Общие сведения. Величина припуска влияет на себестоимость изготовления детали

Величина припуска влияет на себестоимость изготовления детали. При увеличенном припуске повышаются затраты труда, расход материала и другие производственные расходы, а при уменьшенном приходится повышать точность заготовки, что также увеличивает себестоимость изготовления детали.

Обычно в заготовках, полученных методом литья, могут содержаться раковины, песочные включения, а в штампованных заготовках имеются обезуглероженный слой, микротрещины и другие дефекты.

Дефектный слой чугунных отливок по деревянным моделям составляет 1…6 мм, у поковок 0,5…1,5 мм и у горячекатаного проката 0,5…1,0 мм. Для более точного определения припуска на обработку и предотвращения перерасхода материала приме­няют аналитический метод для каждого конкретного случая с учетом всех требований выполнения заготовок и промежуточ­ных операций.

Для получения деталей более высокого качества необходимо при каждом технологическом переходе механической обработки заготовки предусматривать производственные погрешности, характеризующие отклонения размеров, геометрические от­клонения формы поверхности, микронеровности, отклонения расположения поверхностей. Все эти отклонения должны нахо­диться в пределах поля допуска на размер поверхности заго­товки.

1.1. Методика определения припусков

Аналитический метод определения припусков базируется на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях обработки заготовки. Значение промежуточного припуска для плоских поверхностей заготовки

; (1.1)

для поверхностей типа тел вращения (наружных и внутрен­них)

; (1.2)

где Rz − высота микронеровностей поверхности, оставшихся при выполнении предшествующего технологического перехода, мкм; Т − глубина дефектного поверхностного слоя, остав­шегося при выполнении предшествующего технологического пе­рехода, мкм; ρ₀ − суммарные отклонения расположения, воз­никшие на предшествующем технологическом переходе, мкм; ε_у − величина погрешностей установки заготовки при выполня­емом технологическом переходе, мкм.

Отклонения после чистовой обработки обычно исключают при расчетах из-за их малой величины. Отклонения и погреш­ности установки определяют в каждом конкретном случае в зависимости от метода получения заготовки.

Максимальный припуск на обработку поверхности заготов­ки:

для плоских поверхностей

; (1.3)

для поверхностей типа тел вращения

, (1.4)

где δ_П и δ_Dп − допуск на размер на предшествующем переходе, мм; δ_В и δ_Dв− допуск на размер на выполняемом переходе, мм.

Допуски и шероховатость поверхности на окончательных технологических переходах (операциях) принимают по рабочему чертежу.

Для удобства определения промежуточных припусков перед их расчетом исходные и расчетные данные по каждой операции на конкретную обрабатываемую поверхность в технологической последовательности заносят в табл. 1.1.

Таблицу рекомендуется заполнять в такой последователь­ности:

в графу «заготовка и технологическая операция» записывают вид заготовки и операции, установленные на данную обрабаты­ваемую поверхность в технологической последовательности;

в графу «Точность заготовки и обрабатываемых поверхнос­тей» записывают степень точности выбранной заготовки и квалитета на промежуточные размеры без предельных отклонений;

в графу «Элементы припусков» заносят величину микро­неровностей Rz и глубину дефектного поверхностного слоя Т на заготовку и на все операции в технологической последователь­ности в зависимости от метода обработки, а величину погреш­ностей установки заготовки на выполняемой операции опреде­ляют по таблице или производят расчет по формулам;

суммарное значение отклонений ρ рассчитывают аналитичес­ким методом и значения расчета заносят в графу таблицы;

графу «Допуски на размер» заполняют значениями допусков на заготовку и промежуточные размеры согласно степени точности заготовки и квалитета установленных на размер по каждой операций.

Остальные значения промежуточных припусков и размеров заносят в таблицу после расчетов.

Графы промежуточных размеров D_minи D_mах определяют и заполняют от окончательных промежуточных размеров до размеров заготовки.

Гладкие, ступенчатые валы и другие аналогичные детали из­готовляют из проката повышенной или обычной точности. Ме­тоды обработки заготовок ведут согласно степени точности принятого проката. Для ступенчатых валов расчет припусков и пре­дельных размеров ведут по ступени с наибольшим диаметром, а при их равенстве по ступени, к которой предъявляют высокие технические требования по точности, качеству поверхности, отклонения расположения.

Таблица 1.1. Таблица расчета припусков, допусков и промежуточных размеров по технологическим операциям

Суммарные отклонения расположения проката определяются

; (1.5)

где ρ_0М − величина отклонения расположения (местная или об­щая), мкм; ρ_Ц − величина отклонения расположения заготовки при центровке, мкм.

Величину отклонения расположения (местную) проката ρ_ом определяют:

при консольном креплении ; (1.6)

при установке в центрах ; (1.7)

где Δ_У − величина удельного отклонения расположения, мкм/мм; L_K - расстояние от сечения, для которого определяют величину отклонения расположения до места крепления заготов­ки, мм.

При консольной обработке заготовки L_K ≤ L, а при обра­ботке в центрах

L_K ≤ 0,5L, где (L − общая длина заготовки, мм).

Величина расположения заготовки при зацентровке ρ_Ц

;(1.8)

где δ_З − допуск на диаметр базовой поверхности заготовки, ис­пользованный при центровке, мм.

Величина остаточного суммарного расположения заготовки после выполнения перехода (операции)

; (1.9)

где К_У − коэффициент уточнения (табл.1.2); ρ_ОЗ − суммарные отклонения расположения заготовки, мкм.

При обработке отверстий плавающим инструментом сум­марные отклонения расположения им не исправляются, поэтому в дальнейших расчетах не участвует.

Погрешность установки на заготовку

; (1.10)

где ε_Б - погрешность базирования, мкм; ε_ЗК − погрешность за­крепления заготовки, мкм.

При совмещении технологической и измерительной баз пог­решность базирования ε_Б = 0, поэтому необходимо стремиться (когда это возможно) базы совмещать.

Таблица 1.2. значение коэффициента уточнения К_У

При базировании в центрах погрешность установки в радиальном направлении

; (1.11)

где δ_З - допуск на диаметральный размер заготовки, мм.

Деформацию заготовок при зажимной силе, направленной перпендикулярно обрабатываемой поверхности, для черновых заготовок принимают 100…150 мкм, после черновой обработки 0…65 мкм, после чистовой обработки 10…15 мкм.

При закреплении заготовок в приспособлениях тисочного типа погрешность закрепления

(1.12)

где К₃ − коэффициент, зависящий от характеристики поверх­ностей, воспринимающих силу зажима; для поверхностей до обработки К₃ = 17,5; после черновой обработки К₃ = 5,8; b − ширина поверхности заготовки, мм.

Промежуточные расчетные размеры

(1.13)

где D_номi − номинальный размер обработанной поверхности де­тали на предшествующей операции (перехода), мм.

Последовательность определения промежуточных расчетных размеров производят от номинальных размеров детали по чер­тежу (окончательной операции или перехода) к размерам заго­товки. Например, если необходимо определить промежуточный расчетный размер на черновую токарную обработку, то к номи­нальному расчетному размеру чистовой токарной операции при­бавляют минимальный расчетный припуск на чистовую обработ­ку и т.д.

Минимальные (максимальные) промежуточные размеры оп­ределяют методом прибавления (для валов) или вычитания (для отверстий) минимальных (максимальных) значений промежу­точных припусков:

; (1.14)

; (1.15)

где D_maxi, D_mini − предельные размеры поверхностей по опера­циям (переходам), мм; 2z_mini, 2z_maxi − предельные (округлен­ные) в сторону увеличения согласно степени точности припуски на операцию (переход), мм.

По максимальным предельным размерам заготовки выбира­ют ближайшие размеры проката согласно стандарту на сортамент (табл. 1.3). Действительный общий припуск на обработку детали

(1.16)

где D_np − диаметр проката по стандарту, мм.

Таблица 1.3. Горячекатаный прокат по ГОСТ 2590-71

Таблица 1.4. Качество наружной поверхности горячекатаного проката

Таблица 1.5. Точность и качество поверхности при обработке наружных цилиндрических поверхностей

Таблица 1.6. Точность и качество поверхности заготовок из проката после механической обработки

Продолжение таблицы 1.6

Таблица 1.7. Удельное отклонение расположения горячекатаного проката