Припуски под термообработку валов общего назначения. Правильно выбранный припуск обеспечивает устойчивую работу оборудования при достижении высокого качества продукции, а также минимальную себестоимость продукции. Так, при обтачивании цилиндрической повер

Понятие о припусках, операционных размерах и допускаемых отклонениях на них. Влияние величины припусков на экономичность технологического процесса. Факторы, влияющие на величину припуска

Исходная заготовка отличается от детали тем, что на всех обрабатываемых поверхностях предусмотрены припуски – слои материала, подлежащие удалению с поверхности заготовки в процессе обработки для получения заданной точности и шероховатости. Материал, оставленный в выемках, пазах и отверстиях отливок и поковок образует напуск, также удаляемый при обработке. Напуском является также слой материала проката, превышающий размеры заготовки с учётом припуска на обработку. Напуск удаляют, как правило, в два прохода (60…70 % – первый; 40…30 % – второй).

Припуски разделяют на общие (операционные) – удаляемые в течение всего процесса обработки и межоперационные (промежуточные), удаляемые при выполнении отдельных операций. Межоперационный припуск определяется разностью размеров заготовки, полученных на смежных предшествующем и выполняемом переходах.

Общий припуск равен сумме межоперационных припусков по всем технологическим операциям.

Припуски могут быть симметричными (для тел вращения) и асимметричными – (призматические детали).

Различают номинальный, минимальный и максимальный припуск.

Минимальный припуск, т.е. наименьший слой металла, снимаемый при обработке, есть разность между наименьшим размером заготовки и наименьшим размером после выполнения данного перехода.

Максимальный припуск равен номинальному припуску минус допуск на выполнение данного перехода.

Номинальный припуск – разность между номинальными размерами поверхности после предшествовавшего и после данного перехода.

Максимальный припуск есть разность между наименьшим размером поверхности после выполнения предшествовавшего перехода и наименьшим её размером после выполнения данного перехода.

Существуют нормативные данные, суммируя которые можно получить величину минимального припуска.

Имеются так же ГОСТ на значения общих припусков на обработку отливок и поковок. При оценке величины общего припуска учитываются факторы:

1) размер и конструктивные формы;

2) материал и способ получения заготовки;

3) величина дефектного слоя;

4) погрешность установки;

5) степень деформации.

Важно, чтобы припуски на обработку были возможно меньшими в целях экономии металла, времени и т.д. Для этого, чтобы ограничить значения промежуточных припусков, назначают технологические допуски на отдельные переходы.

Обычно технологические промежуточные допуски на охватываемую поверхность (шейка вала) назначают в минус, а на охватывающую (отверстия) – в плюс. В любом случае промежуточный допуск направлен в тело металла.

Минимальный припуск – минимальная необходимая толщина слоя материала для выполнения данной операции. Он является исходной величиной при расчёте припусков.

На припуск устанавливают допуск, который является разностью между наибольшим и наименьшим значениями припуска. Значения припусков и допусков определяют промежуточные (операционные) размеры. Определение припусков на механическую обработку состоит из двух основных этапов – определение величин припусков на обработку в соответствии с технологическими переходами технологического процесса и определение размеров заготовки, в соответствие с техническими требованиями рабочего чертежа. При этом размеры заготовки (или размеры полуфабриката, изготовленного из исходного материала), определяются суммированием припусков на обработку, назначаемых для отдельных операций и переходов технологического процесса.

Припуски на обработку определяются двумя методами:

1) опытно-статистический – при котором значения общих и промежуточных припусков определяют по справочным таблицам, составленным на основе обобщения производственного опыта. Недостаток метода – нет учёта конкретных условий построения технологического процесса. Полученные припуски, как правило, завышены, так как ориентируются на полное отсутствие брака;

2) расчётно-аналитический метод (профессор В.М. Кован), согласно которому промежуточный припуск должен быть таким, чтобы при его снятии устранялись погрешности обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предшествующем переходе, а так же погрешности установки на данном переходе. Основа метода – определение min Z.

Влияние размера припуска на экономичность процесса обработки очень велико, так как чем больше припуск, тем большее число рабочих ходов требуется для снятия соответствующего слоя металла, что приводит к повышению трудоемкости процесса, расхода электроэнергии, износу режущего инструмента и увеличивает отходы металла, превращаемого в стружку. Завышенные припуски приводят к увеличению парка оборудования и производственных площадей, необходимых для его размещения. Размер припуска обеспечивается точностью изготовления заготовок, однако повышение требований к точности в ряде случаев повышает и себестоимость их изготовления в заготовительных цехах, поэтому припуск следует выбирать оптимальным, т. е. обеспечивающим качество обработанной поверхности при наименьшей себестоимости обработки в механических и заготовительных цехах.

Выбор маршрута обработки

Выбор установочных баз

Выбор установочных баз проводят с целью наметить порядок смены баз (если это необходимо) при выполнении технологического процесса механической обработки детали. Исходными данными при выборе баз являются:

Рабочий чертеж детали с простановкой заданных размеров;

Технические условия на ее изготовление;

Вид заготовки;

Желаемая степень автоматизации процесса.

Основные положения по выбору баз и требования к базовым поверхностям рассмотрены в 1 разделе. Однако при выборе установочных баз полезно помнить о двух принципах, рассмотренных ранее, т.е. принцип совмещения баз, чтобы избежать погрешности базирования и принцип постоянства баз, который способствует повышению точности взаимного положения поверхностей детали.

Цель установления маршрута обработки и метода обработки – обеспечить наиболее рациональный процесс обработки детали. В маршруте указывается последовательность выполнения технологических операций, и по каждой операции устанавливается метод обработки, используемое оборудование, применяемое приспособление, рабочий и измерительный инструмент, режимы обработки, нормы времени, квалификация работы.

План должен предусматривать расчленение технологического процесса обработки на составные части: операции, установки, позиции, переходы, проходы, а в необходимых случаях и приемы.

Расчет припусков на обработку включает:

Факторы, определяющие величину минимального припуска;

Методы определения припусков.

Любая заготовка, если она в дальнейшем подвергается механической обработке, изготавливается с припуском. Что же понимается под припуском на механическую обработку? Под припуском на механическую обработку понимается слой материала, который необходимо удалить в процессе обработки с целью получения заданной точности размеров, формы и шероховатости поверхности готовой детали. Исходя из определения следует, что поверхности, которые не обрабатываются, припусков не имеют. Величину общего припуска на обрабатываемую поверхность определяет разность между размерами заготовки и готовой детали.

Различают общие припуски и межоперационные. Общий припуск – слой материала, снимаемый в процессе всей обработки, а межоперационный – за одну операцию. Нетрудно выяснить, что общий припуск на обработку будет определяться суммой межоперационных припусков.

По расположению припуски различают симметричные и асимметричные. Симметричные припуски могут быть у наружных и внутренних поверхностей тел вращения, а также у противоположных плоских поверхностей при одновременной параллельной их обработке. Асимметричное расположение припусков наблюдается при односторонней обработке поверхностей, однако не исключена возможность и при обработке вышеупомянутых поверхностей.

Припуск на механическую обработку должен быть оптимальным, т.е. он должен обеспечить заданную точность механической обработки и в то же время иметь наименьший расход материала, т.е. чрезмерные припуски вызывают затраты на измерения при изготовлении детали, а заниженные припуски, наоборот, не удовлетворяют установленным требованиям к шероховатости, к качеству поверхностного слоя, к материалу и точности размеров.

Таким образом, на величину припусков на обработку и допусков на размеры заготовок оказывает влияние следующий ряд факторов:

Материал заготовки;

Конфигурация и размеры заготовки;

Вид заготовки и способ ее изготовления;

Требования в отношении механической обработки;

Технические условия в отношении качества и класса шероховатости поверхности и точности размеров детали.

В настоящее время известны два метода определения припусков на механическую обработку деталей: опытно-статистический или чаще его называют табличный и расчетно-аналитический.

Сущность табличного метода определения припусков заключается в том, что в производственных условиях размеры припусков устанавливают на основании опыта, пользуясь практическими данными в зависимости от массы и габаритных размеров деталей, конструктивных форм и размеров, необходимой точности и класса шероховатости обрабатываемой поверхности. На основании этих статистических данных составляются нормативные таблицы припусков, которые применяются для своего производства или отрасли. Величина табличного припуска на одноименную обрабатываемую поверхность больше припуска, определенного расчетно-аналитическим методом, т.е. дается некоторый процент запаса, чтобы удовлетворить все требования к обрабатываемой поверхности.

Расчетно-аналитический метод определения припусков предложен проф. В.М. Кованом. Величина его определяется расчетом по формулам:

Для симметрического припуска – на диаметр наружной и внутренней поверхности тел вращения:

Симметричный припуск на обе противолежащие параллельные

плоские поверхности:

Асимметричный припуск – на одну из противолежащих парал-

лельных плоских поверхностей:

где Z- минимальный припуск на выполняемый переход на

R a – высота микронеровностей;

Т а – толщина дефектного поверхностного слоя, оставшегося

от предшествующей обработки;

ρ а - суммарное значение пространственных отклонений;

ε в - погрешность установки заготовок при выполняемой

операции.

Индекс «а» при слагаемых припуска показывает, что его значение нужно взять из предшествующего перехода или обработки, а «в» - с выполняемого перехода. Коэффициент «2» в формулах означает, что припуск принят на диаметр или на обе стороны.

Максимальный припуск определяется по формуле

где δ а – допуск на размер, получаемый на предшествующем

переходе;

δ в – допуск на размер, получаемый на выполняемом

переходе, и класса точности, который дает обработка

на технологическом переходе.

Практическая работа № 3

Тема: Расчет припусков аналитическим способом

Цель работы: Приобретение практических навыков в определении припусков расчетно-аналитическим способом.

Исходные данные: Чертеж детали (д/з № 1).

1. Назначить маршрут обработки заданной поверхности;

2. Заполнить таблицу исходных данных, выбрав значения элементов min припуска из справочной литературы.

5. Построить схему расположения припусков и допусков на заданной поверхности;

6. Назначить табличные значения припусков и допусков на остальные поверхности детали;

7. Сделать вывод о проделанной работе.

Выполнение работы:

1. В качестве обрабатываемой поверхности, на которую будет производиться расчет припусков аналитическим способом, принимаю наружную цилиндрическую поверхность Ø 141 h9. Маршрут обработки данной поверхности указан в таблице 3.1.

Таблица 3.1 Маршрут обработки поверхности

Наименование операции (перехода)	Достигаемый квалитет точности IT	Параметр шероховатости Ra мкм.
1.Заготовительная стадия
2. Обтачивание черновое
3. Обтачивание получистовое
4. Обтачивание чистовое

2. Выбираю элементы припусков по переходам:

2.1 Высота микронеровностей Rz и глубина дефектного слоя Т

а) для заготовок отливок Rz+T =500 мкм .

б) по переходам :

После чернового обтачивания Rz=100 мкм, Т=100 мкм;

После получистового обтачивания Rz =50 мкм, Т =50 мкм.

2.2 Значение пространственных отклонений формы ρ:

а) для заготовок отливок :

ρ заг = ρ кор =Δ к (3.1)

где ρ кор –величина коробления;

Δ к – коробление корпусных деталей.

ρ заг = ρ кор =Δ к =86,5 ·1,5 =129,8 ≈130 (мкм).

б) по переходам:

ρ i = ρ кор ·К У (3.2)

где: К У – коэффициент уточнения (К У чер =0,06, К У п/ч =0,05, К У ч =0,04) :

ρ чер =130 ·0,06 ≈8 (мкм);

ρ п/ч =129,8·0,05 ≈7 (мкм);

ρ ч =129,8·0,04 ≈5 (мкм).

2.3 Погрешность установки Σ У:

а) для заготовки : Σ У =140 мкм;

б) по переходам погрешность установки Σ У =0, так как обработка происходит на одном установе.

Полученные данные сведены в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 Исходные и расчетные данные на заданный размер

Технологические операции по переходам	Элементы припуска,				Расчет припусков, мкм			Расчет размеров, мм
Заготовительная стадия
Обтачивание черновое			1 30
Обтачивание получистовое
Обтачивание чистовое						Обтачивание чистовое: d min ч = d н.ч - ei ч =141-0,1 =140,9 (мм); (3.4) d max ч = d н.ч =141 (мм); (3.5) 2 z min ч =214 (мкм); 2 z max ч =2 z min ч + ei ч + ei п/ч =214 +100 +400 = 714 (мкм); (3.6) 2 z ном ч =2 z min ч + ei п/ч = 214 +400 = 614 (мкм); (3.7) Обтачивание получистовое: d min п/ч = d max ч +2 z min ч =141+0,214 =141,214 (мм) (3.8) d max п/ч = d н.п/ч = d min п/ч + ei п/ч =141,214 +0,4=141,614 (мм); (3.9) 2 z min п/ч =416 (мкм); 2 z max п/ч =2 z min п/ч + ei п/ч + ei чер =416 + 400 + 1000 = 1816 (мкм); (3.10) 2 z ном п/ч =2 z min п/ч + ei чер = 416 + 1000 = 1416 (мкм) . (3.11) Обтачивание черновое: d min чер = d max п/ч +2 z min п/ч =141,614+0,416 =142,03 (мм); (3.12) d max чер = d н.чер = d min чер + ei чер =142,03 +1=143,03 (мм); (3.13) 2 z min чер =1382 (мкм); 2 z max чер =2 z min чер + ei чер + ei заг =1382 + 1000 + 800 = 3182 (мкм); (3.14) 2 z ном чер =2 z min чер + ei заг = 1382 + 800 = 2182 (мкм) . (3.15) Размеры заготовки: d min заг = d max чер +2 z min чер =143,03 +1,382 =144,412(мм); (3.16) d н.заг = d min заг + ei заг =144,412 +0,8=145,212 (мм); (3.17) d max .заг = d н заг + es заг =145,212 +0,8=146,012 (мм). (3.18) Общий припуск на обработку поверхности: 2 z н.общ =2 z ном чер +2 z ном п/ч +2 z ном ч =2182 +1416 +614 =4212 (мкм). (3.19) Вывод: в ходе выполнения практической работы я приобрел практические навыки в определении припусков расчетно-аналитическим способом.