо дать краткое описание моделей станков, применяемых в технологическом процессе, указать предпочтение выбранной модели станка по сравнению с другими, аналогичными станками.
Характеризуя выбранные модели станка, можно ограничиваться краткой их технической характеристикой. Если выбранные станки специальные, агрегатные или специализированные, то следует описать их принципиальную схему.
— кинематические данные станка (диапазоны подачи, частота вращения шпинделя и т.д.).
Припуски на обработку. Основные понятия
Припуски на обработку
Припуском на обработку называется слой металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки в процессе обработки для получения готовой детали.
Размер припуска определяют разностью между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу; припуск задается на
сторону.
Общий припуск на обработку равен сумме межоперационных при пусков по всем технологическим операциям — от заготовки до размера.
Межоперационный припуск равен сумме припусков, отведённых на черновой, получистовой и чистовой проходы на данной операции.
Понятие двухстороннего припуска чаще всего относится к обработке цилиндрических поверхностей и тогда оно равнозначно понятию припуска на диаметр. С другой стороны, численные значения припуска прямо связаны с режимами резания при обработке (глубиной резания). Поэтому более употребительными и удобными для практического использования считают припуски на сторону.
Назначение припусков на механическую обработку представляет собой важную задачу, поскольку от их численных значений зависит эффективность технологического процесса и качество обрабатываемых поверхностей.
В реальном проектировании надо стремиться к тому, чтобы назначенные припуски были минимально необходимыми и достаточными. Из первого условия следует, что припуски не должны быть чрезмерно большими, для того чтобы не удорожать обработку.
По второму условию припуски должны гарантировать качественное изготовление
деталей по всем параметрам точности и состоянию поверхностного слоя
В технологии машиностроения различают два подхода к назначению припусков на механическую обработку: опытно-статистический и расчётно-аналитический.
Сущность опытно-статистического метода (представленного в данном справочном пособии) состоит в том, что численные значения
общего припуска и его распределение по операционным составляющим осуществляют по нормативным таблицам в зависимости от
методов получения заготовок, геометрических форм и конструктивных размеров деталей. В этих случаях припуски оказываются безусловно
гарантированными, но в то же время несколько завышенными. С таким положением практические работники соглашаются и ищут пути компенсации затрат на удаление больших припусков в интенсификации механической обработки.
Допуски и припуски на механическую обработку
Главная задача механической обработки любого типа – получение деталей нужной формы и размеров с заданной точностью и шероховатостью поверхности. Такие результаты достигаются путём снятия с заготовки слоя металлической стружки.
Этот снимаемый слой принято называть припуском. Другими словами, припуск – это разность между размерами детали по чертежу и заготовки. Правильное определение припусков на механическую обработку позволяет обеспечить необходимую точность.
Виды припусков и допусков
В зависимости от способа обработки детали различают два основных вида припусков:
Промежуточные припуски представляют собой слой металла, снимаемый на отдельном переходе обработки. Общий припуск – это слой, снимаемый на всех технологических этапах. Данная величина рассчитывается путём сложения промежуточных припусков.
Припуск на обработку – величина непостоянная, и связано это с тем, что размеры заготовки до и после выполнения технологического перехода могут колебаться в пределах установленного допуска. Припуск на обработку может быть минимальным, номинальным или максимальным.
При минимальном припуске снимаемый слой является разностью между наименьшим размером после выполнения операции. Номинальный припуск – это разность между номинальными размерами до и после осуществления технологического перехода.
Максимальный припуск представляет собой разность между наименьшими размерами поверхности после выполнения предыдущего перехода и наибольшим размером после завершения текущей операции.
Технология машиностроения неразрывно связана с метрологией – наукой об измерениях, средствах и методах обеспечения их единства для достижения необходимой точности обработки. Две детали, соединяемые между собой, называются сопрягаемыми.
Величину, по которой осуществляется соединение, называют сопрягаемым размером. В качестве примера сопрягаемых деталей можно рассмотреть диаметр отверстия в шкиве и соответствующий ему диаметр вала.
Величину, по которой соединение не происходит, называют свободным размером (наружный диаметр вала).
В целях обеспечения взаимозаменяемости деталей сопрягаемые величины должны всегда иметь точные значения. Однако обеспечить такую точность в процессе механической обработки не всегда удаётся, а иногда это просто нецелесообразно. Поэтому в машиностроении используется способ получения взаимозаменяемых деталей с так называемой приближённой точностью.
Суть данного способа заключается в том, что для различных условий эксплуатации деталям и узлам задаются допустимые отклонения от установленных размеров. Данные отклонения никак не влияют на безупречность работы элементов и рассчитываются для различных условий эксплуатации.
Выстраиваются они в определённой схеме, которая называется «Система допусков и посадок».
Допуски и посадки являются разностью между наименьшими и наибольшими предельными значениями параметров (массовой доли, массы и размеров). Устанавливаются эти параметры с учётом технологических требований к детали. Расчётные данные детали называются номинальным размером.
Выражаются они в целых миллиметрах. Фактические размеры детали, получаемые после обработки, называются предельными.
На чертежах эти величины обозначаются числовыми значениями и указываются при номинальном размере (верхнее значение отмечается в верхней части записи размера, нижнее – в нижней).
Припуски и допуски на механическую обработку напрямую влияют на производительность и себестоимость технологического процесса. Чем больше эти величины, тем выше трудоёмкость механической обработки. Это приводит к увеличению энергозатрат, быстрому износу инструмента и большому расходу металла.
Одним из способов уменьшения припусков является повышение точности изготовления заготовки и выполнение предварительных механических операций. Но это, в свою очередь, требует более точной и тщательной установки деталей в приспособлениях и на станках.
Размер припуска зависит от целого ряда факторов:
Влияют на величину тип производственной операции и погрешность установки детали в приспособлении.
Расчёт припусков и допусков
Определение припусков на обработку может выполняться двумя способами: статистическим (табличным) или аналитическим (расчётным). В первом случае величина припусков зависит от типа заготовки и особенностей технологического процесса. Определяется она по нормативам, установленным в ГОСТах.
Для того чтобы правильно определить размер припусков табличным способом, необходимо разработать маршрутную карту и определиться с технологическими допусками для всех переходов. Затем на основании данных, приведённых в таблицах, назначаются элементы припуска Rz и h. При расчётах важно учесть величину пространственных погрешностей.
Расчёты технологического припуска табличным методом нужно начинать с последнего перехода.
Аналитический метод расчётов припусков предполагает использование формул для цилиндрических деталей или для плоских поверхностей. При расчётах учитываются величина микронеровностей, глубина дефектного слоя, величина суммарных пространственных отклонений, погрешность установки заготовки.
Промежуточный припуск на обработку определяется с высокой точностью – до микрометра, округление полученных величин производится в сторону увеличения. Важно, чтобы величина припусков превышала минимальную толщину стружки, снимаемой режущим инструментом.
Определение допусков на механическую обработку выполняется по установленным стандартам. Точные величины зависят от типа технологической операции, особенностей заготовки, размеров и класса точности готовой детали. Необходимые данные берутся из таблиц.
Чтобы обеспечить соответствие указанным параметрам, в процессе обработки постоянно используются измерительные инструменты. Для грубых замеров и проверки соответствия размеров применяются линейки, нутромеры и кронциркули.
Штангенциркули, микрометры, калибры позволяют обеспечить более высокую точность измерений.
Расчет припусков на механическую обработку
Всякая заготовка, предназначенная для механической (слесарной) обработки, изготавливается с припуском на размеры готовой детали (припуском на обработку).
Ранее было дано определение общего припуска. При этом можно сказать, что общий припуск — это слой материала, необходимый для выполнения всей совокупности технологических переходов, т.е. всего процесса обработки данной поверхности от заготовки до готовой детали.
84 представлена схема расположения припусков и допусков при обработке детали «вал».
Рис. 4.84. Схема расположения припусков и допусков при обработке вала
Нумерация позиции на рис. 4.84 соответствует следующим значениям: 1 — допуск на изготовление заготовки; 2 — припуск на предварительную обработку; 3 — допуск на предварительную обработку; 4 — припуск на шлифование; 5 — допуск на шлифование; 6 — припуск на доводку; 7 — допуск на доводку.
Различают односторонние припуски на обработку, понимая под ними слой материала, снимаемый с одной стороны детали, и двусторонние, снимаемые с двух сторон. Иногда для цилиндрических деталей припуск дается «на диаметр», т.е. указывают двойную толщину снимаемого слоя, что должно быть оговорено.
Припуски могут быть симметричные и асимметричные, т.е. расположенные по отношению к оси заготовки симметрично и асимметрично.
Симметричные припуски могут быть у наружных и внутренних поверхностей тел вращения, а также у противолежащих плоских поверхностей, обрабатываемых параллельно (одновременно).
Однако как в первом, так и во втором случае возможно и асимметричное расположение припусков.
Величины припусков на обработку и допуски на размеры заготовок зависят от ряда факторов, степень влияния которых различна. К числу основных факторов относятся материал, конфигурация, размеры, вид и способ изготовления заготовки, требования в отношении механической обработки, шероховатость поверхности и точность размеров детали.
В величину припуска, снимаемого при первых, черновых, операциях входит также дефектный слой.
Дефектный слой включает в себя выпуклости, вмятины, раковины, трещины, погрешности формы и размеров заготовок.
У поковок дефектный слой составляет от 1,5 до 3 мм, у штамповок — от 0,5 до 1,5 мм, у горячекатаного проката — 0,5—1 мм, у отливок из серого чугуна — 1—2 мм, у остальных отливок — 1—3 мм.
На практике перераспределяют припуск между предварительной и окончательной обработкой или между черновой и чистовой обработкой (см. рис. 4.84).
В таких случаях рекомендуется на черновую обработку оставлять до 60% суммарного припуска, а на чистовую — до 40%, или же предусматривают 45% — на черновую, 30% — на по- лучистовую и 25% — на окончательную обработку.
При назначении припусков следует учитывать характер термической обработки, результатом которой может быть деформация деталей.
В результате обработки резанием в поверхностном слое возникает зона наклепа. При последующей обработке эту зону целесообразно сохранить, так как она повышает износостойкость детали и способствует получению более чистой поверхности.
85 показана схема поверхностного слоя заготовки, где А — удаляемая дефектная часть поверхностного слоя, В — неудаля- емая часть поверхностного слоя, С — основная структура металла, RZi-1 — высота неровности, Ht_ — глубина дефектного поверхностного слоя.
3. ро,—1 — к суммарным отклонениям относятся: несоосность наружной (базовой) поверхности и растачиваемого отверстия у заготовок втулок, дисков и гильз; несоосность обтачиваемых ступеней базовым шейкам или линии центровых гнезд у заготовок ступенчатых валов и другие погрешности взаимного положения обрабатываемых и базовых элементов (рис. 4.86).
Рис. 4.85. Схема поверхностного слоя
Рис. 4.86. Схема влияния несоосности роМ наружной и внутренней поверхностей втулки на припуск под растачивание
86 показана схема, иллюстрирующая влияние несоосности р0 наружной и внутренней поверхностей втулки на припуск под растачивание отверстия. Своей наружной (базовой) поверхностью втулка закрепляется в трехкулачковом самоцентрирующем патроне.
Штриховая линия характеризует заданное обработкой отверстие диаметром D. Из схемы видно, что составляющая промежуточного припуска (на диаметр), компенсирующая несоосность поверхностей втулки, равна 2р0/_].
Диаметр отверстия заготовки с учетом влияния только одной этой составляющей d = D — 2р0,_!.
Суммарные отклонения возникают в результате неточного выполнения заготовок и операций механической обработки. При механической обработке может иметь место также копирование в уменьшенном виде первичных погрешностей заготовки.
Влияние пространственных отклонений на количество снятого в виде припуска материала зависит от принятой схемы базирования заготовки.
При механической обработке деталей типа дисков целесообразно, например, сначала расточить отверстие на базе наружной цилиндрической поверхности (для устранения несоосности), а затем на базе отверстия обточить наружную поверхность.
При обратной последовательности обработки с наружной (доминирующей для этой детали) поверхности снимается значительно большее (по объему) количество металла.
Необходимо различать погрешности установки, представляющие собой составляющую общей погрешности выполняемого размера при механической обработке и погрешность установки при определении промежуточного припуска.
Последняя погрешность установки характеризуется величиной смещения обрабатываемой поверхности на предыдущем переходе.
Это смещение происходит при закреплении заготовки из-за неточности ее базовых поверхностей в результате неточного изготовления и износа установочных элементов приспособления, а также в результате погрешностей выверки при индивидуальной установке заготовок.
87, а показана схема образования погрешности установки в результате осадки заготовки из-за контактных деформаций в местах касания ее базовой плоскости с установочными элементами приспособления, вызываемых зажимной силой Q. Неоднородность поверхностного слоя заготовок и непостоянство зажимной силы приводят к тому, что величина осадки в партии заготовок колеблется от утах до ymin.
Рис. 4.87. Схемы образования погрешности установки:
о — в результате осадки заготовки в приспособлении; б — в результате базирования заготовки отверстием на оправку с зазором
Величина е; определяется разностью утах и ymin. Из схемы рис. 4.
87, б дана схема установки заготовки базовым отверстием на оправку с зазором. Смещение заготовки от нейтрального положения в ту или иную сторону возможно в пределах до
где к — минимальный радиальный зазор между заготовкой и оправкой; Ту — допуск на диаметр базового отверстия; Т2 — допуск на изготовление оправки; Тг — допуск на износ оправки.
При обтачивании наружной поверхности заготовки снимаемый припуск на диаметр из-за возможного одностороннего смещения заготовки увеличивается на величину 2.
Общая величина минимального промежуточного припуска определяется суммированием величин Rzi-y, Ht_ь