РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ И МЕЖПЕРЕХОДНЫХ РАЗМЕРОВ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет» (СФУ)

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

В. Е. Авраменко

Ю. Ю. Терсков

РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ И МЕЖПЕРЕХОДНЫХ РАЗМЕРОВ

Красноярск 2007

Шероховатость поверхности во многом влияет на прочность сопряжений с натягом. При увеличении микронеровностей прочность сопряжении снижается.

В атмосферных условиях коррозия возникает легче и распространяется быстрее на грубообработанных поверхностях, а также при наклепе.

Предел выносливости деталей машин часто определяется величиной, знаком и глубиной распространения остаточных напряжений в поверхностном слое. Наиболее интенсивное влияние остаточные напряжения оказывают на хрупкие материалы и тонкостенные нежесткие детали, у которых они могут вызвать искажение формы и размеров в процессе эксплуатации.

Установление оптимальных припусков на обработку является ответственной технико-экономической задачей. Назначение чрезмерно больших припусков приводит к потерям материала, превращаемого в стружку, увеличению трудоемкости механической обработки, к повышению расхода режущего инструмента и электрической энергии, увеличению потребности в оборудовании и рабочей силе.

Назначение заниженных припусков не обеспечивает удаления дефектных слоев материала и достижения требуемой точности и качества обрабатываемых поверхностей, повышает требования к точности исходных заготовок и приводит к их удорожанию, увеличивает опасность появления брака.

Величина припуска должна компенсировать все погрешности от предыдущей обработки заготовки и погрешности, связанные с выполнением рассматриваемой технологической операции.

1.2. Классификация припусков на обработку

Различают общие и промежуточные припуски.

Промежуточным припуском называют слой материала, снимаемый при выполнении данного технологического перехода.

Общий припуск – это сумма всех промежуточных припусков снятых при обработке данной поверхности.

Различают минимальные, номинальные и максимальные припуски на обработку.

Расчету подлежит минимальный припуск на обработку. Колебание же размера обрабатываемой поверхности заготовки в пределах допуска на ее изготовление создает колебание величины припуска от минимального до максимального.

Величины припусков на обработку могут быть установлены опытностатическим методом или определены с использованием расчетноаналитического метода.

Опытно-статистический метод применяют для обычных деталей средней точности в условиях единичного и серийного производств. Данный метод ускоряет процесс проектирования технологического процесса обработки

4

деталей, но он не учитывает конкретные условия обработки данных поверхностей, что приводит к завышению припусков на обработку.

Расчётно-аналитический метод определения припусков применяют в условиях крупносерийного и массового производства, а также в условиях единичного производства при обработке крупных и особенно ответственных деталей.

После определения минимальных промежуточных припусков необходимо определить предельные промежуточные (межпереходные) размеры. Промежуточными (межпереходными) размерами называют размеры, получаемые на каждом технологическом переходе.

2. РАСЧЁТНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИПУСКОВ

Расчётно-аналитический метод определения припусков базируется на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях получения заготовок и их обработки, определении величины элементов, составляющих припуск и их суммирования.

Расчётно-аналитический метод определения припусков необходимо применять в условиях крупносерийного и массового производства.

2.1.Факторы, определяющие величину припуска

1.Высота неровностей профиля RZi-1, полученная на предшествующем переходе обработки данной поверхности. Величина RZi-1 зависит от метода, режимов и условий выполнения предшествующей обработки приводится в табл. 2.1–2.8.

2.Состояние и глубина поверхностного слоя Ti-1, полученные на предшествующем технологическом переходе. Этот слой, отличающийся от основного металла по механическим свойствам, наличию остаточных напряжений и структуре, включается в припуск не всегда.

Разные металлы в зависимости от вида и режимов обработки имеют разную величину изменённого слоя.

У заготовок, изготовленных из серого чугуна, изменённый слой представляет собой перлитную корку, которая обычно полностью удаляется

впервом переходе при обработке лезвийным инструментом с целью сохранения его стойкости. Поэтому для последующих переходов обработки по-

верхности величина Ti-1 принимается равной нулю.

Стальные поковки и штамповочные заготовки имеют обезуглероженный поверхностный слой. Этот слой снижает предел выносливости металла, поэтому его следует удалить при механической обработке. Значения Т для основных видов заготовок и методов механической обработки приводятся

втабл. 2.1–2.8.

5

3. Суммарное значение пространственных отклонений ρi-1 в расположении обрабатываемой поверхности относительно базовых поверхностей за готовки, оставшихся после выполнения предшествующего перехода. В минимальный припуск входят пространственные отклонения, имеющие самостоятельные значения, не связанные с допуском на выполняемый размер. Они могут быть заданы непосредственно как допустимая кривизна вала, коробление поверхностей, смещение и увод отверстия, непараллельность осей, неперпендикулярность, радиальное и торцевое биение и прочие, а также допуском на расположение, поверхности или оси, координирующим размером. Причинами пространственных отклонений могут быть: пространственные погрешности изготовления литейных форм и штампов; деформации детали в процессе обработки; погрешности взаимного положения рабочих элементов станка.

Втабл. 2.9 приводятся расчётные формулы для определения суммарного значения пространственных отклонений для различных видов заготовок при их обработке на первой операции, с учётом способов базирования заготовок, влияющих на величину пространственных отклонений.

Втабл. 2.10–2.12 приведены величины пространственных отклонений. Величину остаточной кривизны после выполняемого перехода опреде-

ляется по формуле

ρост = ку ρзаг,

где ρост – остаточная кривизна; ку – коэффициент уточнения (см. табл. 2.13); ρзаг – кривизна заготовки.

Таблица 2.1 Качество наружной поверхности калиброванного проката

Примечание: Качество торцовой поверхности после резки проката см. в табл. 2.3.

6

Таблица 2.2 Качество наружной поверхности горячекатаного проката

Таблица 2.3 Точность и качество торцевой поверхности горячекатаного проката по-

сле резки по упору

Примечание: При резке на ножницах и прессах образуется вмятина в направлении, перпендикулярном к поверхности среза, достигающая 0,2D и скос по торцу до 3°. Величину вмятины и скоса необходимо учитывать при последующей обработке заготовки по торцу и диаметру.

7

Таблица 2.4

Качество поверхности штампованных поковок

Примечание: Высота неровностей профиля RZ дана после пескоструйной обработки поверхности поковок или травления; при дробеструйной или дробеметной обработке RZ принимают равной 400 мкм независимо от массы поковок.

Таблица 2.5 Качество торцевой поверхности поковки после ковки

Таблица 2.6 Точность и качество поверхности заготовок, получаемых литьем

в песчаные формы (машинная формовка)

Примечание: 1-й класс соответствует массовому производству; 2-й класс – серийному.

8

Окончание табл. 2.8

Примечание: При обработке заготовок серого чугуна после первого перехода механической обработки, а также при обработке заготовок из стали после термообработки Т из формулы исключить.

4. Погрешность установки заготовки εуi на выполняемом переходе.

Погрешность εуi в общем виде определяют как векторную сумму погрешно-

сти базирования εб, погрешности закрепления εзи погрешности приспособ-

ления εпр, т. е. εу = εб + εз + εпр.

В случае, когда можно определить направление векторов:

εу = εб + εз + εпр.

Знаки в приведенном выражении зависят от направления векторов. Когда же предвидеть направление векторов затруднительно, их сумми-

руют по правилу квадратного корня:

10