Чертеж исходной заготовки отличается от чертежа готовой детали тем, что на всех обрабатываемых поверхностях предусматриваются припуски. Форма отдельных поверхностей заготовок определяется с учетом технологии их получения требующие в ряде случаев определения уклонов, радиусов закругления, конусообрых поверхностей и т.д. Общим припуском на обработку называется слой материала удаленный с поверхности исходной заготовки в процессе механической обработки с целью получения готовой детали.
Установление правильной величины припуска на обработку является ответственной задачей. Назначение чрезмерно больших припусков приводит к непроизводительным потерям материала, превращаемого в стружку, увеличению трудоемкости механической обработки, повышение расхода режущего инструмента и электроэнергии к увеличению потребности в оборудовании и рабочей силе.
При этом затрудняется построение операции на иностраных станках, уменьшается точность обработки в связи с увеличением упругих отжатий в тех.системе и усложняется применение приспособлений.
Операционный припуск - это слой материала удаляемый с заготовки при выполнении одной технологической операцию. Определяется как сумма промежуточных припусков, снимаемых на отдельных переходах, входящих в операцию.
1) Метод автоматического получения
2) Метод пробных ходов:
Для этого метода для наружных поверхностей определяется следующие припуски: разность наименьшего предельного размера до обработки и наибольшего предельного размера после обработки на данной операции.
Допуск припуска - это разность между максимальным и минимальным значением припуска.
Номинальный (или расчетный) - zном - это разность номинальных размеров изделия до и после обработки на данной операции.
Всякое расширение допусков для предыдущих операций неизбежно вызывает увеличение припуска на обработку на последующих операциях что приводит к уменьшению производительности обработки на последующих операциях.
При уменьшении припуска на обработку для данной операции приходится уменьшать допуски на размеры до и после обработки, т.е. повышать точность, а, следовательно, и стоимость предыдущих операций. В связи с этим при назначении операционных припусков должны быть решены следующие задачи:
1) операционный припуск должен быть не слишком большим, чтобы не удорожать данную операцию снятием чрезмерно большого слоя материала, и не слишком малым, чтобы не удорожать предыдущую операцию в следствии повышения ее точности.
2) операционный допуск дожен быть достаточно широким, чтобы облегчить выполнение данной операции увеличения припуска для последующей операции и соответственно ее удорожания.
Расчет припусков аналитическим способом.
Наименьший операционный припуск складывается из отельных элементов связанных с различными погрешностями: слой металла, который необходимо удалить с заготовки для устранения высоты микронеровностей, после предыдущей обработки и дефектного поверхностного слоя возникшего в связи с обезуглероживанием, коррозией, перенаклепом, образованием трещин и т.д.
Для односторонней обработки плоских поверхностей. Для поверхностей вращения и одновременной обработки двух плоских параллельных поверхностей.
zi - это слой металла , удаленный для компенсации пространственных отклонений, расположений обработанной поверхности, относительно базовых поверхностей исходной заготовки ( не соосность, не параллельность линий обработываемых поверхностей, не параллельность линий центровых отверстий; не перпендикулярность торцовых поверхностей и т.д.
z3 - слой металла, удаляемый для компенсации погрешности установки.
z3 -должна учитываться даже при обработке заготовок методом пробных ходов и промеров в случа установки единичных заготовок.
Величины z2 и z3 определяются аналитически или экспериментально. Применительно к конкретным условиям установки обрабатываемых заготовок методом пробных ходов и промеров в случае установки единичных заготовок.
Если погрешности формы и расположения обрабатываемых поверхностей исходной заготовки или заготовки после предшествующей операции ее обработки, формируются из нескольких составляющих, то значение каждой из составляющих припуска z2 и z3, также определяются по правилу квадратного корня.
При обработке плоских поверхностей, направление векторов поверхности которых совпадают, суммирование происходи арифметически: Zmin= z1 +z2 + z3
Во всех остальных случаях установленный минимальный припуск не должен быть меньше минимального толщины стружки, которую может снять режущий инструмент.
1) для обрабатываемой плоской поверхности 2) для одновременной обработки двух плоских параллельных поверхностей 3) для обработки поверхностей вращения.
Припуск по существу является компенсатором всех погрешностей предд. обраб. заготовок и погрешностей связанных с выполнением данной технологической операции.
Аналитический способ определения припусков применяется при проектировании сходных заготовок и отдельных операций технологического процесса крупносерийного и массового производства, а также процессов обработки крупных и особо ответственных деталей серийного и единичного производства.
Расчет припусков статистическим способом.
В условиях единичного и мелкосерийного производства обычных деталей средней точности, для определения общих и операционных припусков пользуются вероятностно-статистическим методом, который является дальнейшим развитием расчетно-аналитического метода.
В основу этого метода положен вероятностный подход, что более оправдано теоретически и дает более близкий к практике результат.
Статистические методы используются при исследовании и обобщении результатов экспериментов производственных условиях.
При проектировании тех процессов разрабатывают маршрутные операционные и маршрутно-операционные описания тех процессов.
В первом случае отсутствует четкая последовательность обработки поверхности и поэтому здесь не вычисляют промежуточные и общие пропуски и не определяют точные размеры заготовки.
С использованием вероятностно-статического метода разработаны стандарты ГОСТ 26645-85, ГОСТ 7505 - 89, в которых указаны значения средних припусков - это позволяет назначать средние промежуточные и средние общие припуски с учетом точности заготовок и деталей, а также с учетом характеристик оборудования, определять набор переходов необходимых для получения из заготовки детали с требуемой точностью поверхностей. Т.о. в этом случае можно уточнить результат технологичного проектирования при всех его вариантах, т.к. для всех случаев ГОСТЫ содержат промежуточные и общие средние припуски и рекомендации по назначению переходов по данным об их точности.
При пользовании нормативными таблицами необходимо учитывать разницу в условиях, пери которых проводится обработка конкретных заготовок, и для которых даются значения припусков( так например при шлифовании длинных тонких пластин после их закалки, вызывающие коробление заготовок, нельзя ограничится установлением припуска на шлифование по табличным занижениям, а следовательно дополнительно определить расчетным или экспертным путем ожидаемую величину прогиба заготовки после закалки. Затем следует убедится, что назначенный по таблице припуск на шлифование достаточен для компенсации величины коробления и при необходимости следует увеличить припуск.
Порядок расчета припусков.
Расчет припусков на обработку начинается с определения по формулам минимального припуска, удалением которого с обрабатываемой поверхности необходимо для обеспечения требуемой точности и эксплуатационных качеств детали. При этом для конкретных условий обработки формы могут видоизменятся:
случай 1: при обработке отверстий самонапраляющимся инструментом( развертка со сферической опорой, протяжка, хонингование, доводка, калибровка) и при бесцентровом шлифовании:εу=0; 2zmini=(Rzi-1+hi-1+ ρi-1)
случай 2: при суперфинишировании и полировании валов и отверстий, когда не ставится задача повышение точности, а идет лишь уменьшение высоты микронеровности и устранение дефектов поверхностного слоя, уже 2е составляющие равны 0, тогда формула примет вид:εу=0; ρi-1=0; εу=0; 2zmini=(Rzi-1+hi-1)
случай 3: при чистовом шлифовании детали после предварительной механической или термической обработки и при отсутствии дефектного слоя , формула сильно упрощается:
2zmini=Rzi-1
После определения минимального припуска устанавливают величину максимально возможного, при благоприятных соч. размеров максимального припуска.
По методу автоматического получения:zmax= zmin+ Tзаг- Tразм.дет; zmax= zmin+ Tзаг+ Tразм.дет
Величину минимального и максимального припусков можно определить, применив теорию размерных цепей. Это делают тогда, когда значение припуска зависит от нескольких размеров и его величина может рассматриваться в качестве замыкающего звена размерной цепи. После расчета промежуточных минимальных и максимальных припусков определяют предельные размеры заготовки по всем технологическим переходам.
Промежуточные расчетные размеры устанавливают в порядке обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности от размера готовой детали к размеру исходной заготовки путем последовательного прибавления для наружной поверхности к размеру готовой детали промежуточных припусков, или путем последовательного вычитания для внутренних поверхностей от размера готовой детали промежуточных припусков . Наименьшее для наружных поверхностей, и наибольшее для внутренних поверхностей предельные размеры по всем технологическим переходам определяют путем округления в сторону увеличения(для наружных поверхностей) и в сторону уменьшения ( для внутренних) расчетных размеров(минимальных для наружных и максимальных для внутренних поверхностей).
Наибольшие предельные размеры для наружных поверхностей и наименьшие предельные размеры для внутренних поверхностей определяют путем прибавления допуска к округленному наименьшему предельному размеру для наружных поверхностей, или вычитанием допуска от наибольшего предельного размера для внутренних поверхностей.
Округление проводится с точностью до того знака, с каким дается допуск в мм.
Общие припуски макс и мин определяют как сумму промежуточных.
Выбор общих и промежуточных припусков на обработку заготовки
Припуск – это слой металла, удаляемый с обрабатываемой поверхности заготовки. Припуски назначают для заготовок: отливок, поковок, сортового проката как на диаметры наружные, внутренние, так и на длины общие, уступов и другие поверхности, подлежащие механической обработке.
Общие припуски назначают опытно-статистическим или расчетно-аналитическим методами. Общие припуски для отливок могут быть найдены по ГОСТ 26645-85, для поковок кованных по ГОСТ 7062-79, а штампованных по ГОСТ 7505-89.
Промежуточные припуски назначают на технологические переходы в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки поверхности заготовки, т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки путем последовательного прибавления (вычитания) к наибольшему предельному размеру готовой поверхности детали промежуточных припусков при обработке наружных (внутренних) поверхностей. Размеры промежуточного припуска на каждом последующем переходе меньше, чем на предыдущем, посколькуповышается точность и уменьшается шероховатость обрабатываемой поверхности.
Аналогично рассматривается методика назначения операционных припусков, если, например, предусматривается в технологическом процессе обработки поверхности токарная и шлифовальная операции.