7.2. Определение операционных припусков для разработки технологического процесса

Припуск должен быть таким, чтобы при его снятии были устранены погрешности обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предыдущей технологической операции (переходах), а также погрешности установки заготовки, возникающие на выполненном переходе. Величина припуска на обработку определяется размерами и формой детали (поверхности), методом и точностью изготовления заготовки, построением технологического процесса, техническими требованиями. Чрезмерные припуски на механическую обработку вызывают излишние затраты на изготовление инструмента и увеличивает его себестоимость. С другой стороны, слишком малые припуски не обеспечивают требуемого качества и точности обработанных поверхностей.

7.2.1. Теоретические сведения

Припуск на обработку – это слой материала, удаляемый с поверхности исходной заготовки в процессе механической обработки с целью получения готовой детали, предназначенный для компенсации погрешностей и достижения заданной точности.

Установление рациональных припусков на обработку является важной технико-экономической задачей технолога. Точный расчет размеров заготовки можно выполнить только при условии установления оптимальных (рациональных) припусков на обработку поверхностей на всех этапах изготовления детали. Припуск не является параметром режима обработки.

Операционный (промежуточный) припуск – это слой материала, удаляемый с поверхности при выполнении одной технологической операции. Операционный припуск равняется сумме промежуточных припусков на отдельные переходы, входящие в данную операцию. Различают минимальные, номинальные и максимальные припуски на обработку.

Существуют несколько методов расчета припусков. Условно они подразделяются на три группы: опытно-статистические, расчетно-аналитические и вероятностно-статистические.

При определении припусков рассчитывают минимальный припуск на обработку. Изменение размера обрабатываемой поверхности детали в пределах допуска на размер приводит к изменению величины припуска от минимального до максимального.

Рассмотрим расчетно-аналитический метод, так как этот метод является наиболее точным (основоположником этого метода является В.М. Кован).

Для случая последовательной обработки противолежащих поверхностей (плоская заготовка) припуск определяется зависимостью [15]:

. (6)

При параллельной обработке противолежащих поверхностей, поверхностей тел вращения минимальный припуск

, (7)

где – высота неровностей микропрофиля предыдущей операции (характеризует шероховатость поверхности);

T_i-1 – глубина (величина) дефектного поверхностного слоя после предыдущей операции;

ρ_i-1 – суммарное значение пространственных отклонений для элементарных поверхностей на предшествующем переходе;

ε_уi – погрешность установки заготовки в приспособлении на выполняемом переходе.

Как видно из формул (6) и (7), расчет припуска сводится к определению и учету параметров шероховатости поверхности, глубины дефектного слоя и пространственных отклонений обрабатываемых поверхностей, полученных в результате предшествующей обработки, а также погрешности установки на данном переходе.

Значение ρ определяется как векторная сумма пространственных отклонений ; ε_уi – погрешность установки – в общем виде также векторная сумма погрешности базирования ε_б и погрешности закрепления ε₃, т.е. .

При совпадающем направлении векторов получаем ρ = ρ₁+ ρ₂ и ε_уi = ε_б + ε₃ ,

при противоположном направлении: ρ = ρ₁ – ρ₂ и ε_уi = ε_б – ε₃ .

В тех случаях, когда предвидеть направление векторов трудно, их суммируют по правилу квадратного корня:

и . (8)

Последовательность определения припусков и промежуточных размеров при использовании расчетно-аналитического метода рассмотрим ниже.