Тема 4: Расчёт операционных размеров

1. Категории и значения припусков на механическую обработку

Припуск – слой материала, удаляемый с какой-либо поверхности заготовки при механической обработке.

Припуск измеряют по нормали к поверхности и отсчитывают на размер: для обработки цилиндрической поверхности - на диаметр (двухсторонний симметричный припуск), для обработки плоскости или торца - на координирующий линейный размер (односторонний припуск).

Различают следующие категории припусков:

Общий припуск z_общ. - слой металла, необходимый для выполнения всей совокупности технологических операций или переходов по обработке данной элементарной поверхности от заготовки до готовой детали.

Этот припуск состоит из припусков снимаемых на каждой ступени (этапе) обработки: z_общ. = z₂ + z₃ +z₄ +…+ z_к =,

где к – число ступеней обработки; первая - заготовительная.

Общий припуск используется для предварительного расчёта размеров заготовки и зависит от обрабатываемого материала, размеров и шероховатости поверхности детали. Имеются таблицы для определения общих припусков на обработку. Общий припуск используется для приближённых расчётов, а затем уточняется через операционные припуски.

Операционный припуск - слой металла, снимаемый с поверхности заготовки при выполнении заданной ступени обработки (за однократную обработку), с целью обеспечения заданной точности и качества поверхности.

Различают следующие значения припусков: номинальное, минимальное, максимальное и среднее (рисунок 1).

Н

Рисунок 1 – Схема

операционных припусков

оминальное:z_ном. = А_i-1ном. - А_iном. . Максимальное: z_max = А_i-1max - А_imin.

Минимальное: z_min = А_i-1min - А_imax.

Среднее: z_ср. = А_i-1ср. - А_iср.

Эти припуски связаны между собой:

z_ном. = z_min + Т_i-1= z_max - Т_i ;

z_max = z_min + Т_i-1 + Т_i

z_min = z_max - Т_i-1 - Т_i = z_ном. - Т_i-1

Следует отличать припуски на обработку от напусков. Напуски возникают в тех случаях, когда контур заготовки не соответствует контуру детали. При выполнении технологических размерных расчётов напуски не учитываются (не включаются в размерные цепи).

2. Структура минимального операционного припуска

Минимальный припуск - это слой металла, необходимый и достаточный для осуществления заданной обработки.

Минимальный припуск является первичным операционным припуском, а все остальные припуски производными от него величинами.

При выполнении заданной (i-й)операции необходимо удалить все погрешности предшествующей (i-1)ступени обработки и компенсировать погрешности выполняемой ступени. Такими погрешностями являются (рисунок 2):

- шероховатость и дефектный слой (верхний слой металла, у которого структура, механические свойства, химический состав или все эти параметры одновременно отличаются от параметров основного материала);

- погрешности формы и расположения обрабатываемых поверхностей относительно заданных баз (приводят к неравномерности припуска).

Рисунок 2 – Схема элементов операционного припуска

Таким образом, для достижения качественной обработки минимальный припуск должен быть таким, чтобы при его снятии обеспечивалось удаление шероховатости и дефектного слоя на любой обрабатываемой поверхности.

Структуру минимального припуска целесообразно представить в виде двух слагаемых:

z_{i min} = z_{i а} + z_{i в} ,

где z_{i а} -это регулярная одинаковая для всех участков обрабатываемой поверхности часть припуска или слой металла, который необходимо снять с заготовки для удаления шероховатости Rz и дефектного слоя металла H_д, после предыдущей обработки. Для плоскостей z_{i а} = (Rz + H_д )_i-1 , для тел вращения z_{i а} =2(Rz + H_д )_i-1 .

z_{i в} – составляющая, необходимая для компенсации неравномерности припуска, обусловленной пространственными отклонениями () отдельных участков обрабатываемой поверхности. z_{i в} =2 .

Тогда минимальный припуск будет равен:

- для плоских поверхностей z_{i min} = (Rz + H_д )_i-1 + ,

- для тел вращения z_{i min} = 2(Rz + H_д )_i-1+ 2.

Причинами возникновения неравномерности припуска являются:

1. Погрешность установки, допущенная на операции для которой определялся припуск;

2. Погрешность установки, допущенная на предшествующей (обработка наружной поверхности на базе внутренней).

3. Погрешность координирующих размеров при обработке отверстий в корпусных деталях.

4. Погрешность формы.