21 Факторы, влияющие на величину припуска. Методы определения припусков
Размер припуска зависит от толщины поврежденного поверхностного слоя, т. е. от толщины корки для литых заготовок, обезуглероженного слоя для проката, глубины поверхностных неровностей, раковин, трещин и пр., а также от неизбежных производственных и технологических погрешностей. Эти погрешности являются совокупностью погрешностей заготовки и погрешностей, возникающих при выполнении отдельных технологических операций. Для компенсации последних необходимо предусматривать припуск, размер которого сможет обеспечить соответствующее качество данной заготовки на последней операции обработки.
Производственные погрешности характеризуются отклонениями размеров, геометрическими нарушениями формы и отклонениями взаимосвязанных поверхностей, поверхностными микронеровностями, глубиной дефектного поверхностного слоя.
Геометрические погрешности формы (овальность, огранка, кону-сообразность, выпуклость, вогнутость и др.) должны находиться в пределах поля допуска на размер. Микронеровности при расчете припусков учитывают для каждой технологической операции. Глубина дефектного поверхностного слоя зависит от способа изготовления заготовок. Например, в отливках из серого чугуна дефектный поверхностный слой представляет собой перлитную корку, которую удаляют для сохранения режущих свойств инструмента при последующей обработке подкоркового слоя; поверхностный слой проката характеризуется обезуглероженной зоной, снижающей предел прочности металла: удаление этого слоя повышает прочностные свойства обрабатываемой заготовки. Наряду с этим при обработке заготовок из проката в поверхностном слое возникает наклеп, постепенно уменьшающийся в глубину заготовки. При обработке целесообразно удалять зону резко выраженной деформации, т. е. верхнюю часть наклепанного слоя, где обычно наблюдается изменение структуры металла.
Отклонения взаимосвязанных поверхностей (отклонения от параллельности и перпендикулярности осей и поверхностей, эксцентриситет отверстий и др.) также следует учитывать при расчете припусков, но, так как эти отклонения не связаны с погрешностями на размеры поверхностей, их нужно учитывать отдельно.
Наряду с перечисленными отклонениями в процессе обработки возникают погрешности установки, которые также должны быть компенсированы соответствующим увеличением припуска.
Таким образом, наименьший межоперационный припуск на обработку zi при наименьшем предельном размере заготовки для наружных поверхностей и при наибольшем предельном размере для внутренних поверхностей может быть определен из формулы:
Где
– средняя высота микронеровностей;
– глубина дефектного поверхностного
слоя;
– геометрическая сумма пространственных
отклонений взаимосвязанных поверхностей;
– погрешность установки;i-1
– индекс, характеризующий предшествующую
операцию;i
– индекс, характеризующий данную
операцию. Отсюда следует, что в
межоперационный припуск входят
погрешности предшествующей операции
и погрешности установки данной операции.
В настоящее время в машиностроении применяется два метода определения припусков на механическую обработку: опытно-статистический (табличный) и расчетно-аналитический.
При опытно-статистическом методе припуски определяются по стандартам и таблицам, которые составлены на основе обобщения и систематизации производственных данных передовых предприятий. Припуски на механическую обработку поковок, изготовленных различными методами, отливок из металлов и сплавов приведены в ГОСТ 7505-89, ГОСТ 7062-90, ГОСТ 7829-70, ГОСТ 26645-85. В этих стандартах припуски даны в зависимости от массы и габаритных размеров деталей, их конструктивных форм, заданной точности и шероховатости обрабатываемой поверхности. Существенным недостатком этого метода является то, что припуски завышены, так как назначаются независимо от технологического процесса обработки детали и без учета конкретных условий его реализации.
При расчетно-аналитическом методе, разработанном профессором В.М. Кованом и уточненным профессором Б.С. Балакшиным, величина припуска определяется путем расчета его по составляющим элементам.