Определение общих и промежуточных припусков

Величина межоперационных припусков на механическую обработку заготовки, допуски на каждую операцию и требуемый размер заготовки выбирают в зависимости от экономической точности принятого способа обработки, конфигурации изделия и вида заготовки. При этом необходимо учитывать следующее:

1.Межоперационный допуск (точность обработки) должен обеспечиваться выбранным оборудованием, т.е. не должен выходить за пределы экономической точности обработки.

2.Величина допуска должна быть согласована с величиной соответствующего ему припуска. Ориентировочно допуск составляет от 25 до 45% от среднего размера припуска на последующую операцию. Можно также условно считать, что каждая последующая обработка повышает точность обрабатываемой поверхности на 1-2 класса. Если, например, чертежный размер задан по 2-му классу точности, то получистовая обработка должна быть выполнена по 3-4-му классу точности, а черновая по 5-7-му.

3.Задавать допуски надо «в тело» заготовки от номинального межоперационного размера, т.е. для валов и плоских деталей с минусом, для отверстий и пазов с плюсом.

4.При изготовлении длинных деталей – валов, осей, винтов, хвостового инструмента, протяжек и прочего необходимо учитывать величину эксцентриситета, получаемого вследствие отжатия при механической обработке и деформации при термообработке, в результате чего изделие получает искривление с наибольшей кривизной в середине. У деталей с отверстиями – втулок, стаканов, шкивов, колес величина эксцентриситета получается от смещения их оси при обработке на цилиндрических оправках и равняется половине разности диаметров отверстия инструмента и оправки.

5.При изготовлении инструмента из быстрорежущих, легированных и инструментальных углеродистых сталей необходимо учитывать величину обезуглероженного слоя (на сторону) и слоя металла, имеющего поверхностные изъяны (трещины, вмятины); величина этого слоя устанавливается практически и может быть принята от 0.5 до 1 мм на сторону в зависимости от диаметра заготовки.

Из всех факторов, влияющих на выбор величины припуска, наибольшее значение имеет толщина обезуглероженного слоя.

6.Необходимо учитывать направление отклонений от номинальных размеров по наружному диаметру круглой стали, на стороны квадрата или толщину и ширину полосовой стали в зависимости от марки стали. Так, для качественных конструкционных сталей (стали 10, 15, 20, 40Х и т.д.) отклонения от номинальных размеров проката отсчитывают в сторону увеличения и уменьшения. Для инструментальных углеродистых, легированных и быстрорежущих сталей отклонения от номинального размера отсчитывают в сторону увеличения. Отклонения регламентируются соответствующими ГОСТ на стали (ГОСТ 1133-71, 2590-71, 7417-57, 2591-71).

Кроме того, при выборе диаметра заготовки, следует также учитывать допускаемую кривизну прутков (ГОСТ 2590-71, 1133-71).

7.Значительного уменьшения припусков модно достигнуть применением сварки заготовок встык на электросварочных стыковых машинах или на машинах для сварки трением. Этот метод весьма эффективен для получения заготовок из разнородных металлов (конструкционная и быстрорежущая стали).

Для получения заготовки с большей разницей размеров в сечении их однородного металла более эффективен метод ковки или штамповки.

Расчет межоперационных припусков на механическую обработку заготовки и определение её размеров может производиться статическим (табличным) и аналитическим (расчетным) методами.

В соответствии с курсовым заданием на все операции и переходы припуски определяются статистическим методом по нормативам. Расчет припусков для двух поверхностей дипломник должен произвести аналитическим методом по формулам, рекомендуемым в справочной, технической и учебной литературе.

Межоперационный припуск рассчитывается на одну поверхность с повышенными требованиями к точности и качеству обработанной поверхности. Обработка этих поверхностей выполняется за несколько переходов, поэтому устанавливаются размеры на каждый переход и указывается допуск на каждый промежуточный размер.

Операционный припуск на черновой переход определяют по формуле 9

 

                                   z₁ = z _общ - (z₂ + z₃ +... + z _n),                               (9)

 

  где

     z_общ - общий припуск на механическую обработку рассматриваемой поверхности, установленный ранее при проектировании заготовки; z₁, z₂,...; 

z _n - операционные (промежуточные) припуски соответственно на 1, 2,..., n переходы.

При построении схемы полей допусков и припусков необходимо помнить, что номинальные промежуточные размеры связаны между собой номинальными припусками (приложение 10)

Промежуточные размеры устанавливаются в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности, т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки, путем последовательного прибавления к наибольшему предельному размеру готовой поверхности детали (исходному расчетному размеру) припусков z₄ ном z₃ ном z₂ ном z₁ ном. Допуски этих размеров устанавливаются по системе вала (h 14, h 12, h 10, h 9 и т.д.). За исходный расчетный размер берется наибольший предельный размер готовой поверхности вала. Округление промежуточных размеров производится в сторону увеличения промежуточного припуска до того же знака, что и допуск этого размера.

Особенности расчета промежуточных припусков и размеров для внутренних поверхностей состоит в следующем:

· Под минимальным промежуточным припуском z _i min в этом случае понимают разность между наибольшим размером обрабатываемой поверхности до обработки и наименьшим предельным размером этой же поверхности после выполнения следующего смежного технологического перехода.

· Допуски промежуточных (межпереходных) размеров устанавливаются по системе отверстия (допуск “в тело”, т.е. со знаком плюс). Номинальные размеры связаны между собой номинальным припуском, который во всех переходах. кроме первого, рассчитывается по формуле 10

        

                              z _{i   ном} = z _{i   min} + d _{i -1}.                               (10)

 

Номинальный припуск для первого (чернового) перехода определяется по формуле 11                                    

                                            z _{i ном} = z _{i min} + d₀,                               (11)

 

     где

             d₀ - плюсовая часть допуска заготовки.

 

Промежуточные размеры устанавливаются в порядке, обратном ходу выполнения технологического процесса от готового отверстия к заготовке, путем вычитания из наименьшего предельного размера готового отверстия (исходный расчетный размер) припусков z₃ ном z₂ ном z₁ ном. Ставятся они по системе отверстия (Н12, Н10, Н9,...). За исходный расчетный размер принимают наименьший предельный размер готового отверстия.

Например после определения размеров на выполняемые переходы для обработки поверхности с наружным диаметром Ø136h6 (_-0,02) выполним схему расположения припусков (рис. 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Схема расположения припусков и межоперационных размеров на размер Ø136h6 (_-0,02)

 

 

 

Расчет режимов резания

 

Параметры режима резания выбирают таким образом, чтобы достичь наибольшей производительности труда при наименьшей себестоимости данной технологической операции. Эти условия удаётся выполнить при работе инструментом рациональной конструкции, наивыгоднейшей геометрии его, с максимальным использованием эксплуатационных возможностей оборудования.

Режим резания определяется следующими параметрами: глубиной резания, подачей и скоростью резания. Исходными данными для выбора режима резания являются: данные об изготовляемой детали и её заготовке, данные о применяемом оборудовании и инструменте.  

На все операции, предусмотренные технологическим процессом выбор режимов резания производится по таблицам, а для расчета режимов резания при обработки детали в приспособлении используется аналитический метод расчета. Последовательность расчета:

1. Определение глубины резания по формуле, t (мм)

 

                        ,                                                          (12)

где

  D – диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм;

  D – диаметр обработанной поверхности заготовки, мм.    

Выбор величины подачи по таблицам (s мм/об).

Выбор скорости резания по таблицам (υ_табл   м/мин).

Выбор коэффициентов с учетом конкретных условий труда.

Определение расчетной скорости резания по формуле

 

                    υ_расч = υ_табл  ·К₁ · К₂ · К₃ · К₄ · К₅                           (13)

где

  К₁   - коэффициент определяющий стойкость режущего инструмента;

  К₂  - коэффициент определяющий прочность обрабатываемого материала;

К₃  - коэффициент определяющий состояние заготовки;

К₄  - коэффициент определяющий материал режущего инструмента;

К₅  - коэффициент определяющий величину главного угла в плане φ.

2. Определение частоты вращения шпинделя, n (об/мин) по формуле

                              ,                                                (14)

       где

            υ – скорость резания, м/мин;

             D- диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм.

Полученное расчетом число частоты вращения корректируется по паспортным данным станка «в сторону уменьшения» для универсальных станков. Для станков с ЧПУ частота вращенияокругляется с целью удобства при программировании.

3.Определяется фактическая скорость резания υ_ф (м/мин), величина которой заноситься в технологическую карту.

                                           υ _ф =  ,                                     (15)

                     где

                           D - диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм;

                           n – частота вращения шпинделя, об/мин.

После выбора режимов времени определяется машинное время Т_м (мин) по формуле

 

                                                 ,                                     (16)

 

        где  

              L – расчетная длина в мм, которая определяется по формуле

                                   L = l +у,                                                   (17)

 

       где 

            l – длина обрабатываемой поверхности, мм;

           у – величина врезания и перебега, мм.

               

 

Нормирование операций

 

 

В данном подразделе выполнить техническое нормирование операций технологического процесса, определить основное и вспомогательное время, т.е. время на обслуживание рабочего места, на отдых и личные потребности.

Определение штучного времени Т_шт (мин) выполняется по формуле

 

           Т_шт = Т_м + Т_в + Т_то + Т_обc + Т_отл ,                                    (18)

     где

         Т_м - машинное время, мин;              

         Т_в - вспомогательное время выбирается по справочной литературе и определяется технологическим процессом, мин;

          Т_то - время технического обслуживания станка в процессе работы, определяется в процентах к опреративному времени Т_оп (по формуле 19)

                                  Т_оп = Т_м + Т_в                                              (19)

 

Т_оп учитывается для станков с ЧПУ,  зависит от количества режущих инструментов в наладке и составляет Т_то ≈ 8%;

      Т_обс - время организационного обслуживания для подготовки станка к работе, определяется в процентах к Т_оп.

    Т_отл - время на отдых и личные надобности, определяется в процентах к Т_оп .

Штучно-калькуляционное время Т_шт.к   (мин) определяется по формуле

 

                        ,                     (20)

 

    где 

         n – число деталей в партии, шт;

        Т_пз  - подготовительно-заключительное время, которое выбирается по таблице и определяет затраты времени на наладку станка, инструмента и приспособления, а также время на получение этой технологической оснастки.