Тема 9. Припуски на механическую обработку презентация

механической обработки заготовки для достижения требуемой точности и качества обрабатываемой поверхности.
Различают припуски промежуточные (Zi) и общие (ZО).
Промежуточный припуск (припуск на данную операцию или переход) – слой металла, который должен быть удален во время данной операции или перехода. Промежуточный припуск определяют как разность размеров заготовки, полученных на смежном предшествующем переходе. При обозначении припусков используются следующие индексы: (i-1) – индекс для предшествующего перехода; i – индекс для выполняемого перехода.

(см. рисунок) рассчитываются по следующим формулам:
2 , 2 ,
где Zi – припуск на сторону.
Припуски измеряются по нормали к обработанной поверхности. Они могут быть несимметричными (на одну сторону) при изготовлении призматических деталей и симметричными (на обе стороны) чаще всего на диаметр при обработке тел вращения.

технологическому маршруту механической обработки данной поверхности



Общий припуск определяют как разность размеров заготовки и готовой детали. Он зависит от ряда факторов: типа производства, размеров и конструктивных форм заготовки, свойств, ее материала, вида заготовки (поковка, отливка), ее жесткости, толщины дефектного поверхностного слоя, состояния оборудования, на котором ведут обработку.

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 выполняемой операции.
Правильно выбранный припуск обеспечивает устойчивую работу оборудования при достижении высокого качества продукции, а также минимальную себестоимость продукции.

опытно-статистический и расчетно-аналитический.
При использовании опытно-статистического метода общие и промежуточные припуски назначаются по таблицам, которые составлены на основе обобщения и систематизации производственных данных передовых заводов. Основными преимуществами этого метода можно считать экономию времени на определение припуска. Он позволяет определить размеры заготовок до разработки ТП.

припуски назначаются без учета конкретных условий построения технологических процессов, например, общие припуски назначают без учета схемы установки заготовки и погрешностей предшествующей обработки.
Опытно-статистический метод определения припуска не учитывает особенностей ТП, рекомендуемые припуски завышают. Таблицы для выбора припусков можно использовать при единичном и мелкосерийном производстве, при изготовлении небольших, недорогих деталей, когда разрабатываются маршрутные технологические процессы.

по элементам.
Расчетно-аналитический метод предусматривает расчет припусков по всем последовательно выполняемым технологическим операциям обработки данной поверхности детали, их суммирование для определения общего припуска и расчет промежуточных размеров заготовки.
Расчетной величиной является минимальный промежуточный припуск, достаточный для устранения на выполняемой операции погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующей операции, и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемой операции.

составляющие его элементы:
1) высоту микронеровностей , полученную на предшествующем переходе;
2) состояние и глубину hi-1 поверхностного слоя заготовки в результате выполнения предшествующего перехода;
3)пространственные отклонения расположения обрабатываемой поверхности относительно баз заготовки;
4) погрешность установки при выполнении данного перехода.

слоя hi-1 зависят от режима резания, качества обрабатываемого материала и других факторов.
Поверхностный слой hi-1, образовавшийся в результате предшествующего перехода, удаляется на выполняемом переходе полностью или частично. Например, при выполнении поковок образуется обезуглероженный слой до 0,5 мм, который следует удалить полностью, так как этот слой является дефектным. Полностью надо удалить на первом же технологическом переходе поверхностный слой, образовавшийся при отливке заготовки из серого чугуна. Этот слой в 1…2 мм состоит из перлитной корки с включениями формовочного песка.

поверхности относительно базовых поверхностей заготовки (отклонения от соосности наружной поверхности вращения и поверхности отверстия у заготовок типа втулок и дисков; изгиб заготовки ступенчатого вала; выпуклость и вогнутость плоскостей; отклонение от параллельности подлежащей обработке плоскости корпуса и базовой плоскости; отклонение от перпендикулярности торцовой поверхности к оси отверстия) .

установки заготовок на выполняемом переходе .

Погрешность установки характеризуется смещением или поворотом подлежащей обработке поверхности относительно баз, потому это значение должно быть скомпенсировано соответствующим увеличением припуска.

установке базовым отверстием на оправку с зазором заготовка получает смещение


где Δ - гарантированный зазор между отверстием заготовки и оправкой; T1 - допуск на изготовление оправки; T2 - допуск на изготовление базового отверстия; T3 - допуск на износ оправки.

, и , получим минимальный припуск для технологического перехода.

Рассмотрим методы суммирования составляющих. При обработке плоскостей векторы и суммируются арифметически, так как они коллинеарны (параллельны) и направлены перпендикулярно обрабатываемой поверхности. Следовательно, при обработке плоскости расчетная формула минимального припуска имеет вид

на две стороны составит


При обработке поверхностей вращения векторы ρi-1 и εi могут принять любое угловое положение и потому их суммирование следует выполнять по правилу квадратного корня.
Следовательно, припуск на диаметр при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения составит

Конкретные значения этих составляющих зависят от точности выполнения предшествующего и выполняемого переходов, точности установки заготовки на выполняемом переходе, материала заготовки и других факторов.

формулы расчета могут быть исключены.

Так, при обтачивании цилиндрической поверхности заготовки, установленной в центрах, погрешность может быть принята равной нулю и, следовательно,

по возможности сохранить, следовательно, слагаемое нужно исключить из расчетной формулы, т.е.

При развертывании плавающей разверткой и протягивании отверстий смещения и увод оси не устраняются, а погрешности установки в этом случае нет. Поэтому

только ее шероховатость, припуск определяется лишь высотой микронеровностей обрабатываемой поверхности, т.е.



Следовательно, при расчете минимального припуска следует учитывать конкретные условия обработки. В зависимости от этих условий некоторые слагаемые не учитываются, что позволяет уменьшить припуск и сократить расходы на обработку.

отрицательная для отверстия в общий припуск не входят, но должны приниматься во внимание при определении режимов резания при обработке.
Зная минимальный межоперационный припуск, можно рассчитать его максимальное значение



где T i-1 , T i - допуски на размер поверхности, установленные соответственно для предыдущего и выполняемого технологического перехода.

наружных и внутренних цилиндрических поверхностей показаны на рисунках. Используя взаимосвязь между межоперационными припусками на обработку и полями допусков, устанавливаемых на промежуточные размеры, можно рассчитать предельные размеры заготовки при выполнении любого технологического перехода, используя следующие соотношения.

Для валов Dimax = Di-1max – 2Zimin – TDi-1;
Dimin = Di-1min– 2Zimin – TDi .

= Di-1max + 2Zimin + TDi ;
Dimin = Di-1min + 2Zimin + TDi-1 .

Припуски для разных заготовок при различных видах механической обработки приводятся в ГОСТ, заводских нормативных материалах и справочниках.
Операционные припуски на механическую обработку (на диаметр) лежат в пределах: при черновом обтачивании заготовки из проката диаметром до 120 мм – от 1 до 2,5 мм, заготовки-штамповки – от 1,5 до 3 мм; при чистовом обтачивании после чернового – от 0,5 до 1 мм; при наружном шлифовании в центрах – от 0,2 до 0,5 мм.

отверстия Ø50Н7 детали, приведенной на рисунке.

обработки:
черновое зенкерование;
чистовое зенкерование;
чистовое развертывание.
Базирование заготовки в приспособлении осуществляется по обработанному торцу, перпендикулярному оси отверстия Ø50Н7, и двум отверстиям Ø18Н7.

таблице, в которой записываются технологический маршрут обработки отверстия и значения элементов припуска, входящих в формулу

Порядок расчета и справочные данные для этого расчета приведены в книгах:
1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 /Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1986. – 656 с.
2. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения /А.Ф.Горбацевич, В.А.Шкред. - Мн.: Выш. шк., 1983. – 256 с.

класса точности из чугуна суммарное значение (Rz+h) составляет 400 мкм.
После первого технологического перехода для деталей из серого чугуна слагаемое h из формулы минимального припуска исключают. Поэтому полученные на черновом и чистовом зенкеровании, а также развертывании значения параметра h нас не интересуют, и будем учитывать только параметр Rz.
Согласно таблице 3, с. 92 [1], при чистовом развертывании в худшем случае Ra=1,25 мкм или Rz ≈ 4Ra = 5 мкм (эта шероховатость задана на чертеже детали). При чистовом зенкеровании худшее значение Ra составляет 3,2 мкм (Rz=4Ra=12,8 мкм), принимаем Rz=13 мкм. При черновом зенкеровании Ra=6,3 мкм, принимаем Rz=25 мкм. Заносим эти значения в таблицу.

заготовки суммарное значение пространственного отклонения определим по формуле

где Δкор=ΔкL – отклонение плоской поверхности от плоскости (коробление);
Δсм – смещение отверстия,
L – длина отверстия, мм.
Будем учитывать коробление отверстия в осевом и диаметральном направлениях.

корпусных деталей составляет 0,3…1,5 мкм на 1 мм длины. Принимаем Δk=0,9 мкм и найдем

Смещение отверстия Δсм принимаем равным допуску на размер от оси обрабатываемого отверстия до технологической базы – оси отверстия Ø18Н7, т.е. допуску на размер 90 (см. чертеж), составляющему 0,4 мм. Следовательно,

возникающей за счет отклонения от перпендикулярности опорного торца оси заготовки. Обработка опорного торца осуществлялась ранее. Его неперпендикулярность оси заготовки составляет 0,6 допуска на размер 280, т.е. 0,6х200=120 мкм. Тогда наибольшая погрешность базирования на длине 280 составит


Погрешность закрепления принимаем равной нулю, так как силы закрепления перпендикулярны выполняемому размеру. Следовательно, погрешность установки при черновом зенкеровании ε1 = 448 мкм.

⋅ ε1 = 0,04 ⋅ 448 = 18 мкм.
Остаточная погрешность после чистового зенкерования под развертывание
ε3 = 0,005 ⋅ 448 = 2 мкм.
Используя записанные в таблице данные, ведем расчет минимальных значений припусков по формуле

припусков.
Минимальный припуск под черновое зенкерование

под чистовое зенкерование –

и под чистовое развертывание –

путем последовательного вычитания расчетного припуска каждого технологического перехода.
После чистового развертывания dр3=50,025 мм;
для чистового зенкерования dр2=50,025 – 0,030 = 49,995 мм;
для чернового зенкерования dр1=49,995 – 0,102 = 49,893 мм;
для заготовки dр0=49,893 – 2,106 = 47,787 мм.

с квалитетом точности данного вида обработки.
Для чистового развертывания Td3 = 25 мкм.
Для чистового зенкерования после чернового квалитет точности 8-й, согласно таблице 5, с. 11 [1], Td2 = 39 мкм.
Для чернового зенкерования квалитет точности 10-й, Td1 = 100 мкм.
Для заготовки допуск на отверстие в отливке 1-го класса точности составляет Td0 = 400 мкм - таблица 3, с. 120 [1].

допуска соответствующего перехода.
Размеры dmin определяются из наибольших предельных размеров вычитанием допусков соответствующих переходов:
Для чистового развертывания dmax3 = 50,03; dmin3 = 50,005;
для чистового зенкерования dmax2 = 50,00; dmin2 = 49,961;
для чернового зенкерования dmax1 = 49,89; dmin1 = 49,79;
для заготовки dmax0 = 47,79; dmin0 = 47,39.

размеров выполняемого и предшествующего перехода, а максимальные предельные значения 2Zmax - разности наименьших предельных размеров.
Общие припуски 2Zmin0 и 2Zmax0 определяются суммированием промежуточных припусков.
Правильность проведенных расчетов проверяют по формулам: