Припуски на механическую обработку детали. Методы определения величины припуска детали: расчетно-аналитический, статистический

Обеспечение точности параметров деталей , подвергаемых механической обработке, осуществляется снятием с поверхности слоя материала , называемого припуском.

Последовательной обработкой заготовки получают готовую деталь с заданными параметрами, обеспечивающими её качество:

- точность размеров, формы и расположения поверхностей;

-шероховатость и микротвёрдость поверхностей;

-глубину наклёпанного слоя и знак поверхностных напряжений и т.д.

Припуск есть слой материала, снимаемый с поверхности детали для обеспечения заданного качества. Величина снимаемого припуска должна быть оптимальной, обеспечивающей заданное качество при минимальном расходе материала и времени на обработку. Увеличенные припуски приводят к удалению наиболее износоустойчивых поверхностных слоёв детали. Кроме того, увеличение припусков снижает экономические показатели технологического процесса, т.к ведёт к увеличению времени обработки. Малые припуски на обработку не обеспечивают возможности удаления дефектных поверхностных слоёв металла, повышают требования к точности заготовок.

Различают припуски общие, операционные, промежуточные и припуски, снимаемые за один рабочий ход.

Операционный припуск Z, - это припуск , удаляемый при выполнении одной технологической операции.

Промежуточный припуск – удаляемый при выполнении одного технологического перехода. Определяется разностью размеров, полученных на предшествующем и выполняемом переходе.

Деление припусков на операционные и промежуточные явл-ся условным, поскольку каждый технологический переход обработки поверхности при определённых условиях может быть выделен в отдельную операцию и наоборот.

Общим припуском называется слой материала, необходимый для выполнения всей совокупности операций и переходов от заготовки до готовой детали. Он равен сумме операционных припусков:

n

Z=∑ Zi

Симметричные припуски имеют место при обработке наружных и внутренних цилиндрических и конических поверхностей вращения, а также одновременной обработке противолежащих поверхностей с одинаковыми припусками.

Асимметричный припуск будет в том случае, когда противолежащие поверхности обрабатываются независимо одна от другой.

Во всех случаях установленный минимальный припуск не должен быть меньше минимальной толщины стружки, которую может снять режущий инструмент, например, после непродолжительной работы заточенного резца минимальная толщина снимаемой стружки составляет 0,02-0,05 мм; при других видах обработки она может быть больше( фрезерование) или меньше ( абразивная обработка).

На припуск устанавливают допуск, который явл-ся разностью между наибольшим и наименьшим значениями припуска.

Значения припусков и допусков определяют промежуточные ( операционные) размеры.

Наряду с припуском в машиностроении существует понятие напуска, под которым понимают также слой материала, подлежащего удалению. Напуски увеличивают величину припусков, из-за чего возрастает трудоёмкость обработки. К напускам относятся: штамповочные и формовочные уклоны, непролитые и непрошитые отверстия, слои металла у сортового проката, различные впадины, заполняемые металлом при ковке и штамповке и т.д.

Методы определения припусков на обработку. Из справочника под.ред Косиловой

Существует два метода определения припусков: опытно- статистический и расчётно-аналитический.

Следствием первого метода явл-ся разработка таблиц для определёния общих и операционных припусков. Таблицы составлены на основе обобщения систематизации производственных данных передовых заводов и некоторые из них стандартизованы. Например, на отливки –ГОСТ 26645-85, штампованные поковки – ГОСТ 7505-89 и др. Табличные значения припусков во избежание брака , завышены и не учитывают конкретных условий обработки ( последовательности выполнения операций, схем базирования и др). В связи с этим был разработан профессором В.М. Кованом – расчётно- аналитический метод. Он основан на учёте конкретных условий выполнения технологического процесса обработки путём анализа и выявления фактров, влияющих на величину припуска. К таким факторам относятся:

-величина микронеровностей поверхности Rz;

-глубина дефектного слоя поверхности h;

-пространственные отклонения поверхностей Δ. К пространственным отклонениям относятся коробление и кривизна поверхности, эксцентричность оси отверстия, несовпадение положения осей и др;

-погрешности установки заготовки ε.

Припуск на обработку должен быть таким, чтобы при его снятии устранялись дефекты обработки, и дефекты поверхностного слоя, полученные при предшествующей обработке, а также погрешности установки обрабатываемой заготовки при выполняемой обработке. Из факторов, влияющих на величину припусков Rz, h, Δ относятся к предшествующей обработке , и им присваивается индекс i-1,ε относится к выполняемой обработке и имеет индекс i.

С учётом изложенного минимальный промежуточный припуск на выполняемыйпереход в общем виде можно определить по формуле:

_ _

Zimin =(Rzi-1+hi-1)+│Δi-1+εi│

Пространственные отклонения и погрешности установки представляют собой векторы, т.к они имеют не только величину, но и направление. Их суммируют по правилам сложения векторов. При обработке плоских поверхностей имеем коллинеарные векторы: - -

│‌‌Δi-1+εi‌│=Δi-1+εi ,

При обработке поверхности вращения , когда невозможно предвидеть направление векторов суммирование производится по правилу квадратного корня:

- - ^{2 2}

│‌‌Δi-1+εi‌│=√ Δi-1 + εi

Минимальный припуск на обработку плоскостей определяется по формуле:

Zimin =(Rzi-1+hi-1)+(Δi-1+εi)

Для поверхностей вращения припуск обычно считается сразу на диаметр:

^{2 2}

2Zimin =2((Rzi-1+hi-1)+√Δi-1+εi )

Из общих формул расчёта припусков могут быть получены частные формулы для конкретных случаев обработки, например:

- при обработке цилиндрических поверхностей заготовки, установленной в центрах, погрешность установки отсутствует:

2Zimin =2(Rzi-1+hi-1 + Δi-1 );

- при обработке отверстий плавающей развёрткой и при протягивании не устраняетсясмещение увод оси; в этом случае также отсутствует погрешность установки:

2Zimin =2(Rzi-1+hi-1)

-при обработке , целью которой явл-ся лишь уменьшение шероховатости поверхности( полирование, суперфиниширование), минимальный припуск определяют по формуле:

2Zimin =2Rzi ;

- при шлифовании заготовок после их т/о поверхностный слой должен быть сохранён; следовательно, в расчётных формулах будет отсутствовать слагаемое hi-1.

Составляющие расчётной формулы минимального припуска приведены в технических справочниках в зависимости от конфигурации и размеров заготовки, материала, метода получения, способа установки на станке.

Действительные припуски на обработку в партии заготовок будут колебаться вследствие колебаний размеров заготовок, а также твёрдости их материалов.

Можно записать зависимость для минимального и максимального припусков наружных поверхностей:

 

Zimin =аmin -bmin;

 

Zimax =а max –bmax.

 

Учитывая, что

 

а max= аmin + Та,

bmax = bmin +Тb,

 

получим Zimax = аmin + Та - bmin –Тb = Zimin+ Та – Тb ,

 

где Та – допуск на размер заготовки;

Тb – допуск на выполняемый размер.

 

После вычислений минимального и максимального общего припуска рассчитывается припуск номинальный. Для наружного размера:

 

 

n

Z ном =∑ Zimin +еiзаг – еiдет ,

i-1

 

где еiзаг – нижнее отклонение размера заготовки;

еiдет –нижнее отклонение размера детали.

 

Величина номинального припуска необходима при конструировании штампов, пресс-форм, моделей, стержневых ящиков, приспособлений и т.д.

 

Расчёт минимальных и максимальных промежуточных припусков на обработку производят для определения расчётных размеров обрабатываемой поверхности по всем технологическим переходам от готовой детали до исходной заготовки.

 

Величина операционного допуска принимается в соответствии с экономической точностью метода обработки, используемого на данном этапе обработки.

Допуски на размеры , выполняемые на операциях окончательной обработки, выбирают в соответствии с экономической точностью метода обработки и в том случае, если по чертежу требуется меньшая точность выдерживаемого размера. Такая необходимость возникает в тех случаях, когда целью окончательной обработки явл-ся достижение малой шероховатости поверхности, а не высокой точности размера. Достоинством этого принципа явл-ся обеспечение окончательной обработки при малых колебаниях припуска в следствие уменьшения допуска на выполняемый размер. Вследствие увеличения колебания припуска снижается производительность окончательной обработки.

 

Если размер , координирующий положение обрабатываемой на данной операции поверхности, отсчитывается от другой, необработанной поверхности заготовки, то допуск на этот размер принимается ниже экономической точности обработки:

 

Т =Тзаг +Тобр ,

2

 

где Тзаг – допуск размера заготовки;

Тобр – допуск, соответствующий экономической точности метода обработки.

 

 

Выбор и расчёт режимов обработки.

 

Режимы обработки (резания) определяются глубиной резания t, подачей S и скоростью резания V.

 

Режимы обработки определяют : точность обработки, качество обработанной поверхности, производительность и себестоимость обработки, условия работы оборудования и рабочих.

 

Факторами, влияющими на выбор режимов резания , явл-ся:

-материал, форма, жёсткость и прочность обрабатываемой заготовки;

-вид режущего инструмента, его материал, жёсткость и прочность;

-способ закрепления заготовки на станке;

- мощность станка.

 

В порядке возрастания влияния на стойкость инструментов составляющие режимов резания располагаются следующим образом: t, S, V. Поэтому для одноинструментной обработки при определении режимов резания в первую очередь назначают глубину резания, а затем подачу и скорость резания.

 

Расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностью, измеренное в перпендикулярном направлении к обработанной, называется глубиной резания t (измеряется в миллиметрах).

 

Величина глубины резания зависит от величины припуска, мощности станка, прочности и жёсткости составляющих технологической системы и назначается с учётом предполагаемой подачи .

При однопроходной обработке на настроенном станке глубинарезания равна величине припуска.

При многопроходной обработке глубина резания на первом рабочем ходе берётсямаксимальная, на последующих рабочих ходах уменьшается с целью достижения заданной точности.

При чистовой лезвийной обработке глубина резания не должна превышать 0,5 мм.

При назначении глубины резания необходимо стремиться, чтобы число рабочих ходов было наименьшим.

 

Величина перемещения режущего инструмента относительно обрабатываемой детали или этой детали относительно инструмента в направлении движения подачи за определённый отрезок времени, за один оборот детали или инструмента или за один рабочий ход инструмента называется подачей S ( измеряется на один оборот обрабатываемой детали или за один рабочий ход, или на один зуб инструмента, в миллиметрах или в миллиметрах в минуту).

Подача может быть продольной и – вдоль оси обрабатываемой детали,

поперечной – поперёк этой оси,

наклонной - под углом к этой оси,

вертикальной или круговой.

Исходя из максимальной производительности, подача S назначается максимально допустимая.

При черновой обработке её величина ограничивается жёсткостью и способом крепления обрабатываемой детали, прочностью и жёсткостью инструмента, прочностью механизма подачи станка.

При чистовой обработке подача определяется заданной точностью и шероховатостью обработки.

Величина подачи выбирается по нормативам, либо рассчитывается , исходя из заданной точности. Найденное значение подачи корректируется по паспорту станка.

 

Величина перемещения режущей кромки инструмента в единицу времени относительно обрабатываемой поверхности называется скоростью резания V ( измеряется в метрах в минуту или в метрах в секунду).

Скорость резания зависит от физико- механических свойств, качества и марки обрабатываемого материала; вида инструмента, геометрии и материала его режущей части, назначенных величин глубины резания и подачи, условий работы ( например, наличия охлаждения) и др. факторов.

 

Скорость резания при вращательном движении определяется по формуле:

 

 

V=πdn ( м/мин),

1000

где d –диаметр обрабатываемой детали или вращающегося инструмента;

n –число оборотов в минуту.

 

При поступательном движении скорость резания определяется по формуле:

 

 

V=ℓ (м/мин),

1000tx

 

 

ℓ - длина хода, мм;

tx –время одного хода, мм.

 

Скорость резания рассчитывается по формулам резания или устанавливается по нормативам, исходя из условий выполнения обработки. При определении скорости резания ориентируются на среднюю экономическую стойкость инструмента. Например, при точении скорость резания рассчитывается по эмпирической формуле:

V=Сv К_v

Т^mt^xS^y

 

 

Сv –коэффициент, определяющий условия по обработке, в том числе марку материала режущего инструмента;

Т – среднее значение стойкости режущего инструмента ( период работы инструмента до затупления), мин;

t-глубина резания, мм;

S – подача, мм/об;

m,x,y – показатели степени;

К_{v –} поправочный коэффициент,

К_{v =} К_mv К_nv К_uvК_φv К_φ1v К_rv

К_{mv –}коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

К_{nv -} коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

К_{uv -} коэффициент, учитывающий качество материала инструмента;

К_φv ,К_{φ1v -} коэффициенты, учитывающие влияние главного и вспомогательного углов в плане;

К_{rv -} коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине резца.

 

Ориентировочно величины скоростей резания при обработке конструкционных сталей в зависимости от марки режущего инструмента составляют:

-инструментальные стали ( У10А, У12А) – 5…15 м/мин;

-быстрорежущие стали -30…80 м/мин;

-твёрдые сплавы -100…130 м/мин;

-композиты (на основе нитрида бора ) – 50…160 м/мин( для закалённых сталей).

 

При обработке цветных сплавов скорости резания выше приведённых в 2…3 раза.

 

При шлифовании скорости кругов при обработке деталей составляют 30…70 м/с; а в экспериментальных условиях – до 500 м/с. Скорости перемещения заготовки относительно круга лежат в широком диапазоне:

- при круглом наружном шлифовании -10…30 м/мин;

-при бесцентровом – до 150 м/мин;

- при заточке инструмента -1…6 м/мин.

 

По скорости резания определяется частота вращения шпинделя или число двойных ходов ( стола или ползуна). Эти величины согласовываются с паспортными данными станка. После назначения режимов резания подсчитываются суммарная сила резания и по ней эффективная мощность. Эта мощность сравнивается с мощностью станка, и окончательно корректируются режимы резания.

---

<== предыдущая страница	|	следующая страница ==>
Выбор заготовки и баз при обработке заготовки. Понятие о базах. Правила базирования. Схемы базирования. Погрешность базирования. Условные обозначения базирующих элементов	|	Понятие о технологичности конструкции. Критерии технологичности конструкции детали, изделия

---

Дата добавления: 2014-04-17; просмотров: 3595; Нарушение авторских прав

---

Поделиться с ДРУЗЬЯМИ:

Мы поможем в написании ваших работ!