Общие понятия и определения

При обработке деталей резанием заданные чертежом геометри­ческие размеры (как значения, так и установленные на них откло­нения), форма, пространственные отклонения поверхностей и параметры качества поверхностного слоя (шероховатости, волнис­тости и др.) получают за один или несколько переходов механиче­ской обработки. На каждом технологическом переходе механиче­ской обработки с элементарной обрабатываемой поверхности в виде стружки срезается слой материала. Толщину этого удаляемо­го слоя называют припуском на обработку и обозначают буквой Z. Смежные технологические переходы принято обозначать так: вы­полняемый переход /, предшествующий i - 1. Ниже показано, что припуск — случайная величина, т.е. имеет разные значения в раз­ных точках элементарной поверхности заготовок.

Различают промежуточные, операционные и общие средние припуски на обработку. Промежуточный средний припуск  — это слой материала, удаляемый при выполнении i -го технологического перехода, а операционный — при выполнении i -й технологической операции.

Обозначим размеры (средние значения) и допуски размеров на технологических переходах обработки для наружной поверхности буквами  а для внутренней поверхности буквами

Согласно правилам суммирования математических ожиданий случайных величин (средних значений) запишем соотношения между средними размерами заготовок на технологических перехо­дах обработки (рис. 4.1).

Наибольшие и наименьшие размеры заготовок на предшеству­ющем переходе определяют по формулам:

Рис. 4.1. Средний промежуточный припуск на обработку наружной поверхности (а) и внутренней плоскости (б)

Промежуточный припуск всегда указывают на сторону. Напри­мер, припуск на номинально цилиндрическую поверхность — ра­диус Ri — равен  ; припуск на диаметр D1, равен двум припус­кам на радиус, т.е. 2

Общим средним припуском называют слой материала, кото­рый необходимо удалить с заготовки на всех операциях для полу­чения окончательно обработанной поверхности детали.

Припуск измеряется в направлении, перпендикулярном к об­рабатываемой поверхности.

Общий средний припуск   при использовании на всех перехо­дах фиксированного способа установа заготовки определяют либо как разность средних размеров исходной заготовки и детали, либо как сумму средних промежуточных припусков:

где  — средний размер элементарной поверхности исходной заготовки (i = 0) соответственно для наружной и внутренней по­верхности;  — средний размер элементарной поверхности детали (i = n) соответственно для наружной и внутренней поверх­ности; n — число технологических операций (переходов) обработ­ки данной поверхности.

Припуск всегда асимметричен, так как при обработке номи­нально цилиндрических поверхностей или при двухсторонней об­работке поверхностей (например, фрезерованием, шлифованием) в реальных условиях с разных сторон всегда удаляется разный слой материала.

Так как операционные размеры не могут выполняться абсолют­но точно, фактическая величина припуска колеблется в определен­ных пределах. В связи с этим различают номинальный (расчет­ный), минимальный и максимальный припуски.

Схема расположения операционных припусков и допусков при обработке вала за две операции (точение и шлифование) приведе­на на рис. 4.2.

 

Рис. 4.2. Схема расположения припусков и допусков на обработку вала (при точении с последующим шлифованием)

Номинальные припуски необходимы для определения номи­нальных размеров заготовок (поковок, отливок), по некоторым изготовляют технологическую оснастку (штампы, модели, формы и т.п.).

По максимальному припуску назначают глубину резания, т.е. t = Z_imax. Это значение принимается в качестве глубины резания и при выборе мощности привода станка.

Припуск не является параметром режима обработки. Режим обработки определяется только тремя параметрами: глубиной ре­зания t, подачей s и скоростью резания V. Припуск — важнейший

технологический параметр, имеющий в механической обработке весьма существенное научно-теоретическое и технико-экономи­ческое практическое значение. Зная припуск, определяют размеры исходной заготовки по технологическим переходам обработки. При обработке номинально цилиндрических поверхностей в этих соотношениях размеры Н и h принимают равными радиусами R и r (для наружной и внутренней поверхности соответственно). При­пуск на диаметры D u d равен 2 и 2  соответственно (рис. 4.3).

 

 

Рис. 4.3. Средний промежуточный припуск (на сторону)

при обработке наружной поверхности (а)

 и внутренней цилиндрической поверхности (б)

 

Точный расчет размеров заготовки можно выполнить только при установлении оптимальных (рациональных) припусков на обработку поверхностей на всех этапах изготовления детали. Это одна из основных задач технологии машиностроения, а теория припусков — один из основополагающих разделов проектирования процессов механической обработки.

Большой вклад в развитие теории припусков внесли ученые МГТУ им. Н.Э. Баумана под руководством проф. В.М. Кована. В этой теории принято положение: вариант обработки, выбранный по оптимальному расходу материала, имеет преимущество перед вариантами, выбранными по другим технико-экономическим по­казателям: трудоемкости, себестоимости и т.п.

При больших припусках увеличивается количество отходов (стружки), т.е. возрастают затраты (материальные и энергетичес-

кие) на удаление материала, сбор и переработку стружки, снижа­ется производительность вследствие повышения трудоемкости обработки (увеличения числа при больших значениях припуска); завышенные припуски приводят в некоторых случаях к удалению наиболее износоустойчивых поверхностных слоев заготовки и ее короблению из-за нарушения баланса остаточных напряжений. Однако и недостаточные припуски на обработку не обеспечивают возможности удаления дефектных поверхностных слоев материала, получения требуемой точности и шероховатости поверхности, а в ряде случаев создают неприемлемые условия для работы вершины резца в зоне твердой кромки или окалины.

Не всякое значение припуска можно считать приемлемым для обработки по технологическим условиям и технико-экономичес­ким показателям. Назначенный припуск может быть признан оп­тимальным, если он обеспечивает:

1)удаление с установленной в рабочей зоне заготовки всех отклонений геометрических параметров обрабатываемой поверх­ности (размера, формы, расположения поверхности относительно технологической базы, высотных параметров волнистости и шеро­ховатости), а также дефектного поверхностного слоя;

2)получение заданных геометрических параметров без следов «черноты», т.е. следов от предшествующей обработки;

3)минимально необходимый срезаемый слой материала.