Презентация по МДК 04.01 Технология обработки на металлорежущих станках на тему: "Припуски на обработку"

Тема 9.  Припуски на  механическую обработку  1

ПРИПУСКИ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ  ОБРАБОТКУ  требуемой  Припуском  называют  слой  материала,  удаленный  в  процессе  механической  обработки  заготовки  для  достижения  точности  и  качества  обрабатываемой поверхности.  Различают  припуски  промежуточные  (Zi)  и  общие  (ZО). Промежуточный  припуск  (припуск  на  данную  операцию  или  переход)  –  слой  металла,  который  должен быть удален во время данной операции или  перехода. Промежуточный припуск определяют как  разность  размеров  заготовки,  полученных  на  При  смежном  обозначении  припусков  используются  следующие  индексы:  (i­1)  –  индекс  для  предшествующего  перехода; i – индекс для выполняемого перехода. предшествующем  переходе.  2

ПРИПУСКИ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ  ОБРАБОТКУ i i i i Z Промежуточные  припуски  для  наружных  и  внутренних  поверхностей    вращения  (см.  рисунок)  рассчитываются  по  следующим формулам:   1 d d            ,             2 2 где Zi  – припуск на сторону.  Припуски измеряются по нормали к  обработанной  поверхности.  Они  могут  быть  несимметричными  (на  одну  сторону)  при  изготовлении  призматических  деталей  и  симметричными  (на  обе  стороны) чаще всего на диаметр при обработке тел вращения.  Z d i d i 1 , 3

ПРИПУСКИ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ  ОБРАБОТКУ Общий  припуск  равен  сумме  промежуточных  технологическому  маршруту  припусков  по  всему  механической  обработки  данной  поверхности  (слой  металла, предназначенный для снятия при выполнении  всех операций) Z О Z i n   i  1 Общий  припуск  определяют  как  разность  размеров  заготовки  и  готовой  детали.    Он  зависит  от  ряда  факторов:  и  конструктивных  форм  ее  (поковка,  отливка),  ее  материала,  вида  заготовки  жесткости, толщины дефектного поверхностного слоя,  состояния оборудования, на котором ведут обработку. размеров  свойств,  производства,  заготовки,  типа  4

ОПЫТНО­СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД  ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИПУСКОВ  два  машиностроении  В  метода  определения  припусков:  опытно­статистический  и  расчетно­аналитический. При  использовании  опытно­статистического  метода  припуски  общие  назначаются  по  таблицам,  которые  составлены  на  основе  систематизации  производственных  данных  передовых  заводов.  Основными  преимуществами  этого  метода  можно  считать  определение  припуска.  Он  позволяет  определить  размеры  заготовок до разработки ТП. промежуточные  обобщения  экономию  времени  на  применяют  и  и  5

НЕДОСТАТКИ ОПЫТНО­СТАТИСТИЧЕСКОГО   МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИПУСКОВ конкретных  условий  опытно­статистического  Недостатки  метода  заключаются в том, что припуски назначаются без  учета  построения  технологических  процессов,  например,  общие  припуски  назначают  без  учета  схемы  установки  заготовки  и  погрешностей  предшествующей  обработки. Опытно­статистический  определения  припуска  ТП,  рекомендуемые  припуски  завышают.  Таблицы  для  выбора  припусков  можно  использовать  при  единичном  и  мелкосерийном  производстве,  при  изготовлении  небольших,  недорогих  деталей,    когда  маршрутные  разрабатываются  технологические процессы.  особенностей  не  учитывает  метод    6

РАСЧЕТНО­АНАЛИТИЧЕСКИЙ  МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИПУСКОВ припусков  данной  технологическим  поверхности  При  этом  методе  значение  припуска  определяется  дифференцированным расчетом по элементам.  Расчетно­аналитический  метод  предусматривает  последовательно  расчет  выполняемым  операциям  обработки  их  суммирование  для  определения  общего  припуска  и  расчет промежуточных размеров заготовки. Расчетной  является  минимальный  промежуточный  для  достаточный  устранения на выполняемой операции погрешностей  обработки  и  дефектов  поверхностного  слоя,  полученных  на  предшествующей  операции,  и  компенсации  на  выполняемой операции. величиной  погрешностей,  возникающих  по  всем  детали,  припуск,  7

Расчет минимального  промежуточного припуска  1iRz При расчете минимального промежуточного припуска  учитывают следующие  составляющие его элементы: 1)  высоту    микронеровностей                  ,  полученную  на  предшествующем переходе; 2)  состояние  и  глубину  hi­1    поверхностного  слоя  заготовки  выполнения  предшествующего перехода; 3)пространственные отклонения          расположения  обрабатываемой  поверхности  относительно  баз  заготовки; 4)  погрешность  установки              при  выполнении  данного перехода. результате  в  1i i 8

Расчет минимального  промежуточного припуска 1iRz           материала    и  глубина  обрабатываемого  Шероховатость  поверхности    поверхностного  слоя  hi­1    зависят  от  режима  резания,  качества  и  других  факторов. Поверхностный слой hi­1, образовавшийся в результате  предшествующего перехода, удаляется на выполняемом  переходе  полностью  или  частично.  Например,  при  выполнении  поковок  образуется  обезуглероженный  слой до 0,5 мм, который следует удалить полностью, так  как  этот  слой  является  дефектным.  Полностью  надо  удалить  на  первом  же  технологическом  переходе  поверхностный  слой,  образовавшийся  при  отливке  заготовки из серого чугуна. Этот слой в 1…2 мм состоит  из  перлитной  корки  с  включениями  формовочного  песка. 9

Расчет минимального  промежуточного припуска которые  обрабатываемой  характеризуются  Пространственные отклонения–это отклонения     1i ,, погрешностью  расположения  поверхности  относительно  базовых  поверхностей  заготовки  (отклонения  от  соосности  наружной  поверхности  вращения  и  поверхности  отверстия  у  заготовок  типа  заготовки  ступенчатого  вала;  выпуклость  и  вогнутость  плоскостей;  параллельности  подлежащей  обработке  плоскости  корпуса  и  базовой  от  перпендикулярности торцовой поверхности  к  оси  отверстия) .  отклонение  втулок  и  дисков;  изгиб  отклонение  от  плоскости;    10

Расчет минимального  промежуточного припуска Составляющей  минимального  промежуточного  припуска  является  также  i     установки  заготовок  на  погрешность  выполняемом переходе .   i   характеризуется  Погрешность  установки  смещением  или  поворотом  подлежащей  обработке  поверхности  относительно  баз,  потому  это  значение  должно  быть    соответствующим  скомпенсировано  увеличением припуска.    11

Расчет минимального  промежуточного припуска Например,  при  обработке  втулки  по  наружному  установке  базовым  отверстием  на  оправку  с  зазором  заготовка получает смещение диаметру  при   i  T 3 2 T 1 2  T 2 2 где   ­  гарантированный  зазор  между  отверстием  заготовки  и  оправкой;  T1  ­  допуск на изготовление оправки; T2 ­ допуск  на  изготовление  базового  отверстия;  T3  ­  допуск на износ оправки. 12

Расчет минимального  промежуточного припуска 1i 1ih припуск  i 1iRz Суммируя величины        ,       ,        и         ,  минимальный  для  получим  технологического перехода. и  i Рассмотрим  методы  суммирования  составляющих.  При  обработке  плоскостей  векторы            и                1ρ i суммируются арифметически, так как они коллинеарны  (параллельны)  перпендикулярно  обрабатываемой  поверхности.  Следовательно,  при  обработке  плоскости  расчетная  формула  минимального  припуска имеет вид  направлены    i 1  i Rz h i i min Z  i 1  1 13

Расчет минимального  промежуточного припуска При  обработке  двух  противолежащих  плоскостей  одноименными  методами  припуск  на  две  стороны  составит 2 Z i min  (2 Rz  i 1  h i  1  i 1  i ) При обработке поверхностей вращения векторы  i­1  и i могут принять любое угловое положение и потому  их  суммирование  следует  выполнять  по  правилу  квадратного корня. Следовательно,  припуск  на  диаметр  при  обработке  наружных  и  внутренних  поверхностей  вращения  составит 14

Расчет минимального  промежуточного припуска для тел  вращения 2 Z i min  [(2 Rz  i 1  h i  1 )  2 i 2 i  1 )] Значения  составляющих  минимального  припуска  приведены  в  справочной  литературе.  Конкретные  значения  этих  составляющих  зависят  от  точности  выполнения  предшествующего  и  выполняемого  переходов,  точности  установки  заготовки  на  выполняемом  переходе,  материала  заготовки  и  других факторов.  15

Расчет минимального  промежуточного припуска анализе  При  некоторые  формулы расчета могут быть исключены. составляющие  конкретных  переходов  общей  из    Так,  при  обтачивании  цилиндрической  поверхности  заготовки,  установленной  в  центрах,  погрешность            может  быть  принята равной нулю и, следовательно, )  Rz (2  i 2 Z  h i i min  i 1  1  i 1 16

Расчет минимального  промежуточного припуска шлифовании  При  после  термообработки  поверхностный  слой  необходимо  по  следовательно,  слагаемое                нужно  исключить  из  расчетной  формулы, т.е. возможности  сохранить,  заготовок  Rz ) При  развертывании  плавающей  разверткой  и  протягивании  отверстий  смещения  и  увод  оси  не  устраняются,  а  погрешности  установки  в  этом  случае нет. Поэтому  2 i Rz (2   1ih  i 1  i 2 Z Z i min 2 i i min  i 1  1  i 1 2 Z i min  Rz   1 i h i   2 1 17

Расчет минимального  промежуточного припуска и  суперфинишировании  При  полировании  цилиндрической  поверхности,  когда  уменьшается  только  ее  шероховатость,  припуск  определяется  лишь высотой микронеровностей обрабатываемой  поверхности, т.е. 2 Z  i Rz 2 i min  1 Следовательно,  при  расчете  минимального  припуска  следует  учитывать  конкретные  условия  обработки.  В  зависимости  от  этих  условий  некоторые  слагаемые  не  учитываются,  что  позволяет  сократить  расходы на обработку. уменьшить  припуск  и  18

Расчет минимального  промежуточного припуска Положительная  часть  допуска  на  заготовку  для  вала  и  отрицательная  для  отверстия  в  общий  припуск  не  входят,  но  должны  приниматься  во  внимание  при  определении  режимов  резания  при  обработке. Зная  минимальный  межоперационный  припуск,  можно рассчитать его максимальное значение Z i max   T i 1 Z i min  T i где    T  i­1  ,    T  i    ­    допуски  на  размер  поверхности,  установленные соответственно для предыдущего и  выполняемого технологического перехода. 19

Расчет размеров заготовки при  механической обработке  ПРИПУСКИ 20

Расчет размеров заготовки при  механической обработке ПРИПУСКИ 21

Расчет размеров заготовки при  механической обработке Используя  взаимосвязь  наружных  поверхностей  и  показаны  Схемы  образования  промежуточных  размеров  обработке  при  внутренних  цилиндрических  на  между  рисунках.  межоперационными  припусками  на  обработку  и  полями  на  промежуточные  рассчитать  предельные  размеры  заготовки  при  выполнении  любого  технологического  перехода,  используя    следующие соотношения. размеры,  можно  допусков,  устанавливаемых  Для валов        Dimax = Di­1max – 2Zimin – TDi­1;         Dimin = Di­1min– 2Zimin – TDi . 22

Расчет размеров заготовки при  механической обработке Предельные размеры заготовки для отверстий  Dimax = Di­1max + 2Zimin + TDi ;    Dimin = Di­1min + 2Zimin + TDi­1 . Припуски  для  разных  заготовок  при  различных  видах  механической  обработки  приводятся  в  ГОСТ,  заводских нормативных материалах и справочниках.  Операционные  механическую  обработку  (на  диаметр)  лежат  в  пределах:  при  черновом  обтачивании  заготовки  из  проката  диаметром  до  120  мм  –  от  1  до  2,5  мм,  заготовки­ штамповки  –  от  1,5  до  3  мм;  при  чистовом  обтачивании  после  чернового  –  от  0,5  до  1  мм;  при  наружном шлифовании в центрах – от 0,2 до 0,5 мм. припуски  на  23

ПРИМЕР РАСЧЕТА  ПРИПУСКОВ Рассчитать  припуски  на  обработку  и  промежуточные  предельные  размеры  для  отверстия  Ø50Н7  детали,  приведенной на рисунке.  24

ПРИМЕР РАСЧЕТА  ПРИПУСКОВ Заготовка представляет собой отливку 1­го класса  точности.  Технологический маршрут обработки: черновое зенкерование; чистовое зенкерование; чистовое развертывание.  Базирование  заготовки  приспособлении  осуществляется  торцу,  перпендикулярному  оси  отверстия  Ø50Н7,  и  двум  отверстиям Ø18Н7. обработанному  в  по  25

ПРИМЕР РАСЧЕТА  ПРИПУСКОВ Расчет припусков на обработку отверстия  Ø50Н7   будем  вести  в  таблице,  в  которой  записываются  технологический  маршрут  обработки  отверстия  и  значения элементов припуска, входящих в формулу   1 )  i 1 i min h i  2 Z   2 i 2  i 1 (2 Rz  Порядок расчета и справочные данные для этого  расчета приведены в книгах: 1.  Справочник  технолога­машиностроителя.  В  2­х  т.  Т.1  /Под  ред.  А.Г.Косиловой  и  Р.К.Мещерякова.  –  М.: Машиностроение, 1986. – 656 с. 2.  Горбацевич  А.Ф.  Курсовое  проектирование  по  технологии  /А.Ф.Горбацевич,  В.А.Шкред. ­ Мн.: Выш. шк., 1983. – 256 с. машиностроения  26

ПРИМЕР РАСЧЕТА  ПРИПУСКОВ Таблица ­ Расчет припусков на механическую обработку отверстия Ø50Н7 Технологиче ские  переходы  обработки  отверстия  Ø50+0,025  Заготовка  Зенкеровани черновое Зенкеровани чистовое Развертыван ие  Итого Элементы припуска Rz i­1 hi­1 Di-1 ei Расче тный  припу ск Расче тный  разме р dр До пуск Предельные  размеры dmax dmin Предельны е припуски 2Zmin 2Zma x 400 ­ ­ ­ 25 13 5 475 19 ­ 47,787 448 2x1053 49,893 ­ ­ 18 2x51 49,995 2 2x15 50,025 400 100 39 25 47,39 49,79 47,79 49,89 2100 2400 49,961 50,00 110 171 0 50,005 50,03 30 44 2240 2615 27

ПРИМЕР РАСЧЕТА  ПРИПУСКОВ припуска  Согласно  таблице  6,  с.  182  [1]  для  отливок  1  класса  точности  из  чугуна  суммарное  значение  (Rz+h)  составляет 400 мкм. После  первого  технологического  перехода  для  деталей  из  серого  чугуна  слагаемое  h  из  формулы  минимального  Поэтому  полученные  на  черновом  и  чистовом  зенкеровании,  а  также  развертывании  значения  параметра  h  нас  не  интересуют, и будем учитывать только параметр Rz.  Согласно  таблице  3,  с.  92  [1],  при  чистовом   ≈ развертывании  в  худшем  случае  Ra=1,25  мкм  или  Rz  4Ra  =  5  мкм  (эта  шероховатость  задана  на  чертеже  детали).  При  чистовом  зенкеровании  худшее  значение  Ra  составляет  3,2  мкм  (Rz=4Ra=12,8  мкм),  принимаем  Rz=13  мкм.  При  черновом  зенкеровании  Ra=6,3  мкм,  принимаем Rz=25 мкм. Заносим эти значения в таблицу. исключают.  28

ПРИМЕР РАСЧЕТА  ПРИПУСКОВ Найдем  суммарные  отклонения  расположения  и  формы поверхности отверстия Ø50Н7. Для  значение  пространственного отклонения определим по формуле суммарное  заготовки  2 см ,   2 кор  где кор=кL – отклонение плоской поверхности от  плоскости (коробление); см – смещение отверстия,  L – длина отверстия, мм. Будем  учитывать  коробление  отверстия  в  осевом  и  диаметральном направлениях.  29

ПРИМЕР РАСЧЕТА  [1],  ПРИПУСКОВ Согласно  8,  с.183  удельное  таблице  коробление  k  отливок  корпусных  деталей  составляет 0,3…1,5 мкм на 1 мм длины. Принимаем  k=0,9 мкм и найдем   2 ) мкм Смещение  отверстия  см  принимаем  равным  допуску  на  размер  от  оси  обрабатываемого  технологической  базы  –  оси  отверстия  до  отверстия  Ø18Н7,  т.е.  допуску  на  размер  90  (см.  чертеж), составляющему 0,4 мм. Следовательно,  )509,0(  )280  (  256 9,0( 2 L ) 2  ( k  2 кор d k    2 256  2 400  475 мкм . 30

ПРИМЕР РАСЧЕТА  ПРИПУСКОВ определяется  Погрешность  установки  заготовки  при  черновом  зенкеровании  погрешностью  базирования,  возникающей  за  счет  отклонения  от  перпендикулярности  опорного  торца  оси  заготовки.  Обработка опорного торца осуществлялась ранее. Его  неперпендикулярность  оси  заготовки  составляет  0,6  допуска  на  размер  280,  т.е.  0,6х200=120  мкм.  Тогда  наибольшая  погрешность  базирования  на  длине  280  составит  б  280 120,0 75  ,0 448 мм . Погрешность  закрепления  принимаем  равной  нулю,  так  перпендикулярны  выполняемому  размеру.  Следовательно,  погрешность  установки при черновом зенкеровании   1 = 448 мкм. закрепления  как  силы  31

ПРИМЕР РАСЧЕТА  ПРИПУСКОВ Остаточная  погрешность  после  чернового  зенкерования, согласно рекомендациям, 2 = 0,04  1 = 0,04  448 = 18 мкм. Остаточная  погрешность  после  чистового  зенкерования под развертывание  3 = 0,005  448 = 2 мкм. Используя записанные в таблице данные,  ведем  значений  припусков по формуле расчет  минимальных  2 Z i min  [(2 Rz  i 1  h i  1 )  ρ 2  i 1  2 i )] 32

ПРИМЕР РАСЧЕТА  ПРИПУСКОВ Используя  записанные  в  таблице  данные,  ведем  расчет минимальных значений припусков.  Минимальный  зенкерование     2 под чистовое зенкерование –   припуск    черновое  562 и под чистовое развертывание –  252 под  мкм 1053 мкм ,  18 2 448 2 475 2 Z  2 400  2 19  2min 2 Z 1min  2 Z 3min  13(2  152 )2   2 мкм . 33

ПРИМЕР РАСЧЕТА  ПРИПУСКОВ размера,  вычитания  (чертежного)  Определим  расчетные  размеры  dр,  начиная  с  конечного  путем  последовательного  расчетного  припуска каждого технологического перехода. После чистового развертывания dр3=50,025 мм; для  чистового  зенкерования  dр2=50,025  –  0,030  =  49,995 мм; для  чернового  зенкерования  dр1=49,995  – 0,102 =  49,893 мм; для заготовки dр0=49,893 – 2,106 = 47,787 мм.  34

ПРИМЕР РАСЧЕТА  ПРИПУСКОВ допусков  таблицам  в  соответствии  полученных  размеров  с  Значения  принимаем  по  квалитетом точности данного вида обработки.  Для чистового развертывания Td3 = 25 мкм.  Для  чистового  зенкерования  после  чернового  квалитет точности 8­й, согласно таблице 5, с. 11 [1],   Td2 = 39 мкм. Для  чернового  зенкерования  квалитет  точности  10­й, Td1 = 100 мкм. Для заготовки допуск на отверстие в отливке 1­го  класса точности составляет Td0 = 400 мкм ­ таблица  3, с. 120 [1]. 35

ПРИМЕР РАСЧЕТА  ПРИПУСКОВ Значения  dmax  получаются  по  расчетным  размерам,  округленным  до  точности  допуска  соответствующего перехода.  Размеры  dmin  определяются  из  наибольших  предельных  размеров  вычитанием  допусков  соответствующих переходов: Для чистового развертывания dmax3 = 50,03; dmin3 =  50,005;   dmin2 = 49,961;  dmin1 = 49,79; для заготовки dmax0 = 47,79; dmin0 = 47,39. для  чистового  зенкерования  dmax2  =  50,00;  для  чернового  зенкерования  dmax1  =  49,89;  36

ПРИМЕР РАСЧЕТА  ПРИПУСКОВ Минимальные  предельные  значения  припусков  2Zmin  равны  разности  наибольших  предельных  размеров  выполняемого  и  предшествующего  перехода,  а  максимальные  предельные  значения  2Zmax ­ разности наименьших предельных размеров. Общие  припуски  2Zmin0    и  2Zmax0  определяются  суммированием промежуточных припусков. Правильность  проведенных  расчетов  проверяют  по формулам:  TD ; i max  1 i  2 Z  TD  TD  i min i  з TD ; Д 2 Z 0max  2 Z Z 2 0min 37