Методы определения припусков

Определение припусков можно осуществлять двумя методами: опытно-статистическим и расчетно-аналитическим, разработанным В. М. Кованом [6].

При опытно-статистическом методе припуск устанавливается по опытным данным суммарно на всю обработку, без расчета припуска по отдельным стадиям обработки. Опытно-статистические данные по величинам припусков для различных видов механической обработки приводятся в ГОСТах, заводских нормативах, различных справочниках.

Расчетно-аналитический метод позволяет определять величину припуска с учетом всех элементов, составляющих припуск. При этом предусматривается, что при каждом технологическом переходе должны быть устранены погрешности предшествующего перехода. Этими погрешностями могут быть:

высота неровностей поверхности;

глубина дефектного поверхностного слоя;

пространственные отклонения в виде коробления поверхностей, непараллельности и неперпендикулярности осей, несоосности ступеней валов и отверстий и другие погрешности установки.

Пространственные отклонения не связаны с допуском на размер, имеют самостоятельное значение и должны учитываться при расчете припусков. Погрешность установки при выполняемом переходе характеризуется величиной смещения обрабатываемой поверхности и должна быть компенсирована соответствующим увеличением припуска на обработку. Погрешности размеров и геометрической формы (овальность, конусность, корсетность, бочкообразность) должны задаваться в пределах допуска на размер обрабатываемой поверхности и при расчете припусков не учитывается.

Пространственные отклонения и погрешности установки представляют собой векторы, так как имеют не только величину, но и направление. Погрешность установки определяется как векторная сумма погрешностей базирования ε_б и погрешности закрепления ε_з

Поскольку направление векторов неизвестно, погрешность установки определяется по правилу квадратного корня

Суммирование пространственных отклонений ρ_а с погрешностью установки ε_в производится с учетом направления этих векторов. При обработке плоских поверхностей векторная сумма определяется арифметической суммой векторов

Заметим, что здесь и далее индексы а и в у слагаемых указывают на составляющие, которые должны быть взяты: а — по предшествующему переходу, в — по выполняемому.

При обработке наружных и внутренних поверхностей вращения векторы ρ_а и ε_в могут иметь любое угловое положение, предусмотреть которое невозможно. Поэтому наиболее вероятное суммарное значение этих векторов следует производить по правилу квадратного корня

При расчете припусков необходимо иметь в виду, что удалению подлежит не весь поверхностный слой (рис. 20), а лишь верхняя дефектная часть его. Нижележащий наклепанный слой не подлежит удалению, так как обладает большой износостойкостью по сравнению с нижележащими слоями. С учетом сказанного наименьший асимметричный припуск z_Вminна последовательную обработку противолежащих плоских поверхностей должен слагаться из высоты микронеровностей H_а, глубины дефектного поверхностного слоя Т_а, пространственных отклонений р_а и погрешности установки ε_в

z_Вmin = (H_a + T_a) + (ρ_a + ε_B).

Симметричный припуск по обе стороны при параллельной обработке противолежащих плоских поверхностей

2z_Bmin = 2 [(H_a + T_a) + (ρ_a + ε_B)]

и при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения припуск на диаметр

.

При расчете припусков по приведенным формулам необходимо иметь в виду, что в ряде случаев некоторые из составляющих не должны учитываться, как не имеющие места на предшествующем или выполняемом переходах, либо как неисправляемые выполняемым переходом. Например, когда необходимо лишь повысить класс шероховатости поверхности, как в случаях полирования и суперфиниширования, припуск на обработку определяется только высотой неровностей обрабатываемой поверхности. При шлифовании поверхности после химико-термической обработки дефектный слой можно принять равным нулю, поскольку глубину цементации желательно иметь наибольшую. Пространственные же отклонения детали, возможные при химико-термической обработке, должны быть учтены величиной ρ_а. В этом случае величина z_Втin определится так:

При отсутствии погрешности установки, например при шлифовании вала в центрах, когда ε_в = 0,

При обтачивании же вала в центрах (погрешность ε_в равна нулю) должно учитываться удаление дефектного слоя Т_а

2z_вmin = 2(H_а + T _a + ρ _a).

Величины составляющих расчетных формул приводятся в справочной литературе.

Промежуточные размеры заготовок по всем технологическим переходам от готовой детали до размеров исходной (черной) заготовки определяются с учетом промежуточных припусков, устанавливаемых расчетом по приведенным ранее формулам.

При обработке заготовок с наименьшим предельным размером на предварительно настроенных станках выдерживаемый размер получается также наименьшим (рис. 21),

а при обработке заготовки с наибольшим размером — наибольшим. Объясняется это различной величиной отжатий элементов технологической системы. При этом значение промежуточных припусков будет (рис. 21):

z_imin = a_min - b_min; z_imax = a_max - b_max.

Так как a_max = a_min + δ_a и b_max = b_min + δ_В, то z_imax = a_min + δ_a — b_min — δ_В = a_min — b_min + δ_a — δ_В или

z_imax = z_imin + δ_a — δ_В.

Здесь δ_a — допуск на предшествующий размер; δ_В — допуск на выполняемый размер.

Установление припусков на разные стадии обработки поверхности целесообразно производить с последней операции обработки, приняв за исходные размеры готовой детали. В этом случае операционные размеры определяются наиболее просто, как это следует из рассмотрения схемы обработки вала, приведенной на рис. 22 [3, 7]. Технологический маршрут обработки вала: черновое, чистовое и тонкое точение. От минимального диаметрального размера готовой детали d_3min откладываем наименьший припуск на тонкое точение z_3min, в результате чего имеем минимальный размер заготовки после чистового точения d_2min. Прибавляя к d_2min наименьший припуск на чистовое точение z_2min, получаем минимальный размер заготовки d_1min после чернового точения. Суммой размеров d_1min и z_imin определяется минимальный размер d_{om in} диаметра заготовки. Наибольшими предельными размерами диаметра заготовок будут d_0max, d_1max и d_2max и готовой детали d_3max, получаемые путем суммирования минимальных размеров d_0min, d_1min,d_2min и d_{3m in} с допусками δ₀, δ ₁, δ ₂, δ ₃. Общий минимальный припуск на обработку z_0min будет равен сумме промежуточных (операционных) минимальных припусков. Максимальный промежуточный припуск для выполнения той или иной операции или перехода, как видно из схемы, равен разности между максимальными размерами заготовки на предшествующих и выполняемых операциях или переходах. Максимальный общий припуск на обработку z_0max будет равен сумме максимальных промежуточных припусков

Расчетно-аналитический метод расчета припусков относится к области обработки деталей способом автоматического получения размеров и может быть использован для случаев обработки способом индивидуального получения размеров. При этом для определения припуска погрешность установки необходимо заменить погрешностью выверки заготовки соответствующим способом.

Определение припусков и промежуточных размеров заготовки по технологическим переходам расчетно-аналитическим методом позволяет выявить возможности экономии материала и снижения трудоемкости обработки в процессе проектирования технологических процессов.

Глава VII Методика разработки технологических процессов обработки деталей

Дата добавления: 2014-01-15