3. Расчет величины минимального припуска

Общую минимальную величину промежуточного припуска Z_{i min} получают суммированием составляющих: R_{Z i-1} , h_i-1 ,и.. Для различных случаев обработки величину Z_{i min} определяют из выра­жений:

припуск на сторону при последовательной обработке противополож­ных или отдельно расположенных поверхностей

(в данном случае и. рассматривают как колинеарные векто­ры);

припуск на две стороны при параллельной обработке противолежа­щих плоскостей

;

припуск на диаметр при обработке наружных или внутренних поверх­ностей вращения

.

На основе приведённых структурных формул рассчитывают припуск для конкретных случаев обработки, например:

при точении в центрах погрешность установки отсутствует (база - ось заготовки) и припуск на диаметр

,

при протягивании или развёртывании отверстия плавающей развёрт­кой увод и смещение его оси не исправляются; отсутствует и погреш­ность установки, т.е.

;

при полировании или суперфинише цилиндрической поверхности дости­гают лишь уменьшения её шероховатости; припуск на обработку для это­го случая

.

Выражения для расчёта Z_{i min} для других случаев и значения пара­метров R_{Z i-1} , h_i-1 ,и. приводятся в справочной и норма­тивной литературе.

При расчёте значений минимальных припусков следует иметь в виду:

• значения Z_{i min} всегда отсчитывают для валов от их наименьших размеров, а для отверстий - от наибольших;

• погрешности размеров и формы заготовок, полученные на предшест­вующем технологическом переходе (конусность, бочкообразность, выпу­клость и пр.), находящиеся не всегда в пределах допуска, величиной Z_{i min} не учитываются, так как сами способствует её увеличению;

• принятая к дальнейшим расчётам величина Z_{i min} не должна быть меньше той, при которой процесс резания становится неустойчивым (см. с. 94 и с. 174).

4. Промежуточные и исходные размеры заготовок

Установив величину минимальных припусков, приступают к расчётам промежуточных и исходных размеров заготовки (минимальных, номиналь­ных и максимальных). В основу расчётов положены следующие предпосыл­ки.

При обработке поверхности в один рабочий ход на предварительно настроенном станке, в результате упругих отжатий и копирования (см. с. 113), в зависимости от действительных размеров заготовок, из­меняющихся в пределах от наименьшего а_min до наибольшего a_max. , размеры деталей будут также соответственно изменяться от наименьших в_min до наибольших в_mac (рис. 103).

Значение минимального промежуточного припуска представляет­ся как разность

Z_{i min}= а_min - в_min

(см. рис. 103), а величина наи­большего припуска

Z_{i mах}= а_mах - в_mах

С учётом того, что

а_mах = а_min +Т_а. и в_mах = в_min +Т_в.,

будет иметь

Z_{i mах}= а_min +Т_а - в_min -Т_в= Z_{i min}+Т_а –Т_в ,

где Т_а - допуск на размер заготовки; Т_в - допуск на выполняемый размер. Таким образом, наибольший промежуточный припуск Z_{i mах} равен наименьшему плюс разность допусков размеров заготовки и де­тали.

Далее на каждый переход выполняемой операции устанавливают тех­нологический допуск, величину которого назначают с учётом экономи­ческой точности и технических возможностей принятого метода обра­ботки (сведения приводятся в справочной технологической литерату­ре).

С учетом значений Z_{i miх} - Z_{i mах} и допусков, назначенных на каждый технологический переход, определяют размеры заготовки по всему технологическому маршруту обработки поверхности. Методика определения размеров проста. Схема расположения припусков и допус­ков на промежуточные и исходные размеры заготовки валика обрабаты­ваемого по маршруту: черновое, чистовое и тонкое точение показана на рис. 104. На схеме даны следующие обозна­чения : d_{3 min} ,d_{3 max} - предельные размеры детали; = d_{3 max} - d_{3 mix} - допуск на изготовление детали (конструк­торский, указанный на чертеже); Z_{3 miх} , Z_{3 mах} - наименьшая и наиболь­шая величина припуска, оставленного для тонкого точения; d_{2 min} ,d_{2 max} - предельные размеры заготовки вала после чистового точения; = d_{2 max} – d_{2 mix} = Z_{3 mах} - Z_{3 miх} + - допуск на чистовое точение; Z_{2 miх} , Z_{2 mах} - наименьшая и наибольшая величина припуска, необходимого для чистового точения; d_{1 min} ,d_{1 max} - предельные размеры заготовки вала после чернового точения; = d_{1 max} – d_{1 mix} = Z_{2 mах} – Z_{2 miх} + - допуск на черновое то­чение; Z_{1 miх} , Z_{1 mах} - наименьшая и наибольшая величина припуска на исходную заготовку пола; d_{заг min} ,d_{заг max} - преде­льные размеры исходной заготовки вала;= d_{заг max} – d_{заг mix} = Z_{1 mах} – Z_{1 miх} + размера заготовки. Величина определяется способом получения самой заготовки.

Построение схемы (см. рис. 104) выполняют в следующей последовательности:

1. d_{3 mix} + Z_{3 miх} = d_{2 mix ;} d_{2 max} = d_{2 mix} + ;

б) d_{2 mix} + Z_{2 miх} = d_{1 mix ;} d_{1 max} = d_{1 mix} + ;

в) d_{1 mix} + Z_{1 miх} = d_{заг mix ;} d_{заг max} = d_{заг mix} + .

Общий (суммарный) припуск на обработку заготовки:

минимальный

Z_{0 miх} = Z_{1 miх} + Z_{2 miх} + Z_{3 miх} = d_{заг mix} - d_{3 mix} ;

максимальный

Z_{0 mах} = Z_{1 mах} + Z_{2 mах} + Z_{3 mах} = d_{заг mаx} - d_{3 mаx} ;

или

Z_{0 mах} = Z_{0 miх} + - .

Из рис. 104 также следует, что промежуточный максимальный припуск для выполнения i-го перехода равен разности между наибольшими предельными размерами заготовки на предшествующем и выполняемом переходах ( Z_{i mах} = d_{i-1 mаx} – d_{i mаx} ). Общий припуск на заготовку максимальный или минимальный определяется соответствующей разностью между наибольшими или наименьшими размерами заготовки и готовой детали.

Номинальным припуском при выполнении i-го технологического перехода (операции) называют разность между номинальными размерами заготовки, полученными на смежном предшествующем d_i-1 и на выполняемом d_i переходах

Z_i = d_i-1 – d_i .

Зная величину минимального припуска Z_{i miх} и предельные отклонения размеров – нижние e_J для валов и верхние ЕS для отверстий - величину Z_i можно рассчитать по следующим формулам:

Z_i = Z_{i min} +e_{J i-1} - e_{J i} или 2Z_i = 2Z_{i min} +e_{J Di-1} - e_{J Di} ;

Z_i = Z_{i min} +ES _i-1 - ES _i или 2Z_i = 2Z_{i min} +ES _Di-1 - ES _Di

где e_{J Di-1} , e_{J Di} , ES _Di-1 , ES _Di – отклонения размеров, относящихся к диаметральным.

Общий номинальный (расчетный) припуск на обработку заготовки равен сумме номинальных припусков на все технологические переходы (операции) и (или) определяется как разность номинальных размеров исходной заготовки и готовой детали, т.е.

Z₀ = = d_заг – d_дет ,

где n - общее количество технологических переходов (операци) обработки детали.

С учетом значений номинальных припусков рассчитывают массу заготовки. Изложенной методикой пользуются при расчёте припуска на обработку деталей по методу автоматического получения размеров. Для других случаев, например, при обработке поверхности всего за один рабочий ход или обработке методом пробных ходов и промеров, расчётную схему следует уточнять, хотя величина общего припуска практически не изменяется.

Обработку отдельных заготовок, например, в единичном производ­стве, ведут после их выверки на станке. В этом случае в расчётных формулах под погрешностью установки понимают погрешность выве­рки заготовки, величина которой зависит от метода выверки.

В качестве пространственных отклонений у кованых загото­вок принимают несоосность ступеней валов, общую и местную изогну­тость, неконцентричность поверхностей у заготовок дисков, колец, втулок; у отливок пространственные отклонения в основном зависят от смещения стержней образующих внутренние поверхности и отверстия, а также смешения опок; для заготовок из проката пространственные отклонения представляются погрешностями зацентровки и изогнутостью.

Полученные наименьшие размеры заготовок по всем технологическим переходам принято округлять. Размеры наружных поверхностей (валов) увеличивают, а внутренних поверхностей (отверстий) уменьшают. Ок­ругление выполняют до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

Расчётно-аналитическим методом назначения припусков пользуются, главным образом, при проектировании технологических процессов кру­пносерийных и массовых производств, процессов для станков автома­тов и полуавтоматов, для автоматических линий. Особое значение он получает при обработке тяжёлых дорогих заготовок, когда завышение припуска ведёт к существенному перерасходу металла и увеличению трудоёмкости, а занижение - к неисправимому браку заготовки уника­льной детали.

В условиях единичного и серийного производства мелких и средних дешёвых деталей простой конфигурации чаще применяется опытно-ста­тистический метод назначения припусков. Припуски берут по норма­тивным таблицам для обработки всей заготовки, так как технологи­ческие процессы для их обработки, на базе которых можно рассчи­тать припуски, или совсем не разрабатывают, или разрабатывают укрупнённо (приближённо, ориентировочно).