Тема 1.6. Припуски на механическую обработку.
Припуски, напуски и размеры.
Припуск на механическую обработку-это слой металла, удаляемый с поверхности заготовки с целью получения требуемых по чертежу формы и размеров детали. Припуски назначают только на те поверхности, требуемые форма и точность размеров которых не могут быть достигнуты принятым способом получения заготовки.
Припуски делят на общие и операционные. Общий припуск на обработку-это слой металла, необходимый для выполнения всех необходимых технологических операций, совершаемых над данной поверхностью. Операционный припуск - это слой металла, удаляемый при выполнении одной технологической операции. Припуск измеряется по нормали к рассматриваемой поверхности. Общий припуск равен сумме операционных.
Размер припуска существенно влияет на себестоимость изготовления детали. Завышенный припуск увеличивает затраты труда, расход материала, режущего инструмента и электроэнергии. Заниженный припуск требует применения более дорогостоящих способов получения заготовки, усложняет установку заготовки на станке, требует более высокой квалификации рабочего. Кроме того, он часто является причиной появления брака при механической обработке. Поэтому назначаемый припуск должен быть оптимальным для данных условий производства.
Оптимальный припуск зависит от материала, размеров и конфигурации заготовки, вида заготовки, деформации заготовки при ее изготовлении, толщины дефектного поверхностного слоя и других факторов. Известно, например, что чугунные отливки имеют» дефектный поверхностный слой, содержащий раковины, песчаные включения; поковки, полученные ковкой, имеют окалину; поковки, полученные горячей штамповкой, имеют обезуглероженный поверхностный слой.
|
|
|
Оптимальный припуск может быть определен расчетно-аналитическим методом, который рассматривается в курсе «Технология машиностроения». В отдельных случаях (например, когда еще не разработана технология механической обработки) припуски на обработку различных видов заготовок выбирают по стандартам и справочникам.
Действительный слой металла, снимаемый на первой операции может колебаться в широких пределах, т.к. помимо операционного припуска часто приходится удалять напуск.
Напуск - это избыток металла на поверхности заготовки (сверх припуска), обусловленный технологическими требованиями упростить конфигурацию заготовки для облегчения условий ее получен ния. В большинстве случаев напуск удаляется механической обработкой, реже остается в изделии (штамповочные уклоны, увеличенные радиусы закруглений и др.).
В процессе превращения заготовки в готовую деталь ее размеры приобретают ряд промежуточных значений, которые называются операционными размерами. Операционные размеры обычно проставляют с отклонениями: для валов - в минус, для отверстий - в плюс.
|
|
|
Опытно-статистический метод определения припусков
В машиностроении широко применяется опытно-статистический метод определения припусков на обработку. При этом методе припуск устанавливается суммарно на весь технологический процесс механической обработки, без расчета величины припуска по составляющим его элементам, а на основании опытных данных о фактических припусках, при которых производилась обработка заготовок аналогичных деталей машин. В частности, припуски на отливки назначаются независимо от технологического процесса обработки элементарных поверхностей. Опытно-статистические значения припусков на чистовую и отделочную обработку не учитывают схем базирования и других условий выполнения операций.
Опытно-статистические величины припусков обычно завышены, так как они не учитывают особенностей выполнения технологических процессов и соответствуют условиям обработки, при которых припуск должен быть наибольшим.
Методика построения нормативных таблиц, дающих готовую величину припуска, заставляет технолога назначать припуск догматически, отвлекая его от анализа условий выполнения операций и изыскания путей уменьшения величины припусков.
При использовании табличного метода назначения припусков необходимо учитывать следующие обстоятельства:
общие табличные припуски - это припуски на обработку соответствующей поверхности заготовки. Если обработка поверхности выполняется за два перехода, то на первый переход дается около 70% общего припуска, на второй около 30%. В случае трех переходов общий припуск распределяется в соотношении 60% - 30% - 10%;
промежуточные табличные припуски - это минимальные припуски на выполнение соответствующего перехода;
расчетная длина заготовки, учитываемая при назначении промежуточных припусков, зависит от характера крепления детали в процессе обработки;
расчетная длина, по которой определяется промежуточный припуск, не распространяется на детали сложной формы, а также на сильно деформируемые в результате термической обработки детали. Для этих операций припуски устанавливают больше табличных;
промежуточные припуски даются с учетом правки заготовок перед механической обработкой, а также рихтовки после каждого вида обработки нежестких и деформируемых деталей [21].
При опытно-статистическом методе припуски определяются по стандартам и таблицам, которые составлены на основе обобщения и систематизации производственных данных передовых предприятий. Припуски на механическую обработку поковок, изготовленных различными методами, отливок из металлов и сплавов приведены, например, в ГОСТ 7505-89, ГОСТ 7062-90, ГОСТ 7829-70, ГОСТ 26645-85. В этих стандартах припуски даны в зависимости от массы и габаритных размеров деталей, их конструктивных форм, заданной точности и шероховатости обрабатываемой поверхности.
С помощью опытно-статистического метода можно решить две задачи:
определить общий табличный припуск на обработку поверхности заготовки. В случае известного общего припуска на обработку поверхности промежуточные припуски назначают, распределяя в определенной пропорции общий припуск между переходами.
определить промежуточные табличные припуски по отдельным переходам.
Для определения припусков опытно-статистическим методом на сегодняшний день существует большое количество справочной литературы, различные таблицы, справочники, ГОСТы. Выбирая необходимый нормативный документ, с помощью которого будут определяться необходимые величины припусков на обработку, нужно учитывать не только размеры заготовок, но и их форму, материал и метод получения заготовки.
Некоторые из существующих государственных стандартов для определения припусков приведены в таблице 1.1.
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.1 - Справочная литература для определения припусков на обработку
| Литература | Материал заготовки | Способ получения заготовки |
| ГОСТ 7062-90 Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовляемые ковкой на прессах. Припуски и допуски | Углеродистая и легированная сталь | Ковка на прессах |
| ГОСТ 7829-70Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовляемые ковкой на молотах. Припуски и допуски | Углеродистая и легированная сталь | Ковка не молотах |
| ГОСТ 26645-85 Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров массы и припуски на механическую обработку | Черные и цветные металлы | Литье |
| ГОСТ 7505-89 Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски | Сталь | Штамповка |
Преимуществами опытно-статистического метода являются:
- простота расчетов;
- возможность систематизации и стандартизации.
В то же время данный метод имеет и свои недостатки:
- припуск назначается без учета конкретных производственных условий;
- при расчете припуска не учитываются элементарные погрешности обработки;
- для избегания брака величина припуска завышается, что приводит к снижению коэффициента использования материала;
- использование таблиц лишает технолога необходимости анализировать и совершенствовать процесс производства;
- данный метод невозможно использовать в режиме САПР ТП.
В связи с этим возникла задача научно-обоснованного определения припусков па обработку, ис 1935 г. в советской литературе по технологии машиностроения появляются работы, в которых дается анализ факторов,, влияющих на величину припуска в дальнейшем разрабатываются методы расчета припусков на обработку.
Расчетно-аналитический метод определения припусков
Метод расчета припусков, лишенный недостатков опытно-статистического метода, был разработан проф. В. М. Кованом. Этот метод известен как расчетно-аналитический метод определения припусков. В соответствии с этим методом промежуточный припуск должен быть таким, чтобы при его снятии устранялись погрешности обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предшествующем технологическом переходе, а также погрешность установки обрабатываемой заготовки, возникающая на выполняемом переходе. Этот метод базируется на учете выполнения конкретных условий принимаемого технологического процесса, анализе погрешностей, присущих каждому методу обработки, закономерностях уменьшения погрешностей предшествующей обработки и законе суммирования погрешностей.
Он позволяет выявить возможности экономии материала и снижения трудоемкости механической обработки. В сравнении с опытно-статическими величинами припусков по расчетно-аналитическому методу обеспечивает экономию металла от 6 до 15% чистого веса деталей, снижение трудоемкости обработки и, следовательно, снижение себестоимости обработки в целом.
Переходя к анализу факторов, определяющих величину минимальных припусков следует напомнить, что каждой заготовке, и зависимости от метода ее выполнения, присущи определенные точность и качество шероховатости, так же как и в результате выполнения каждого технологического перехода механической обработки получаем соответствующую точность и определенное качество поверхности.
Припуски на обработку определяют таким образом, чтобы на выполняемом технологическом переходе были устранены погрешности заготовки, имевшиеся после выполнения предшествующего перехода.
Качество поверхности заготовок на любой стадиях обработки характеризуется микронеровностями или шероховатостью, состоянием и глубиной поверхностного слоя. Во избежание последовательного наращивания в поверхностном слое отклонений от нормального :состояния основного металла микронеровности и дефекты поверхностного слоя, получившиеся на предшествующем технологическом переходе, подлежат удалению при выполняемом переходе.
Однако при расчете припусков на обработку надо учитывать не полную глубину поверхностного слоя, а лишь верхнюю дефектную часть его, оставляя нетронутым наклепанный слой, более износостойкий, чем нижележащие слои, и обуславливающий более высокую чистоту поверхности при обработке резанием в его зоне.
Геометрические погрешности формы поверхностей - овальность, конусность, бочкообразность, седлообразность, вогнутость, выпуклость и т. п. могут быть допущены только в пределах поля допуска на размер, составляя обычно некоторую часть его, и поэтому при расчете припусков не учитываются.
Пространственные отклонения - кривизна осей, коробление поверхностей, увод и непараллельность осей, неперпендикулярность осей и поверхностей, отклонения от соосности ступеней валов и отверстий, эксцентричность внешних поверхностей относительно отверстий и т. п. - не связаны с допуском на размер элементарной поверхности и имеют самостоятельное значение. Они учитываются в минимальном припуске в виде слагаемого ?а. При выполняемом переходе могут возникнуть погрешности установки, вызывающие смещение заготовки и требующие соответствующего увеличения припуска на обработку. Таким образом наименьший ассиметричный припуск на обработку zmin должен включать погрешности поверхностного слоя (высоту микронеровностей Н и глубину дефектного поверхностного слоя Т), суммарное значение пространственных отклонений ?, оставшихся от предшествующей обработки, и погрешность установки заготовок при выполняемой операции eб [4]. Некоторые формулы для определения zmin для конкретных условий обработки приведены ниже.
Последовательная обработка противоположных или расположенных отдельно поверхностей:
.
Параллельная обработка противоположных плоскостей:
Обработка наружных и внутренних поверхностей вращения:
.
Обтачивание цилиндрической поверхности заготовки, установленной в центрах:
Развертывание, протягивание отверстий:
Суперфиниширование, полирование:
Шлифование после термообработки, при наличии eб:
.
Шлифование после термообработки, при отсутствии eб:
Схемы расположения припусков для наружной поверхности вращения и для круглого отверстия даны на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 - Схема расположения припусков для наружной поверхности вращения, обрабатываемой за три перехода
Преимущества данного метода в следующем:
- учитывает погрешности, присущие каждому методу обработки и законы суммирования погрешностей;
- сокрщает отход металла в стружку по сравнению с табличными значениями припусков;
- создает единую систему определения припусков на обработку, размеров заготовки и детали по технологическим переходам;
- способствует повышению технологической культуры производства.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 5700; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!