Классификация припусков на обработку

Общим припуском на обработку называется слой материала, удаляемый с поверхности исходной заготовки в процессе механической обработки с целью получения готовой детали.

Установление правильных размеров припусков на обработку является ответственной технико-экономической задачей. Назначе­ние чрезмерно больших припусков приводит к непроизводительным потерям материала, превращаемого в стружку; к увеличению тру­доемкости механической обработки; к повышению расхода режу­щего инструмента и электрической энергии; к увеличению потреб­ности в оборудовании и рабочей силе. При этом затрудняется по­строение операций на настроенных станках, снижается точность обработки в связи с увеличением упругих отжатий в технологической системе и усложняется применение приспособлений.

Назначение недостаточно больших припусков не обеспечивает удаления дефектных слоев материала и достижения требуемой точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, а также вызывает повышение требований к точности исходных заготовок и приводит к их удорожанию, затрудняет разметку и выверку по­ложения заготовок на станках при обработке по методу пробных ходов и увеличивает опасность появления брака.

Операционный припуск — это слой материала, удаляемый с заготовки при выполнении одной технологической операции (ГОСТ 3.1109—82).

Операционный припуск равняется сумме про­межуточных припусков, т. е. припусков на отдельные переходы, входящие в данную операцию.

Номинальный (расчетный) операционный припуск Z_ном— раз­ность номинальных размеров изделия до и после обработки на дан­ной операции.

 где - R_{Zi –1} высота неровностей, полученных после предыдущей технологической операции, мкм

T_i-1 - глубина дефектного слоя, мкм

       - пространственная погрешность, образованная при выполнении предыдущего перехода, мкм

    Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки из проката определяем из таблицы 2. При установке заготовки в трехкулачковом патроне расчет производится по формуле

                                                      (3.2)                                                                         

для сверления:                                                                                         

                                                   (3.3)

Наименьшие предельные размеры вычисляются суммированием минимального размера на предыдущем переходе и величины минимального припуска

 

Наибольшие предельные размеры вычисляются суммированием наименьшего размера

и величины допуска:

Максимальные значения припусков определяют как разность наибольших

предельных размеров:

Минимальные значения припусков определяет как разность наименьших предельных размеров:

 

Наименование технической операции или перехода берется из таблицы 1.1. Допуск  берется из ГОСТа 27345-82.    

В связи с этим при назначении операционных припусков и допусков должны быть решены следующие технико-экономические задачи:

операционный припуск должен быть не слишком большим, чтобы не удорожать данной операции снятием чрезмерно большого слоя металла, и не слишком малым, чтобы не удорожать предшествующей операции вследствие

повышения ее точности; операционный допуск должен быть достаточно широким, чтобы облегчить выполнение данной операции, и не слишком широким, чтобы не вызывать чрезмерного увеличения припуска для последующей операции соответствующего ее удорожания.

1.2 Методы определения припусков на механическую обработку

В промышленности применяют несколько методов назначе­ния и вычисления припусков. Условно их разделяют на три группы: опытно-статистические, расчетно-аналитические и ве­роятностно-статистические. Четкой границы между ними провести нельзя, поэтому ниже приведены лишь основные харак­терные отличия.

Опытно-статистический метод начали применять раньше других; он дает наименее точный результат, так как основан на использовании данных, которые описывают прошлый, быстро стареющий опыт. При применении опытно-статистического метода чаще всего устанавливают общий припуск, т.е. припуск на всю совокупность технологических переходов механической и химико-термической обработки поверхности. Реже устанав­ливают промежуточный припуск, т.е. припуск на осуществле­ние данного технологического перехода обработки. Получают эти припуски обобщением результатов изготовления аналогич­ных деталей и, как правило, они не учитывают опыт внедрения новейших разработок технологии, оборудования и оснастки, специфические условия изготовления (точность конкретных за­готовок, требования к точности обработки, конкретные усло­вия установки заготовок в рабочей зоне станка и т.п.). Обычно рекомендуемые данные отражают условия изготовления, при которых припуск должен быть наибольшим. Отметим также, что методически часто бывает не ясно, как проведен анализ статистических данных, какое значение припуска рекомендова­но (наименьшее, наибольшее или среднее) и как при этом бы­ли определены размеры заготовок. Отсутствие этих данных снижает практическую ценность рекомендаций по этому методу.

Стремление изыскать пути повышения эффективности ме­таллообработки, экономии материальных, трудовых и энерге­тических ресурсов в результате обоснованного уменьшения припусков и конкретизации условий обработки привели к соз­данию расчетных методик, базирующихся на дифференциро­ванном анализе и учете только тех факторов, которые действу­ют в данных конкретных условиях производства.

Этот метод является прогрессивным и позволяет смоделировать условия, близкие к имеющим место на производстве. Основоположни­ком расчетного метода является В. М. Кован. Расчетными яв­ляются и расчетно-аналитический, и вероятностно-статистиче­ский методы.

Расчетно-аналитический метод предполагает, что при ана­лизе различных условий обработки установлены основные фак­торы, определяющие промежуточный припуск. Так, минимальный припуск на диаметр цилиндрической поверхности вычисляют по формуле

 где - R_{Zi –1} высота неровностей, полученных после предыдущей технологической операции, мкм

T_i-1 - глубина дефектного слоя, мкм

       - пространственная погрешность, образованная при   

При обработке поверхностей вращения векторы p,_j и ё_у(

могут принимать любое угловое положение, предвидеть которое заранее не представляется возможным. Поэтому в целях получе­ния наиболее вероятного суммарного значения сложение векторов следует производить по правилу квадратного корня

Но при обработке плоскостей принимают, что векторы на­правлены перпендикулярно обрабатываемой плоскости.

Во всех случаях величина опреде­ляет фактически смещение в расположении поверхности заго­товки в рабочей зоне. При этом учитывается как смещение, полученное на предшествующем переходе изготовления (на первом переходе это смещение заготовки), так и смещение при установке е_у, в рабочей зоне. Очевидно, что такое же смещение получают и другие поверхности, в том числе измерительная ба­за. Поэтому е_у, учитывают и в суммарной погрешности обраба­тываемого размера, и в припуске на обработку.

Согласно расчетно-аналитическому методу рас­четными являются минимальные (для наружных поверхностей) и максимальные (для внутренних поверхностей) размеры. Все значения факторов по этому методу определены по статистиче­ским исследованиям и приведены в справочниках.

Исследования, проведенные в МГТУ им. Н. Э. Баумана, по­казали, что предпочтительнее делать расчеты по комбинирован­ному вероятностно-статистическому методу.

Вероятностно-статистический метод определения припус­ков является дальнейшим развитием расчетно-аналитического метода, однако в основу исследования факторов и расчета припусков и размеров заготовок в нем положен вероятностный под­ход, что более оправдано теоретически и дает более близкий к практике результат. Как и ранее, статистические методы ис­пользованы при исследовании и обобщении результатов произ­веденного эксперимента в условиях производства. В отличие от предыдущего материала выводы содержат не только данные по факторам, определяющим припуски, но и значения средних промежуточных и общих припусков для оговоренных в норма­тивных материалах условий (в том числе по обеспечиваемой точности) изготовления как заготовок, так и деталей. Это суще­ственным образом уточняет содержание технологического про­ектирования и делает более обоснованным определение разме­ров заготовки.

Разрабатывают маршрутное, операционное и маршрутно-операционное описание технологических процессов. В первом случае отсутствует четкая последовательность обработки поверх­ностей и поэтому здесь не вычисляют промежуточные и общие припуски, т.е. не определяют точно размеры заготовки.

С использованием вероятностно-статистического метода раз­работаны стандарты, в которых указаны значения средних при­пусков (ГОСТ 26645-85, ГОСТ 7505-89). Это позволяет назна­чать средние промежуточные и общие припуски с учетом гео­метрической точности заготовок и деталей, а также с учетом ха­рактеристики оборудования определять набор переходов, необ­ходимых для получения из заготовки детали с требуемой точно­стью поверхностей. Таким образом, в этом случае можно уточ­нить результаты технологического проектирования при всех его вариантах, так как во всех случаях ГОСТы содержат промежу­точные и общие средние припуски и рекомендации по назначе­нию переходов по данным об их точности.

 

Лекция № 5 (2 часа)

Тема: Основы технического нормирования. Оценка технологичности конструкций деталей и машин

1 Вопросы лекции: