Что называют припуском на обработку

Припуски на обработку

Глава 4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Знание материала, изложенного в данной главе, позволит грамотно решать пробле­мы технологического обеспечения качества изделий при работе на промышленных предприятиях.

Для получения из заготовок [*] готовых деталей на их обрабатываемые поверхности предусматриваются припуски.

Припуском называется поверхностный слой материала, удаляемый или пластиче­ски деформируемый в процессе обработки заготовки для достижения заданных точно­сти размеров и качества поверхности.

Различают припуски промежуточные, операционные и общие.

Для снижения себестоимости производства заготовок и удобства изготовления де­талей зачастую на отдельных их поверхностях кроме припуска имеется дополнительный слой материала, который называют напуском (рис. 4,1).

Существуют два метода определения величины припуска:

Сущность расчетно-аналитического метода определения припуска, разработанного проф. В.М. Кованом, заключается в том, что величину промежуточного припуска назна­чают такой, чтобы при его снятии устранялись погрешности обработки и дефекты по­верхностного слоя, полученные напредшествующих переходах, а также погрешности установки обрабатываемой заготовки, возникающие на выполняемом переходе (рис.4.2).

рис. 4.1. Схематическое изображение:

Рис. 4.2. Схема дли определения минимальной величины промежуточного припуска на сторону Z_{1 min}

Величину минимального промежуточного припуска определяют из уравнений:

1) припуск на сторону при последовательной обработке противоположных или от­дельно расположенных плоскостей

2) припуск на две стороны при параллельной обработке противоположных плоскостей

3) припуск на диаметр при обработке наружных или внутренних поверхностей вращения

3) ρ_i-1(3)— не перпендикулярность торцовой плоскости 3 оси базовых центровочных отверстий или базовой цилиндрической поверхности (рис. 4.4, б);

4) ρ_i-1(1)— непараллельность обрабатываемой 1 и базовой поверхностей заготовок (рис. 4.4, в);

Источник

Припуски на обработку деталей

Любая заготовка, предназначенная для дальнейшей механической обработки, изготавливается с припуском против размеров готовой детали. Припуск – это толщина слоя материала, который подлежит удалению с поверхности заготовки для получения формы, размера и шероховатости поверхности заданной детали в соответствии с рабочим чертежом.

Припуски подразделяются на общие, т.е. удаляемые в процессе всей обработки детали, и межоперационные, удаляемые при выполнении отдельных операций.

Общий припуск определяется:

где Zi – припуск текущей операции.

Z₁ мм – припуск на черновое обтачивание;

Z₂ мм – припуск на чистовое обтачивание;

Zо = (Дзаг – Дд)/2, мм (4.4)

Zо = (Дд – Дзаг)/2, мм (4.5)

где Дзаг. – диаметр заготовки детали, мм;

Дд. – диаметр готовой детали, мм.

Оптимальный припуск – это припуск такой величины, при которой можно выполнить механическую обработку и получить необходимую точность размеров и заданную шероховатость поверхности при наименьшей себестоимости изготовления деталей.

В машиностроении применяют следующие методы определения припусков:

1) опытно – статистический, при котором общие и промежуточные припуски выбирают по таблицам, составленным на основе обобщения и систематизации производственных данных.

2) расчетно – аналитический, при котором определятся величина минимального промежуточного припуска на обработку при наименьшем придельном размере заготовки.

Опытно – статистический метод применяют в условиях единичного и мелкосерийного производства при изготовлении небольших и сравнительно дешевых деталей.

Расчетно-аналитический метод определения припусков и промежуточных размеров заготовки по технологическим переходам применяют в условиях массового, средне- и крупносерийного производства.

Расчетно – аналитический метод определения припусков разработал профессор Кован В.М. Данный метод определения припусков учитывает конкретные условия выполнения технологического процесса обработки и позволяет получить более точное значение припусков (рис. 76 [4, с. 246]).

Минимально необходимая величина припуска на размер:

Н_i-1 – глубина дефектного поверхностного слоя, полученного на предшествующем переходе, мм; ρ_i-1 – векторная сумма пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей обрабатываемой заготовки, полученная на предшествующем переходе, мм; ε_i – погрешность установки при выполняемой в данном переходе обработки.

Максимально необходимая величина припуска на размер:

где δ – допуск на размер, мм.

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Какие методы изготовления литых заготовок применяют в единичном, серийном и массовом машиностроительном производстве? Кратко охарактеризуйте каждый метод.

2. Какие методы изготовления штампованных заготовок применяют в машиностроении? Дайте краткую характеристику каждому методу.

3. Какие методы изготовления заготовок проката используют в машиностроительном производстве? Охарактеризуйте каждый из методов.

4. Каковы преимущества комбинированных методов изготовления заготовок сложной формы и больших размеров?

5. Назовите достоинства заготовок и деталей машин из пластмасс. Укажите их области применения в машиностроении.

Тесты по теме:

1.Какие виды заготовок применяют для изготовления деталей в массовом производстве?

1) кованные; 2) литые; 3) прокатные; 4) штампованные.

2.Какие детали изготовляют на станках из проката?

1) втулку; 2) валы ступенчатые; 3) зубчатые колеса; 4) рычаги.

3.Что такое припуск на обработку?

1) отклонение размеров детали в пределах какого-либо квалитета точности; 2)слой материала, удаляемый при обработке; 3) размеры заготовки детали.

4.Какие виды припусков вы знаете?

1) межоперационные; 2) сборочные; 3) общие; 4) геометрические.

5.Что такое «коэффициент использования материала»?

1) отношение М_дет. к М_заг.; 2) отношение V_дет. к V_заг.; 3) отношение размера детали к размеру заготовки.

Источник

Определение припусков на обработку

Припуском называют слой материала, который удаляют для достижения заданных точности и качества обработанной поверхности. Различают проме­жуточный и общий припуски. Промежуточным припуском называют слой материала, удаляемый при выполнении отдельного техноло­гического перехода. Общим припуском называют слой материала, который удаляют с заготовки на всех технологических переходах обработки данной поверхности. Следовательно, общий припуск на обработкуZ_о равен сумме промежуточных припусков:

где Z_i – промежуточные припуски; т – число технологических переходов.

Припуски измеряют по нормали к обрабатываемой поверхности. При обработке поверхностей вращения и при обработке параллельных поверхностей с одноименным маршрутом припуски задают на диаметр или толщину, т.е. указывают удвоенное значение припуска:

при обработке наружных поверхностей вращения

где D_з – диаметр исходной заготовки; D_д – диаметр готовой детали;

при обработке внутренних поверхностей вращения

Общий припуск на обработку зависит от ряда факторов: раз­меров и конфигурации детали, материала детали, точности детали, способа изготовления заготовки и др.

Припуски следует назначать оптимальными с учетом конкрет­ных условий обработки. Завышенные припуски приводят к излиш­нему расходу материала, возрастанию трудоемкости механической обработки, повышению эксплуатационных расходов станочной обработки (расход инструмента, электроэнергии и др.). Недостаточ­ные припуски могут препятствовать исправлению погрешностей от предшествующей обработки и получению необходимой точности и шероховатости обработанной поверхности на выполняемом пере­ходе.

Значения припусков устанавливают по опытно-статистическим данным или расчетно-аналитическим методом. Опытно-статистиче­ские данные составляют на основе обобщения опыта передовых заводов в виде нормативных таблиц. В справочной литературе приводятся табличные значения припусков на механическую обра­ботку заготовок, получаемых-различными методами. Эти материалы (ГОСТ, РТМ и т. д.) охватывают лишь общие для различных отрас­лей машиностроения типовые детали машин и, естественно, не могут охватить все многообразие конструктивных форм, размеров, при­меняемого материала, требований качества изготовляемых деталей и других факторов. Исходя из этого более объективным и обосно­ванным является определение оптимальных припусков расчетно- аналитическим методом, разработанным профессором В. М. Кова­ном.

Р а с ч е т н о – а н а л и т и ч е с к и й м е т о д о п р е д е л е ­ н и я п р и п у с к о в основан на учете погрешности обработки на предшест-вующем и данном технологических переходах.

Шероховатость поверхности и характеристика поверх­ностного слоя T_i—1 зависят от режима резания, качества обра­батываемого материала и других факторов (см. гл. 3, «Качество поверхности деталей машин и заготовок»).

Пространственные отклонения ρ_i—1 характеризуются погреш­ностью расположения обрабатываемой поверхности относительно базовых поверхностей заготовки. Примерами пространственных отклонений могут быть: несоосность наружной поверхности враще­ния относительно отверстия у заготовок типа втулок и дисков, изгиб заготовки ступенчатого вала, выпуклость, вогнутость и изо­гнутость плоскостей, непараллельность подлежащей обработке плоскости корпусной заготовки относительно базовой плоскости, неперпендикулярность торцовой поверхности относительно оси от­верстия и др.

Составляющей минимального промежуточного припуска явля­ется также погрешность установки заготовок на выполняемом переходе.

Погрешность установки Е_i характеризуется смещением или поворотом подлежащей обработке поверхности относительно базы, потому это значение должно быть компенсировано соответствующим увеличением припуска. Например, при обработке втулки по наружному диаметру при установке базовым отверстием на оправку с зазором (рис. 6.3, а) смещение заготовки

где Δ – гарантированный зазор между отверстием заготовки и оправкой;

δ₁ – допуск на изготовление оправки; δ₂ – допуск на изготовление базового отверстия; δ₃ – допуск на износ оправки.

Рис. 6.3, а – обработка втулки; б – обработка диска

Для компенсации возможной неточности установки заготовки следует увеличить припуск на 2Е_i.

Второй пример: при обточке диска по наружному диаметру до размера d с установкой в кулачковом патроне (рис. 6.3, б) по­грешность установки E_i обусловливается неточностью центриро­вания заготовки; О — осевая линия кулачков патрона; О₁ — осе­вая линия шпинделя станка. Для компенсации погрешности уста­новки необходимо увеличить припуск на 2Е_i.

Следует обратить внимание на отличие понятия погрешности установкипри расчете припуска от понятия погрешности установки при расчете точности обработки (см. гл. 2 Точность механической обработки и методы ее обеспечения).

Рассмотрим методы суммирования составляющих. При обработке плоскостей значения ρ_i—1 и Е_i суммируются арифметически. Сле­довательно, при обработке плоскости расчетная формула мини­мального припуска имеет вид

При обработке двух противолежащих плоскостей одноименными методами припуск на две стороны составит

При обработке поверхностей вращения векторы ρ_i—1 и Е_i могут принять любое угловое положение и потому их суммирование целесообразно выполнять по правилу квадратного корня:

Следовательно, припуск на диаметр при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения (без установки в центрах)

Значения составляющих расчетных формул приведены в спра­вочной литературе. Конкретные значения этих составляющих зависят от точности выполнения предшествующего (i — 1) и дан­ного (i) переходов, точности установки заготовки на выполняемом переходе, материала заготовки и других факторов. При анализе конкретных переходов некоторые составляющие могут быть исклю­чены. Например, при обтачивании или шлифовании цилиндрической поверхности заготовки, установленной в центрах станка, погреш­ность установки принимают равной нулю, поэтому в формуле (6.8) погрешность Е_i исключается и формула приобретает вид

размере полученный размер оказывается наименьшим, т. е. h_{i min}. Разность представляет собой полученное ранее значение минимального припуска Z_{i min}.

где δ_{i – 1} – допуск на размер на предшествующем переходе и δ_i – допуск на размер на выполняемом переходе, следовательно,

Значение максимального припуска принимают, когда опреде­ляют максимальную силу резания при расчете режущего инстру­мента, мощность при резании, необходимую силу закрепления заготовки в приспособлении. По среднему значению припуска определяют режимы обработки, стойкость режущего инструмента.

Расчетно-аналитический метод определения припусков приме­ним для массового, крупно- и среднесерийного производства. В условиях единичного и мелкосерийного производства припуски устанавливают по нормативным таблицам. Это вызвано отсутствием подробно разработанных технологических операций, на основе которых выполняют аналитический расчет припусков.

Определение промежуточных и исходных размеров заготовки.На основе расчета промежуточных припусков возможно определе­ние предельных промежуточных и исходных размеров заготовки. На рис. 6.5, а показаны предельные припуски и допуски, а также предельные значения размеров заготовки при обработке наружной поверхности вращения в два перехода: черновое и чистовое точение.

Построение схемы начинают с наименьшего предельного раз­мера после окончательной обработки, в данном случае чистового точения, т. е. размера d_{чис mln}. К этому размеру прибавляют мини­мальный припуск на чистовое точение Z_{чис min} и получают наи­меньший предельный размер после чернового точения d_{чep min}; к размеру d_{чep min} прибавляют минимальный припуск на черновое точение Z_{чep min} и получают наименьший предельный размер исходной заготовки d_{заг min}. Следовательно, d_{зaг min} =d_чисmin + Z_{чис min} + Z_{чер min}.

Наибольшие предельные размеры заготовок получают прибав­лением к наименьшим диаметральным размерам значений техно­логических допусков на чистовое точение (δ_чис), черновое точение (δ_чер) и допуска па размер исходной заготовки (δ_заг): d_чисmax = d_{чис min} + δ_чис; d_{чер max} = d_{чер min} + δ_чер и d_{заг max} = d_{заг min} + δ_заг.

Наибольшие припуски получают путем вычитания наибольших предельных размеров заготовки на предшествующем и выполняе­мом переходах.

Из схемы видно, что общий минимальный Z_{o min} и максималь­ный Z_{o max} припуски получают суммированием соответствующих минимальных и максимальных припусков, т. е.

где Z_{i min} и Z_{i max} – минимальный и максимальный припуски на i-м переходе; т – число переходов.

Рис. 6.6, Схема обработки поверх-ностей а – наруж-ных, б – внутрен-них

Схема расположения предельных припусков и допусков при обработке отверстий методом чернового и чистового растачивания показана на рис. 6.5, б.

Приведенные на рис. 6.5 схемы соответствуют случаю, когда каждый переход выполняется за один рабочий ход. Если же задан­ный размер достигается методом последовательной многоходовой обработки (шлифованием, хонингованием, притиркой), то для та­кого перехода минимальный припуск следует отсчитывать от наи­большего предельного размера max при обработке наружных поверхностей (рис. 6.6, а) и соответственно от наименьшего предельного размера d_{ш min} при обработке внутренних поверхностей (рис. 6.6, б). Это обусловлено тем обстоя-тельством, что при отде­лочной обработке упругие отжатия технологической системы незна­чительны, а рабочий при выполнении такой операции стремится придерживаться размера по проходной стороне калибра, т. е. наи­большего при обработке наружной поверхности и наименьшего при обработке внутренней поверхности. Из схемы, приведенной на рис. 6.6, видно, что общий минимальный припуск уменьшается на размер допуска на шлифование δ_ш (хонингование).

При расчете припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам расчетные данные целесообразно записывать в сводную карту.

Рассмотрим пример расчета припусков на обработку и определение промежуточных и исходного размеров заготовки при обработке шейки вала.

Пример:

Шейка вала Ø 35±0,008 мм с шероховатостью поверхности R_a = 0,63 ÷ 0,32 мкм. Материал – сталь 45. Заготовка – штамповка.

Решение: 1.Поскольку шейка вала обрабатывается с отклонением h6, технологическими переходами будут: предварительное точение, чистовое точение, предварительное шлифование, чистовое шлифование. Перечисленные технологические переходы заносят в графу 1 карты расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам (табл. 6.1).

2. По справочнику определяем элементы припуска для каждого перехода, которые записываем в графы 2, 3, 4 и 5.

3. Определяем минимальный (min) расчетный припуск на диаметр путем суммирования и удваивания элементов припуска (графа 6).

4. Записываем в графу 7 расчетные наименьшие (min) размеры по переходам (начиная с последнего) путем прибавления к наибольшему (max) размеру шейки вала после чистового шлифования соответствующих значений расчетных припусков, записанных в графе 6.

5. Заполняем графу 8 (допуски на промежуточные размеры): допуск на чистовое шлифование, согласно данным чертежа, 0,016 мм; допуск на предварительное шлифование принимаем по 9-му квалитету (0,062 мм), на чистовое точение – по 11-му, на предварительное точение – по 13-му и на размер после штамповки берем из чертежа исходной заготовки (2,7 мм).

6. Заполняем графу 10 путем округления данных графы 7 до знака, соответствующего допуску на выполняемом переходе.

7. Заполняем графу 9 путем прибавления к наименьшему размеру заготовки соответствующего допуска на промежуточный размер.

8. В графах 11 и 12 предельные отклонения припусков, определяемые соответственно по данным граф 9 и 10.

Уч. Воробьева Л. Н. «Технология машиностроения и ремонт машин».

Гл.6. стр. 90 ÷ 97. Определение припусков на обработку.

[1] Индекс i – 1 означает предшествующий переход, а индекс i – выполняемый.

Источник

Припуски на обработку деталей машин

Припуском на обработку называют слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в процессе обработки резанием (снятием стружки).

Промежуточным припуском (z_b) называют слой материала, необходимый для выполнения технологического перехода; промежуточный припуск определяется разностью размеров, получаемых на смежных предшествующем (а) и выполняемом (b) переходах технологического процесса обработки данной элементарной поверхности. Межоперационный припуск — слой материала, удаляемый при выполнении одной технологической операции.

Для внешних поверхностей детали z_b = a – b; для внутренних поверхностей детали z_b = b – a.

Общим припуском (z_о) называют слой материала, необходимый для выполнения всей совокупности технологических переходов, т.е. всего процесса обработки данной поверхности от черной заготовки до готовой детали. Общий припуск zо определяется разностью размеров черной заготовки (а_з) и готовой детали(а_д).

Для внешних поверхностей z_о = а_з – а_д; для внутренних поверхностей z_о = а_д – а_з.

Общий припуск на обработку равен сумме промежуточных припусков по всем технологическим переходам процесса обработки от черной заготовки до готовой детали.

Различают симметричные и асимметричные припуски на обработку.

Симметричные припуски всегда имеют место при обработке внешних и внутренних поверхностей вращения, а в ряде случаев при параллельной обработке противолежащих поверхностей деталей машин.

Асимметричные припуски получают в тех случаях, когда противолежащие грани обрабатываются независимо одна от другой, причем обработка может быть произведена различными методами и при различном числе переходов и проходов.

Одностороннее расположение припуска представляет собой частный случай асимметричных припусков, когда противолежащая грань не обрабатывается.

Станок, обрабатываемая заготовка и рабочий инструмент представляют собой упругую систему в процессе обработки заготовки. В результате этой упругой системы в условиях обработки на предварительно настроенных станках имеются два следствия.

Погрешность установки обрабатываемой детали, образование так называемого нароста на режущем лезвии инструмента, изменение переднего и заднего углов в процессе резания, колебания в механических свойствах обрабатываемого металла и другие явления, имеющие место при выполняемом переходе, могут дать некоторые отклонения от вполне идентичного копирования заготовки.

При каждом выполняемом переходе должны быть ликвидированы погрешности, возникшие на предшествующем переходе, чтобы получающиеся погрешности при выполняемом переходе не суммировались с предшествующими погрешностями.

Погрешности геометрических форм — эллиптичность, гранность, конусность, выпуклость, вогнутость и т.п. — должны охватываться допуском на размер обрабатываемой элементарной поверхности детали, который учитывается при установлении припусков на обработку. Пространственные отклонения — кривизна детали, смещение и увод осей, непараллельность осей, неперпендикулярность осей и поверхностей и тому подобные отклонения во взаимном положении элементов детали — не связаны с допуском на размер и должны учитываться отдельно при определении припусков на обработку.

Как показывает опыт, при механической черновой обработке первоначально снимают с максимальной глубиной резания большую часть припуска, которая включает все погрешности заготовки. Затем при получистовой обработке глубина резания составляет 1–4 мм, а при чистовой обработке — 0,1–1 мм (в зависимости от требуемой точности и качества обработки). Припуск под шлифование заготовки составляет 0,3–0,5 мм.

Источник