Припуски на механічну обробку

Припуски на механічну обробку

1. Загальні відомості про припуски на обробку

Креслення вихідної (початкової) заготовки відрізняється від креслення готової деталі наявністю на всіх оброблюваних поверхнях припусків на наступну обробку.

В машинобудуванні при обробці матеріалу розрізняють такі види припусків: загальний припуск на обробку, операційний, що задається на операцію і проміжний, що задається на перехід.

Загальним припуском на обробку називається шар металу, який повинен бути видалений в результаті виконання всіх передбачених технологічним процесом операцій механічної обробки для отримання готової деталі з заданими розмірами і шорсткістю поверхні.

Загальний припуск дорівнює:

де Z_i — операційні припуски;

nчисло операцій.

Операційним припуском називається шар металу, що видаляється при виконанні даної операції.

Операційний припуск дорівнює

де Z_пр — проміжний припуск;

mкількість переходів.

Проміжний припуск — це припуск, тобто шар металу, що видаляється за один перехід.

Визначення оптимальних припусків на обробку тісно пов’язане зі встановленням проміжних та початкових розмірів заготовки.

Ці розміри необхідні для конструювання штампів, моделей, прес-форм, стрижневих ящиків, пристроїв, спеціального різального та вимірювального інструмента, а також для настроювання металорізальних верстатів та іншого технологічного обладнання.

На основі визначених припусків можна обгрунтовано визначити масу початкових заготовок, режими різання, а також норми часу на виконання операцій механічної обробки.

Величина припуску, що задається, головним чином залежить від методу виготовлення заготовки деталі при вибраному технологічному процесі, товщини дефектного шару і стану обладнання, на якому виготовляють заготовки. Припуски на обробку вимірюються по нормалі до оброблюваної поверхні і задаються звичайно в мм на сторону. Спосіб задання припуску (на сторону чи діаметр) обов’язково оговорюється в технології.

При обробці будь-якої деталі операційні розміри, як правило, не можуть бути витримані абсолютно точно, тому фактична величина припуску коливається в деяких межах. У зв’язку з цим розрізняють мінімальний, номінальний (розрахунковий) і максимальний припуски.

2. Розрахункові схеми розташування припусків і допусків для різних методів отримання заданої точності обробки

2.1 Схеми для методу пробних ходів

Така схема показана на рис. 1. На ній розглянута токарна обробка та шліфування зовнішньої поверхні типу вала.

Рис. 1. Схема розташування припусків і допусків при токарній обробці

та шліфуванні вала З наведеної схеми випливає, що загальний номінальний припуск на обробку дорівнює:

.

Максимальний припуск на виконуваній технологічній операції складається з мінімального припуску та допусків на цю та попередню операції:

де Td_i — допуск розміру на виконуваній операції (виконуваному переході);

Td_i-1 — допуск розміру на попередній операції (попередньому переході).

Допуски також можна позначити T_i та T_i-1.

У загальному випадку аналогічні схеми для обробки внутрішніх та зовнішніх поверхонь без вказання назв технологічних операцій мають вигляд, показаний на рис. 2 та 3.

Рис. 2. Розрахункова схема для визначення проміжних розмірів отворів

та внутрішніх лінійних розмірів Рис. 3. Розрахункова схема для визначення проміжних розмірів валів

та зовнішніх лінійних розмірів Розрахунок проміжних розмірів, виходячи з наведених схем, виконується за формулами:

— для зовнішніх поверхонь:

;

;

;

;

;

;

— для внутрішніх поверхонь:

;

;

;

;

;

.

2.2 Схеми для методу автоматичного отримання розмірів

Щоб ясніше уявити, звідки беруться зміни у розрахункових схемах та формулах цього методу, спочатку розглянемо реальну схему обробки на фрезерному верстаті двох заготовок з гранично допустимими значеннями розмірів від попередньої обробки (рис. 4).

Рис. 4. Схема фрезерування заготовок на налагодженому верстаті

Таким чином, при обробці на розмір у заготовки з мінімальним попереднім розміром буде знято мінімальний припуск при мінімальному відтисненні, і буде отриманий остаточний розмір. В той же час у заготовки з максимальним попереднім розміром буде отриманий також максимальний остаточний розмір .

Як видно з наведеної схеми, мінімальний припуск у цьому випадку включає в себе допуск на виконуваній операції T_i, а максимальний припуск — допуск попередньої операції T_i-1. Із врахуванням цих особливостей методу автоматичного отримання розмірів на налагоджених верстатах розрахункові схеми для визначення проміжних розмірів змінюють свій вигляд (рис. 5, 6).

Розрахунок проміжних розмірів для зовнішніх поверхонь ведеться за формулами:

;

;

;

;

;

.

Рис. 5. Розрахункова схема для зовнішніх поверхонь (метод автоматичного отримання розмірів) Рис. 6. Розрахункова схема для внутрішніх поверхонь

(метод автоматичного отримання розмірів) Розрахунки проміжних розмірів для внутрішніх поверхонь ведуться за формулами:

;

;

;

;

;

.

3. Визначення величини мінімального операційного припуску

припуск обробка матеріал машинобудування Всі розрахункові залежності, що наведені вище, свідчать, що в основі розрахунків лежить величина мінімального операційного припуску. Допуски на всі операції, чи переходи технологічного процесу легко знайти у довідках згідно з точністю прийнятих методів обробки. Таким чином, задача може бути зведена лише до визначення найбільш точних величин мінімальних припусків.

За теорією професора В. М. Кована, мінімальний операційний припуск обчислюється із врахуванням компенсації дефектів і похибок попередньої обробки, а також похибок встановлення заготовки на виконуваній операції. Відповідно до цієї теорії, мінімальний операційний припуск при послідовній обробці дорівнює:

де — шорсткість поверхні на попередній операції;

— глибина дефектного поверхневого шару після попередньої операції;

— сумарне відхилення розташування поверхні (відхилення від перпендикулярності, паралельності, співвісності тощо), а в деяких випадках відхилення форми поверхні на попередній операції;

е_i — похибка встановлення заготовки на виконуваній операції.

Ця похибка приблизно розраховується за формулою:

де е_б — похибка базування заготовки;

е_з — похибка закріплення заготовки.

При обробці зовнішніх та внутрішніх поверхонь обертання (двобічний припуск з випадковим просторовим розташуванням похибок та е_i) мінімальний операційний припуск дорівнює:

.

Режими різання розраховуються і вибираються за максимальними припусками. У всіх технологічних розрахунках розглядаються номінальні припуски.

Правильний розрахунок і вибір припусків та операційних допусків при механічній обробці деталі є основою при складанні технологічного процесу, оскільки від нього залежить її собівартість, якість, довговічність та надійність.

Вплив величини припуску на економічність процесу обробки великий. Чим більший припуск, тим більше проходів потрібно для зняття відповідного шару металу що призводить до збільшення трудомісткості процесу, зайвих витрат електроенергії, різального інструмента, збільшує кількість стружки, з’являється необхідність у збільшенні парка обладнання і виробничих площ.

Зменшені припуски не забезпечують можливості видалення дефектних поверхневих шарів металу, отримання потрібної точності та шорсткості, тобто призводять до браку.

Використана література

1. Балакшин Б. С. Основы технологии машиностроения. — М., 1969. — 559 с.

2. Маталин А. А. Технология машиностроения. — Л. — М., 1985. — 496 с.