5.2. Припуски на механическую обработку
Припуск – слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали. Различают общий припуск и промежуточные припуски по всем последовательно выполняемым технологическим переходам и операциям обработки данной поверхности детали. Общий припуск на какую либо поверхность представляет собой сумму промежуточных припусков на ту же поверхность. Промежуточные припуски необходимы для определения промежуточных (по технологическим переходам и операциям) размеров деталей, общий – для определения размеров заготовок. В практике используются расчетно-аналитический и опытно-статистический методы расчета припусков.
5.2.1. Расчетно-аналитический метод
Этот метод определения припусков на обработку разработан проф. В.М.Кованом и базируется на анализе факторов, влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса обработки поверхности. Значение припуска определяется методом дифференцированного расчета по элементам, составляющим припуск. Расчетной величиной является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе. Расчетные формулы минимального припуска выглядят следующим образом:
- при последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск)
Zi
min=
(Rz +
h)i-1
+
z
i-1
+
y
i
- при обработке наружных и внутренних поверхностей тел вращения (двусторонний припуск)
2Zi
min=
2 [(Rz
+ h)i-1 +
].
Здесь Rz
i-1-
высота микронеровностей поверхности,
полученных на предшествующем переходе;
hi-1
– глубина дефектного поверхностного
слоя, полученного на предшествующем
переходе;
суммарные отклонения расположения
поверхности (отклонения от параллельности,
перпендикулярности, соосности,
симметричности и пр.) и отклонения формы
поверхности (отклонения от плоскостности,
прямолинейности и пр.) на предшествующем
переходе;
-
погрешность установки на рассматриваемом
переходе. Погрешность установки
складывается из ряда погрешностей,
являющихся случайными величинами,
поэтому
,
где
- погрешность
базирования;
- погрешность закрепления;
-
погрешность, связанная с изготовлением
и износом опорных элементов приспособления.
Расчетные формулы для определения предельных промежуточных размеров по технологическим переходам и окончательных размеров заготовки выглядят следующим образом:
- для наружных поверхностей
amin
i-1=amin
i+Zmin
i;
amax i-1=amin
i-1+
i-1;
Dmin
i-1=Dmin
i+2Zmin
I;
Dmax i-1=Dmin
i-1+
Di-1;
- для внутренних поверхностей
amax
i-1=amax
i-Zmin
I;
amin i-1=amax
i-1+
i-1;
Dmax
i-1=Dmax
i-2Zmin
I;
Dmin i-1=Dmax
i-1-
Di-1;
где a и D – наименьшие
и наибольшие предельные размеры,
полученные на предшествующем
технологическом переходе;
- допуск на соответствующий размер.
5.2.2. Понятия о базах и базировании
Поверхности,
принадлежащие заготовке или детали и
используемые для определения ее
положения, называются базовыми или
базами. Базы подразделяются на
конструкторские (определяющие положение
в изделии), технологические (определяющие
положение при изготовлении или ремонте)
и измерительные (определяющие положение
средств измерения при контроле).
Погрешность базирования связана главным
образом с отклонениями размеров
заготовок. Если при этом технологическая
база совпадает с измерительной, то
0.
Для других схем установки погрешность
базирования может быть определена
расчетом или из таблиц в технологических
справочниках.
Основные принципы базирования заготовок:
1. При высоких требованиях к точности обработки необходимо выбирать такую схему базирования, которая обеспечивает наименьшую погрешность установки.
2. Для повышения точности деталей и собранных узлов необходимо применять принцип совмещения баз – совмещать технологическую, измерительную и конструкторскую базы.
3. Целесообразно соблюдать принцип постоянства базы. При перемене баз в ходе технологического процесса точность обработки снижается из-за погрешности взаимного расположения новых и применявшихся ранее технологических баз.
Для установки заготовок на первых операциях технологического процесса используют черные (необработанные) поверхности, применяемые в качестве технологических баз. Эти поверхности используют однократно, т.к. они применяются лишь для того, чтобы обработать чистовые установочные базы. При этом базы могут быть основными, если установочная поверхность детали участвует в дальнейшем в работе детали в изделии, и вспомогательными, создаваемыми исключительно для установки детали при обработке (например, центровые гнезда валов).
Погрешность закрепления возникает при закреплении заготовок в приспособлениях в связи с изменением контактных деформаций стыка заготовка – опора приспособления. Упругие деформации детали из-за сил закрепления также учитываются преимущественно при обработке маложестких деталей.
Погрешность приспособлений возникает в результате неточности изготовления приспособления и износом его опорных элементов в процессе эксплуатации.