Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Методы определения припусков




Виды припусков

ПРИПУСКИ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКУ

ЛЕКЦИЯ № 11

 

 

Припуском называется слой материала, который необходимо удалить с поверхности заготовки в процессе механической обработки для достижения заданной точности и качества поверхности. Припуски различают межоперационные (промежуточные) и общие.

Межоперационный припуск (Zм) – слой материала, снимаемый с поверхности детали в процессе выполнения технологической операции.

 

, (11.1)

 

где Di-1 – размер детали до начала выполнения технологической операции; Di – размер детали после выполнения технологической операции.

 

Общий припуск (Zо) – слой материала, снимаемый с поверхности заготовки до получения готовой детали.

 

, (11.2)

 

где Dзаг – размер заготовки; Dдет – размер готовой детали.

Общий припуск может быть определен как сумма межоперационных припусков по формуле

 

. (11.3)

 

Припуски могут быть односторонними и двусторонними. Кроме того, они могут быть симметричными и асимметричными (рис. 11.1).

 

Установление оптимальных припусков на механическую обработку и технологических допусков на размеры заготовок по всем выполняемым переходам имеет существенное технико-экономическое значение при разработке технологических процессов изготовления деталей.

Увеличенные припуски вызывают излишний расход материала и введение дополнительных проходов, увеличивают трудоемкость обработки, расход энергии и режущего инструмента. При увеличенных припусках нередко удаляется наиболее износостойкий слой обрабатываемой детали.

 

 

Z1
Z1
Z2
Z1
Z2
Z1
Z1 = Z2
Z1 ≠ Z2


 

а б

 

 

в г

 

Рис. 11.1. виды припусков на механическую обработку: а − односторонний;

б – двусторонни1 равномерный для плоской детали; в – неравномерный припуск

для плоской детали; г – равномерный припуск для детали класса тел вращения.

 

Уменьшенные припуски не обеспечивают полного удаления дефектного слоя и получения требуемой точности и шероховатости поверхности. Иногда создаются неприемлемые условия работы режущего инструмента по литейной корке или окалине. В результате недостаточных припусков возрастает брак, что повышает затраты на выпускаемую продукцию.

Определение оптимальных припусков тесно связано с установлением предельных промежуточных (межоперационных) размеров и размеров заготовки. Эти размеры необходимы для конструирования штампов, пресс-форм, моделей, стержневых ящиков, приспособлений, специального режущего и мерительного инструментов. А также для настройки металлорежущих станков, межоперационного контроля.



В машиностроении существуют два способа определения припусков: опытно-статистический и расчетно-аналитический.

Опытно-статистический метод расчета припусков.

При этом методе общие и межоперационные припуски выбираются из таблиц, которые составляются на основе опытных данных. Таблицы припусков составляются на основе данных передовых машиностроительных заводов, затем обобщаются и систематизируются. Опытно-статистические данные во многих случаях оказываются завышенными, так как не учитывают конкретных условий обработки.

Расчетно-аналитический метод определения припусков.

Этот метод разработан профессором В. М. Кованом. Метод основан на том, что промежуточный припуск должен быть достаточным для снятия слоя металла, включающего в себя погрешности обработки, дефектного слоя и погрешности установки.

При расчете припусков определяют минимальный (Zmin) и максимальный (Zmax). Иногда в расчетах используют номинальный припуск (Zном).

Минимальный припуск определяется следующими факторами.

1. Высота микронеровностей поверхности, полученная на предшествующем переходе механической обработки. Rzi-1. При расчете припусков на первую технологическую операцию величину Rzi-1 принимают по исходной заготовке. Она зависит от метода, режимов и условий выполнения предшествующей операции.

Ri-1
Ti-1
А
В
С
2. Состояние и глубина дефектного слоя Ti-1, полученная на предшествующем переходе. У литых заготовок, особенно из серого чугуна, поверхностный слой состоит из перлитной корки, наружная часть которого нередко имеет формовочный песок. Этот слой является дефектным и он должен быть удален. У стальных поковок и штамповок поверхностный слой имеет обезуглероженную зону. Этот слой снижает предел выносливости материала, поэтому он должен быть удален. Изложенное можно представить графически (рис. 11.2).

 

 

Рис. 11.2. Принципиальная схема составляющих припуска

А – удаляемый поверхностный слой; В – не удаляемый поверхностный слой;

С – основной металл.

 

3. Пространственные погрешности ρi-1. К пространственным погрешностям относятся погрешности расположения поверхностей детали относительно базовых поверхностей (рис. 11.3). К ним относятся: отклонение от соосности наружной поверхности и растачиваемого отверстия заготовок для изготовления втулок (рис. 11.3, а); отклонение от соосности ступеней базовым шейкам или линии центровых гнезд заготовок ступенчатых валов; отклонение от перпендикулярности торцовой поверхности относительно оси цилиндрической заготовки (рис. 11.3, б); отклонение от параллельности обрабатываемой и базовой поверхностей и другие погрешности.

4. Погрешность установки на выполняемом переходе εу. Нестабильность положения обрабатываемой заготовки в приспособлении должна быть компенсирована припуском. Величина припуска εу зависит от метода закрепления и способа установки заготовки в приспособлении, а также вида и состояния приспособления (точность изготовления и износ установочных элементов).

При обработке плоских поверхностей с одной стороны минимальный припуск равен

 

. (11.4)

 

ρi-1
Δизг = ρi-1

 

 

б

 

а

Рис. 11.3. Пространственные погрешности заготовок:

а – отклонение от соосности втулок; б – изгиб заготовок в виде прутка.

 

При обработке плоских поверхностей с двух сторон минимальный припуск равен

. (11.5)

 

При обработке деталей класса тел вращения минимальный припуск определяется по формуле

 

. (11.6)

 

При обработке в центрах εу = 0, поэтому формула (11.6) принимает вид

 

. (11.7)

 

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

. (11.8)

 

При суперфинишировании

 

. (11.9)

 

При шлифовании после термической обработки поверхностный слой нужно сохранить, поэтому погрешность Ti-1 из формулы исключается

 

при обработке плоских поверхностей;

при обработке деталей класса тел вращения.

Расчет минимального припуска можно представить в виде блок-схемы (рис. 11.4).

Припуск Zmin
Rzi-1
Ti-1
ρi-1
εу
Вид обработки
Вид обработки
Метод получения заготовки
Метод установки
Таблица
Таблица
Таблица
 

 

 

Рис. 11.4. Блок-схема расчета минимального припуска на обработку

 

При расчете минимального припуска величину пространственной погрешности можно определить расчетным путем в зависимости от схемы установки заготовки при выполнении операции.

При установке заготовки в центрах

 

, (11.10)

 

где Δкр – удельная кривизна заготовки, мкм/мм; L – длина заготовки.

При установке обрабатываемой заготовки в патроне

 

. (11.11)

 

Величина Δкр зависит от габаритных размеров заготовки, способа ее получения и вида механической обработки. Числовые значения Δкр приведены в таблицах.

М а к с и м а л ь н ы й п р и п у с к на обработку поверхностей:

Рассмотрим размеры и допуски детали на предшествующем и выполняемом переходах (рис.11.5).

аmin
bmin
Zmin
аmax
bmax
Zmax

 

 


а б

Рис. 11.5. Принципиальная схема для расчета припуска

а – минимальный припуск; б – максимальный припуск

 

Минимальный припуск (рис. 10.5, а) равен

 

, (11.12)

, (11.13)

 

где amin – минимальный размер детали на предшествующем переходе; bmin – минимальный размер детали на выполняемом переходе; Zmin – минимальный припуск на обработку; Zmax – максимальный припуск на обработку.

С учетом допусков на размер детали ее размеры равны

 

, (11.14)

, (11.15)

 

где Та – допуск на обрабатываемый размер на предшествующем переходе; Tb – допуск на обрабатываемый размер на выполняемом переходе.

 

. (11.16)

 

С учетом уравнения (11.12) получим

 

. (11.17)

 

Принимаем обозначения:

Для наружных обрабатываемых поверхностей Ta = TDi-1 ; Tb = TDi

Для внутренних обрабатываемых поверхностей Ta = Tdi-1 ; Tb = Tdi

Формулы для расчета максимальных припусков имеют вид

При обработке наружных поверхностей

 

, (11.18)

. (11.19)

 

При обработке внутренних поверхностей

 

, (11.20)

. (11.21)

 

Максимальные припуски и припуски для технологических целей (уклоны, напуски, упрощающие конфигурацию заготовки, и т. п.) принимают в качестве глубины резания и используют для определения режимов резания (подачи, скорости резания) и выбора оборудования по мощности.

Общий номинальный припуск определяется как разность номинальных размеров заготовки и готовой детали

 

. (11.22)

 

Номинальный (расчетный) операционный припуск (Ziном) – это разность номинальных размеров детали до и после выполнения данной операции

, (11.23)

 

где – минимальный номинальный припуск на выполняемой операции; – допуск выполняемого размера на предшествующем переходе.

При ориентировочных расчетах припусков для механической обработки принимают соотношение

(11.24)

 

Рассмотрим пример расчета припусков на механическую обработку ступенчатого вала (рис.11.6).

D3=55h6(-0,02)
D1=25
D2=25
l2=50
l1=30
L=150
  Ra 0,16

 

 


 

Рис.11.6. Обрабатываемый двухступенчатый вал

 

Материал вала – сталь 45. Заготовка – штамповка II класса точности. Масса заготовки – 2 кг. Токарной операции предшествовала фрезерно-центровальная. На этой операции выполнено фрезерование торцовых поверхностей и обработаны центровые отверстия. Базирование заготовки на фрезерно-центровой операции осуществлялось по поверхностям D1 и D3. Необходимо рассчитать припуски на обработку ступени вала D3.

1. В соответствии с требованиями точности обработки поверхности D3 устанавливаем маршрут обработки этой ступени вала:

черновое обтачивание;

чистовое обтачивание;

предварительное шлифование;

окончательное шлифование.

Вся обработка ведется в центрах.

Заносим маршрут обработки вала в табл. 11.1 (графа 1). Столбцы 2 и 3 заполняем, взяв данные в справочнике для заготовки. Для механической обработки данные о величинах Rzi-1 и Ti-1 принимаем в том же справочнике. Данные для графы 8 для заготовки выбираются из таблиц. Данные (Rzi-1 и Ti-1) при обработке резанием принимаем из справочника.

2. Расчет отклонения расположения поверхностей.

Для штампованной заготовки при обработке в центрах

,

где ΔΣk – общее отклонение оси от параллельности.

 

ΔΣk = 2Δk · lk = 2· 0,15 · 80 = 24 мкм.

 

lk – размер сечения, для которого определяется кривизна до торца заготовки (lk = l1 + l2 = 30 + 50 = 80 мм);

Δk – удельная кривизна, мкм/мм.

После правки заготовки на прессе Δk =0,15 мкм/мм.

Средний диаметр, необходимый для выбора Δk определяется по формуле

 

 

 

Δу – смещение оси заготовки в результате погрешности центрования.

· мм.

 

где Т – допуск на диаметральный размер базы заготовки, использованной при центровании вала.

 

 

3. Определяем величину остаточных пространственных погрешностей Δr.

Черновое точение

 

 

где Ку – коэффициент уточнения.

Чистовое точение

 

 

Коэффициент Ку определяется по таблице справочника.

Расчетные значения заносим в графу 4 табл. 11.1.

4. Расчет минимальных припусков на диаметральный размер по переходам.

Черновое обтачивание: 2Zmin = 2(160 + 200 + 500) = 1720 мкм;

Чистовое обтачивание: 2Zmin = 2(50 + 50 + 30) = 260 мкм;

Предварительное шлифование: 2Zmin = 2(25 + 25 + 1,2) = 102 мкм;

Окончательное шлифование 2Zmin = 2(10 + 20) = 30 мкм.

Значения 2Zmin заносим в табл. 11.1 (графа 6).

Производим расчет минимальных размеров по технологическим переходам, складывая значения наименьших предельных размеров, соответствующих предшествующему технологическому переходу с величиной припуска на выполняемый переход.

Dок шл. = 54,98 + 0,06 =55,04 мм;

Dпр.шл. = 55,04 +0,102 = 55, 142 мм;

Dчист.точ. = 55,142 +0,26 = 55,402 мм;

Dчерн.точ. = 55,402 + 1,72 = 57,122 мм.

Значения заносим в табл. 11.1 (графа 7).

Определяем наибольшие предельные размеры

Dок шл. = 54,98 + 0,02 =55,0 мм;

Dпр.шл. = 55,04 +0,06 = 55, 1мм;

Dчист.точ. = 55,150 +0,12 = 55,270 мм;

Dчерн.точ. = 55,4 + 0,4 = 55,80 мм;

Dзаг. = 57,0 + 2,0 = 59,0 мм.

Результаты заносим в табл. 11.1 (графа 9).

 

5. Расчет фактических максимальных и минимальных припусков

 

Максимальные припуски, мм Минимальные припуски, мм
55,1 – 55,0 =0,1 55,04 – 54,94 = 0,06
55,27 – 55,1 = 0,17 55,15 – 55,04 = 0,11
55,8 – 55,27 = 0,53 55,4 – 55,15 = 0,25
59,0 – 55,8 = 3,2 57,0 – 55,4 = 1,6

 

Результаты заносим в табл. 11.1 (графы 11 и 12).

 

6. Рассчитываем общие припуски

 

Zo max = ΣZmax = 0,1 + 0,17 + 0,53 + 3,2 = 4,0 мм;

Zomin = ΣZmin = 0,06 + 0,11 + 0,25 + 1,6 = 2,02 мм.

 

Таблица 11.1

Результаты расчетов припусков на обработку поверхности D2

    Маршрут обработки поверхности D2   Элементы припуска, мкм Расчетные величины Допуск выполняемого раз-мера, мкм Размеры заготовки по переходам Предельный припуск, мкм
Rzi-1     Ti-1 Ρi-1 εу Припуск, Zmin, мкм Минимальный диаметр, мм     Наиб.     Наим.     Zmax     Zmin
Штамповка - - 57,122 59,0 57,0 - -
Точение: черновое             55,402     55,80   55,40   3,2   1,6
чистовое 1,2 55,142 55,27 55,15 0,53 0,25
Шлифование: предварительное                         55,04         55,10     55,04     0,17     0,11
окончательное   -   -   -   -     54,98     55,0   54,98   0,1   0,06

 

Производим проверку расчетов:

 

Zomax – Zomin = 4,0 – 2,02 = 1,98 мм; Тз – Тд = 2,0 – 0,02 = 1,98 мм.

 

 





Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 1190; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.162.54.155
Генерация страницы за: 0.109 сек.