Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
РАСЧЕТ МЕЖПЕРЕХОДНЫХ РАЗМЕРОВ И ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ
В тех случаях, когда для получения поверхности детали заготовка подвергается многократной обработке, возникает необходимость в определении межпереходных размеров. При этом не имеет значения, получа - еіся ли поверхность детали результатом обработки разными методами или одним методом в несколько рабочих ходов. В любом случае, чтобы получить годную поверхность, нужно рассчитывать межпереходные размеры, припуски и допуски.
Припуском на обработку принято называть слой материала, удаляемый с поверхности, образующейся в результате обработки детали. Слой материала, удаляемый с поверхности, образующийся в результате выполнения каждого перехода, называется межпереходным. Мсжпсреход - пый припуск определяется как разность размеров, полученных на детали па предшествующем и данном переходах.
Слой материала, удаляемый с поверхности готовой детали в резуль - іаге выполнения всех переходов технологического процесса, называется общим припуском на обработку. Общий припуск на обработку определяется разностью размеров заготовки н готовой детали, измеренных от одной базы.
Различают односторонние припуски на обработку (рис. 1.11.1, а), ионимая под ними слои материала, удаляемые с какой-либо одной с троны детали, двусторонние, удаляемые с двух сторон (рис. 1.11.1, б) или с образующих (рис. 1.11.1, в) детали.
VZZZZL |
W/V/J |
А) |
6) |
В) |
Рис. 1.11.1. Схемы расположения припусков на обработку: А - одностороннее; п двустороннее; е - симметричное |
Двусторонние припуски на обработку в зависимости от величины их слагаемых, расположенных на каждой из сторон или по образующим детали, делятся на симметричные и ассиметричные. У симметричного припуска на обработку величины его слагаемых с каждой из сторон или под образующим детали равны между со
бой (рис. 1.11.1, в), у асимметричного припуска эти величины не равны (рис. 1.11.1,6).
Необходимо различать:
- расчетный (или номинальный) размер припуска, устанавливаемый расчетом;
- действительный размер припуска, т. е. величину слоя материала, фактически удаляемого при обработке деталей;
- измеренный размер припуска, полученный путем измерения и вы числения.
Припуски на обработку возникли из-за необходимости компенсации:
1) погрешности установки соу заготовки или детали на станке, в приспособлении или на рабочем месте. Чем больше погрешность уста новки (перекос а), тем больший припуск необходимо иметь для ее ком пенсации. Из рис. 1.11.2 видно, что при недостаточной величине припуска поверхность детали может оказаться неполностью обработанной В результате, на вновь полученной поверхности останется часть поверх ности а, образованной на предыдущем переходе, как это показано на рис. 1.11.2;
2) погрешностей относительных поворотов поверхностей заготовок или обрабатываемых деталей, поступающих на данный переход;
3) погрешностей формы поверхностей заготовок или деталей, если эти погрешности по каким-либо причинам могут выходить за пределы допуска на размер (например, в результате термообработки, деформации, происходящие вследствие перераспределения остаточных напряжений и т. д.);
Рис. 1.11.2. Сохранение части поверхности, полученной на предшествующем переходе, из-за погрешности установки заготовки |
4) следов режущего инструмента, оставшихся от предшествующего перехода, в виде шероховатости поверхности;
5) удаления дефектного поверхностного слоя материала, если он появляется в результате выполнения предшествующего перехода и может сохраниться частично или возрасти на данном переходе.
Следовательно, для компенсации всех рассмотренных погрешностей, оказывающих влияние на качество поверхности детали, получаемой на данном переходе, необходимо оставлять наименьший припуск ZHM, для расчета которого может служить формула
Гт=Н„6+Т+П+Ф + У,
І де //н6 - расчетная высота микронеровностей, установленная для поверхности детали, получаемой на предыдущем переходе; Т — расчетная глубина дефектного поверхностного слоя, получаемого на предыдущем переходе; П - расчетная величина погрешности относительных поворотов поверхности детали, получаемой на предыдущем переходе; Ф - расчетная величина погрешности формы поверхности детали, поліучаемой на предыдущем переходе; У - расчетная величина погрешности установки детали на данном переходе.
В формулу входят расчетные, т. е. номинальные величины погрешностей, несмотря на то, что практически погрешности всегда будут иметь отклонения в каких-то пределах. Поэтому было бы правильнее, наряду с расчетом номинальных величин, ввести расчет допусков наї припуски, для которого необходимо разработать методику расчета, которая позволила бы установить допуски на все величины, входящие в формулу.
Все перечисленные погрешности можно рассматривать как независимые или малозависимые величины. При выполнении технологических процессов часть этих погрешностей, естественно, может взаимно компенсироваться. Вследствие этого для расчета минимально необходимого припуска на обработку можно использовать вероятностный метод расчета, если пойти на некоторую долю риска получения у части летал ей поверхностей, на которых может оказаться недостаточный припуск на обработку.
При расчете минимально необходимого припуска на обработку следует всегда учитывать конкретные условия протекания разрабатываемого технологического процесса, так как в зависимости от этого, в ряде случаев, часть слагаемых будет не нужна. Благодаря этому можно существенно уменьшить минимальный припуск на обработку, сэкономив материал и расходы, затрачиваемые на его удаление при обработке. Например, при выполнении ряда технологических процессов дефектный слой настолько незначителен, что он легко удаляется за счет других составляющих припуска на обработку и для его компенсации специально оставлять слой материала нет необходимости.
Зная минимальный межпереходный припуск на обработку, можно рассчитать и его максимальную величину:
^нб ^п ^ ZHM " Тл„
Где Тп - допуск на расстояние или размер поверхности, установленный для предыдущего перехода; ZHM - наименьший расчетный припуск, установленный для данного перехода; Тд - допуск на расстояние или размер поверхности, установленный для данного перехода.
Взаимосвязи между межпереходными прпусками на обработку и полями их колебаний приведены на рис. 1.11.3, из которых схема на рис. 1.11.3, а дана для охватываемого, а схема на рис. 1.11.3, б - для охватывающего размеров.
Используя приведенные схемы, можно рассчитать межпереходные средние и предельные размеры. Для этого необходимо выбрать начало отсчета. Если, например, за начало отсчета выбрать наибольший из до пустимых размеров готового вала, то предельные межпереходные размеры, как это видно из рис. 1.11.3, а, для последнего перехода
Df = D+ 2Г +Г,;
D, HM = D + гГ,
А для предыдущего перехода
Df = Df + Z2™ + T2-
DHU = DH6 + ZHM
Обозначая индексом "п" предыдущие переходы, а индексом "д" дан ный переход, можно написать для любого перехода (при принятом начале отсчета DHo готовой детали):
Df = Df + Z™ + Тд,
Df = Df + Zf.
Рис. 1.11.3. Схемы связей между межпереходными размерами, припусками на обработку и допусками для размера: А - охватываемою; 6 - охватывающего |
Аналогично, для охватывающих размеров при принятом на рис. 1.11.3, б начале отсчета (за которое принят наименьший допустимым диаметр
Симметричные припуски на обработку обычно устанавливаются на поверхностях, получаемых вращением образующей вокруг оси (цилиндрические, конические и т. д.). Ассиметричные припуски устанавливаются на размеры, связывающие поверхности или оси поверхностей детали.
■ ИМ _ Д ' |
Из изложенного видно, что предельные межпереходные размеры устанавливаются в зависимости от выбранной системы отсчета, т. е. системы расположения поля устанавливаемого допуска относительно номинальной величины размера. Например, при симметричной системе расположения поля допуска на размер в качестве номинальных размеров берутся средние размеры
А, |
'ср |
^нб + AIm 2
В таких случаях в качестве номиналов при расчете межпереходных размеров надо брать их средние величины, в том числе и средний припуск
Для определения допусков на межпереходные размеры необходимо знать режимы обработки и передаточное отношение технологической системы, на которой осуществляется обработка. Однако в паспорте станка не указывается передаточное отношение и поэтому на практике для установления допусков на межпереходные размеры пользуются "средней" экономически достижимой точности, приводимой в соответствующих справочниках, а также на основе опыта технолога, учитывающего фактическое состояние конкретного станка.
Даже в стандартах на проверку станков не регламентированы режимы обработки и входные данные обрабатываемых образцов или деталей, при которых должна достигаться точность их обработки на новых станках. Для упорядочения решения рассматриваемой задачи в стандартах на проверку новых станков необходимо ввести точностные характеристики образцов или деталей и условия, при которых они могут быть получены.
В качестве таких характеристик можно указать значения уточнения є, или передаточного отношения % с обязательной регламентацией условий, при которых должны производиться испытания (входные данные технологической системы, колебания припуска и твердости материала, режимы обработки, геометрия и состояние режущего инструмента и т. д.).