книги / Основы технологии машиностроения

в зависимости от действительных размеров заготовок. Минимальный припуск на обработку является лишь расчетной величиной и будет соответствовать действительному припуску только при действитель­ ном наименьшем предельном размере заготовки; по мере отклонения действительного размера заготовки от наименьшего предельного раз­ мера действительный припуск будет соответственно увеличиваться, достигая значения максимального припуска при наибольшем предель­ ном размере заготовки.

§ 2. Р А С Ч Е Т П Р И П У С К О В П Р И О Б Р А Б О Т К Е СПОСОБОМ И Н Д И В И Д У А Л Ь Н О Г О П О Л У Ч Е Н И Я РА ЗМ Е РО В

Особенности расчета припусков при обработке способом индивидуального получения заданных размеров. Разметка как способ проверки годности черной заго­ товки и корректирования первоначально установленных припусков на обработку. Расчетные формулы и ориентировочные данные для расчета припусков на обработку. Основы расчетно-аналитического метода определения припусков на обработку.

Расчет припусков при обработке способом индивидуального полу­ чения заданных размеров базируется на тех же принципах, которые были положены в основу расчета при способе автоматического полу­ чения размеров. Напомним, однако, что при обработке способом индивидуального получения заданных размеров заготовка устанавли­ вается и выверяется относительно рабочих элементов станка; при этом выдерживаемый размер достигается путем пробных промеров после каждой пробной стружки.

Таким образом, погрешность установки гь заменяется в расчете припусков при способе индивидуального получения размеров по­ грешностью выверки е в .

При обработке единичной заготовки размер обрабатываемой поверхности не может быть абсолютно одинаковым на всем ее протя­ жении; он будет колебаться в определенных пределах от наименьшего до наибольшего.

Путем расчета припуска по наименьшему размеру заготовки обес­ печивается качественная ее обработка; при отклонении размера от наименьшего снимаемый слой металла будет увеличиваться, дости­ гая наибольшего значения на том участке обрабатываемой поверхно­ сти, где ее размер будет наибольшим.

Расчет припусков на обработку единичных заготовок приобре­ тает особое значение в тяжелом машиностроении в связи с тем, что преувеличенные припуски на обработку крупногабаритных загото­ вок не только резко повышают потери металла в стружку, но также значительно увеличивают длительность процесса обработки. Вместе

стем при обработке крупных заготовок совершенно недопустим брак

врезультате недостаточных припусков на обработку. Поэтому расчет припусков для крупногабаритных заготовок должен производиться:

29.4 Расчет припусков на обработку и промежуточных размеров заготовок

с запасом надежности получения годной детали и с учетом индиви­ дуальных особенностей как выполнения заготовки, так и последую­ щей ее обработки. При изготовлении уникальных деталей припуски не могут быть установлены на основе предшествующего опыта, и наиболее целесообразно определять их путем предварительного расчета.

Проверка годности черных заготовок производится разметкой, посредством которой определяются действительные погрешности формы и пространственные отклонения черной заготовки. В резуль­ тате произведенной разметки можно с достаточной для практических целей точностью рассчитать последовательное закономерное уменьше­ ние погрешностей черной заготовки и внести коррективы в первона­ чально установленные припуски на обдирку, черновую и получистовую обработку.

Предварительный расчет припусков на обработку и их корректи­ ровка после изготовления и разметки черной заготовки производится по формулам:

а) для асимметричных припусков при обработке плоских поверх­ ностей по формуле (136)

б) для симметричных припусков при обработке поверхностей эращения по формуле (138)

4 * . = 2[<ff. + r . ) + y j ? + ^ ] ,

где zbmin — минимальный припуск на обработку (на сторону),

отнесенный к наименьшему размеру заготовки для наружных поверхностей и к наибольшему размеру заготовки для внутренних поверхностей;

На — высота (Нср) поверхностных неровностей; Та — глубина дефектного поверхностного слоя;

ра — суммарное значение пространственных отклонений обра­ батываемой поверхности;

ев — погрешность установки с выверкой заготовки для выпол­

В качестве черных заготовок при способе индивидуального полу­ чения заданных размеров обычно применяют: а) прокат; б) поковки, изготовляемые свободной ковкой; в) отливки, полученные литьем в земляные формы ручной формовки, включая применение песко­ дувной набивки.

При мелких сериях применяют поковки, изготовляемые ковкой в подкладных штампах, и отливки, получаемые литьем в земляные формы машинной формовки, а также центробежным литьем.

296 Расчет припусков на обработку и промежуточных размеров заготовок

где Дк — удельное значение кривизны в мм/м (на 1 м длины),

L — общая длина заготовки из проката или общая длина поковки в м.

При обработке ступенчатых валов, балок с площадками и других аналогичных деталей возникает необходимость определения местной кривизны на участке ступени или площадки; в этом случае поль­ зуются формулой (83):

РКМ = ^К ^К '

где 1К— расстояние от сечения, для которого определяется кри­ визна, до ближайшего торца; при этом удельная кривизна для валов, брусьев и балок Д„ = 0,4 ч- 1,0 мм/м, в зави­ симости от жесткости поковки.

При обработке заготовок для валов, изготовляемых свободной ковкой, зацентровка производится обычно по разметке; в этом случае рч = 0,25 8эаг» где 8ааг — допуск на диаметральный размер наиболь­ шей ступени черной заготовки.

Отклонение от соосности ступеней у поковок для ступенчатых валов с достаточной для практических целей точностью можно при­ нимать равным 0,25 допуска на диаметральный размер смежной большей ступени. Наибольшее отклонение от соосности ступеней вала рст можно определить по формуле

9ст = 0,258mJX,

где 8тга — допуск на размер ступени наибольшего диаметра. Суммирование кривизны рк0 и отклонения от соосности ступеней

вала рст производится по правилу квадратного корня:

fa = У РI , + f ] „ •

Общая кривизна рк0 плит и дисков учитывается при расчете припусков на обработку основных плоскостей этих деталей (плоско­ стей по высоте плиты, торцовых поверхностей дисков) и определяется по формуле

Рко = АкL

или

Рко =

где Дк — значение удельной кривизны в мм/м\ L — длина пластины или плиты в м\

D — диаметр диска в м.

Удельная кривизна для пластин, плит и дисков Дк = 1 ч- 3 мм/м, в зависимости от жесткости заготовки.

Эксцентричность прошитых при свободной ковке отверстий отно­ сительно наружных поверхностей p9KCti может быть принята равной 0,25 допуска Ь4 на размер прошитого отверстия.

Допуск на размер прошитого отверстия определяется по формуле

Диаметры прошивней в зависимости от диаметральных размеров обработанных отверстий принимают по ГОСТу 7062-541.

Для литых заготовок коробление отливок и смещение стержней, образующих отверстия и внутренние поверхности, являются основ­ ными видами пространственных отклонений. Коробление черной заготовки ркор определяется по формуле (86):

Ркор = ^KOpL*

где Дкор — удельное значение коробления в мм/м\

L — наибольший размер обрабатываемой поверхности в м. Для литых заготовок удельное значение коробления достигает

величин: ДКОр = 0,7 -г- 3 мм/м для плит и дисков и Дк0р = 0,7 -н 1,0 мм/м для корпусных деталей в зависимости от жесткости заго­ товки.

При расчете припусков на обработку литых заготовок, имеющих отверстия, необходимо учитывать смещение оси отверстия относи­ тельно координирующих поверхностей. Величина смещения рсм при­ нимается равной допуску по номинальному размеру, равному рас­

тывается в припуске на обрабатываемую поверхность. При обработке черного отверстия от координированной с ним базовой поверхности значение рСм должно быть учтено в припуске на обработку отверстия.

Определение погрешностей установки заготовок для обработки на станках. При закреплении черного проката в самоцентрирующем I трехкулачковом патроне смещение геометрической оси заготовки

(^принимают по данным, приведенным в приложении 1 в. Погрешность выверки ев черных поковок свободной ковки и отли­

вок 3-го класса точности, закрепляемых в патроне или на планшайбе,

Погрешность установки заготовок с выверкой на столе станка по разметке достигает при размере заготовки: до 3 м е в = +0,5 мм,

298 Расчет припусков на обработку и промежуточных размеров заготовок

Суммирование пространственных отклонений и погрешности установки. В соответствии с формулой (136) при обработке плоских поверхностей неперпендикулярность рнеп и коробление ркор сумми­ руются с погрешностью установки ед арифметически.

В соответствии с формулой (138) при обработке поверхностей вращения пространственные отклонения суммируются с погреш­ ностью установки по правилу квадратного корня:

Допуски на размеры черных заготовок принимают для круглого проката по ГОСТу 2590-57, для других профилей проката — по соот­ ветствующим стандартам.

Для поковок, изготовляемых свободной ковкой по ГОСТу 7062-54, предельные размеры прошиваемых отверстий и диаметры прошивней принимают по этому же ГОСТу, для фасонных стальных отливок — по ГОСТу 2009-55, табл. 3, для отливок из серого чугуна (в том числе и модифицированного) — по ГОСТу 1855-55, табл. 3.

Значения погрешностей при обработке заготовок на металлорежу­ щих станках. При расчете припусков на обработку проката рекомен­

точности и 3—5-й класс чистоты, для чистовой обработки 4—За классы точности и 5-й класс чистоты.

При обработке поковок, изготовляемых свободной ковкой, при­ меняют обдирку по 11—10-му классу точности (ГОСТ 2689-54),

по черной заготовке, при отсутствии черноты 1-й класс чистоты, после черновой и получистовой обработки 1—2-й класс и после чистовой обработки 4—5-й класс чистоты поверхности.

При обработке отливок 3-го класса точности принимают для обдирки 10—9-й, для черновой 8—7-й, для получистовой 7—5-й и для чистовой обработки 4—За классы точности и соответственно 1, 1—2, 2—4 и 5—6-й классы чистоты.

При выдерживании размеров от черных измерительных баз допуск определяется по формуле

(144)

где Ьдаг — допуск на размер черной заготовки; 80бр — допуск, выдерживаемый при обработке от чистой базы

для того же размера.

При обработке серого чугуна и цветных сплавов после первого перехода механической обработки принимать Та = 0.

Независимо от исходной заготовки тонкая обработка лезвийным инструментом обеспечивает 3—2а класс точности и 7—8-й класс чистоты поверхности.

В условиях обработки способом индивидуального получения заданных размеров производят однократное шлифование в два пере­ хода (предварительное и чистовое) без смены шлифовального круга. Тонкое шлифование выполняется кругами с увеличенным номером зернистости. При предварительном шлифовании снимают приблизи­ тельно 70% и при чистовом 30% припуска на шлифование.

Шлифованием получают 3—2-й класс точности и 6—8-й класс чистоты. Тонкое шлифование обеспечивает 2 и 1-й классы точности и 8—10-й класс чистоты поверхности.

Остаточные пространственные отклонения после каждого прохода инструмента определяется по формулам (52) или (52а).

При определении припусков под выполняемый технологический переход необходимо для крупногабаритных единичных заготовок учитывать пространственные отклонения, возникшие на предшествую­ щем переходе в результате геометрических погрешностей станка.

Эти вновь возникающие в процессе обработки пространственные отклонения и образующиеся одновременнно с ними остаточные пространственные отклонения либо накладываются одно на другое, либо взаимно компенсируются в той или иной степени. Поэтому суммирование вновь возникающих и остаточных пространственных отклонений производится алгебраически, т. е. с учетом знака.

Примером накладывающихся одно на другое пространственных отклонений при обработке основной плоскости плиты служит оста­ точное ее коробление и приращение размера у одного из концов по длине плиты в результате вновь возникающей вследствие геометри­ ческой погрешности станка непаралдельности ее базовой поверхности. Результат этих пространственных отклонений определяется их сум­ мой. Рассчитав величину остаточного коробления по формуле (52) или (52а) и приращение размера в результате геометрической погреш­ ности станка, создающей непараллельность обработанной плоскости базовой поверхности, по формуле (54) и сложив эти две величины, получим результативную погрешность, которая должна быть учтена при расчете припуска на последующую обработку.

Примером взаимно компенсирующихся в той или иной степени пространственных отклонений при подрезании торца вала могут слу­ жить остаточная его выпуклость как результат скосов отруба с углом а (фиг. 189), и вогнутость торцовой поверхности, возникаю­ щая в результате неперпендикулярности поперечного перемещения суппорта к оси вращения станка.

Для расчета остаточной неперпендикулярности торца к оси вала пользуются формулой (52) и принимают угол скоса отруба у черной заготовки а < 20°.

При расчете припусков на переходы, выполняемые после терми­ ческой обработки, необходимо учитывать кривизну, возникшую