Суржик О.С. Технологiя машинобудування. Частина I

Подождите немного. Документ загружается.

ТЕМА 6

ПРИПУСКИ НА ОБРОБКУ

Вивчивши цю тему, студент повинен знати:

- поняття про припуски;

- види припусків;

- фактори, що впливають на величину припусків;

- методи визначення величини припусків;

- метод визначення коефіцієнту використання матеріалу

На основі набутих знань, студент повинен вміти:

- визначати величину припусків;

- давати визначення основним термінам та поняттям;

- розрізняти основні фактори, що впливають на величину при-

пусків;

- правильно визначати величину коефіцієнту використання ма-

теріалу;

План

(логіка викладу і засвоєння матеріалу)

6.1 Техніко-економічне значення припусків

6.2 Фактори, що впливають на величину припусків

6.3 Визначення величини припусків

6.4 Визначення коефіцієнту використання матеріалу

Ключові терміни та поняття

- припуск - вільні розміри

- міжопераційний припуски - сумарний припуск

- мінімальний припуск - стадія обробки

- номінальний припуск - асиметричний припуск

- максимальний пипуск - трудомісткість обробки

Рекомендована література:

1. Чумак М.Г. Матеріали та технологія машинобудування: Під-

ручник. - К.: Либідь, 2000

2. Данилевский В,В. Технология машиностроения. - М.: Высшая

школа, 1984

3. Егоров М.Е. Технология машиностроения. – М.: Высшая шко-

ла, 1976

6.1 Техніко-економічне значення припусків

Деталі можна виготовляти із заготовок, обробляючи їх різанням з

послідовним зніманням металу. Причому на кожному переході із заго-

товки вирізають метал певної товщини, а оброблювані поверхні по-

ступово наближаються до форми та розмірів деталі. Для визначення

різниці розмірів заготовки і деталі введено поняття про припуск.

Припуском називають надлишковий (збільшена частка розмірів

креслення деталі) шар металу заготовки, що знімається під час об-

робки з метою одержання кінцевої форми, необхідних розмірів і шор-

сткості поверхні деталі за найменших витрат матеріалу. Припуск,

що відповідає вказаним вимогам, з економічної точки зору повинен

бути доцільним і оптимальним.

Припуск показують у вигляді товщини металу, що підлягає зні-

манню обробкою. Припуск може бути з дво- і однобічним розміщен-

ням. Для циліндричних деталей його задають надлишковим шаром

металу. Чим більший припуск на обробку, тим товстіший шар металу

в процесі виготовлення деталі необхідно зняти, що підвищує трудо-

місткість. З метою економії металу, забезпечення ефективності проце-

су необхідно визначати припуск, виходячи з умови одержання потріб-

ної якості деталі за найменшої трудомісткості обробки.

Збільшені припуски приводять до знімання найбільш стійких до

спрацювання шарів поверхні деталі, викликають зайві витрати матері-

алу на обробку, енергії, робочого інструмента. Занижені припуски не

гарантують потрібної якості, бо утруднюють обробку.

Припуск визначають залежно від способу виготовлення деталей

матеріалу заготовки, виду, розмірів, дефектного шару на поверхні, що

обробляється, форми деталі, потрібної точності та шорсткості повер-

хонь, складності обробки, похибки установки тощо. Так, припуск

залежить від товщини кірки, зневуглецьованого шару, глибини по-

верхневих нерівностей, раковин, тріщин.

Міжопераційним припуском називають шар металу, який зніма-

ється різанням, тобто міжопераційний припуск дорівнює різниці роз-

мірів заготовки після двох суміжних операцій. Міжопераційні припу-

ски можуть бути мінімальними, номінальними та максимальними.

Мінімальним припуском називають найменший шар металу, що зні-

мають за одну операцію, тобто різницю розмірів мінімального після

попередньої операції та максимального після даної операції.

Номінальним припуском називають різницю номінальних розмірів

попередньої та даної операцій. Він визначається як сума мінімального

припуску та допуску, необхідного на виконання попередньої операції

(рис. 6.1).

Рис. 6.1 Розміщення припусків і допусків на обробку

Максимальним припуском називають найбільший шар металу, що

знімають за одну операцію, тобто різницю розмірів найбільшого піс-

ля попередньої операції та найменшого після даної операції. Між-

операційний припуск визначають різницею розмірів деталі після по-

передньої та даної операцій. Наприклад, для зовнішніх поверхонь

(рис. 6.2, а)

121 23 2 34

,,aa z a a z aa z

−

=−=−=,

для внутрішніх поверхонь (рис. 6.2, б)

211 32 2 4 3

,,aaz aa z aa z

−

=−= −=,

де — міжопераційні припуски, aa — міжопераційні

123

,,zz z

1234

,,,aa

розміри.

Для зовнішніх поверхонь загальний припуск дорівнює різниці

розмірів заготовки та деталі

zaa

− , для внутрішніх поверхонь

041

zaa=−, де — розмір заготовки; — розмір деталі.

Загальний припуск визначають як суму операційних припусків усіх

операцій

zz=

∑

де - число переходів. n

Рис. 6.2 Припуск на обробку зовнішніх і внутрішніх поверхонь

6.2 Фактори, що впливають на величину припусків

Величини припусків на обробку і допуски на розміри заготовок

залежать від ряду факторів, ступінь впливу яких різна. До числа та-

ких факторів належать:

1) матеріал заготовки;

2) конфігурація і розміри заготовки;

3) вид заготовки і спосіб її виготовлення;

4) вимоги у відношенні механічної обробки;

5) технічні умови у відношенні якості і класу шорсткості поверх-

ні і точності розмірів деталі.

Загальний (сумарний) припуск складається з наступних основних

величин:

1) товщини дефектного поверхневого шару, що підлягає зніман-

ню за перший прохід ріжучого інструменту;

2) суми припусків на усі проміжні операції, що враховують вплив

ряду факторів (похибки форми, просторові відхилення, похиб-

ка установки, операційні допуски на розміри, клас шорсткості

поверхні і т.д.);

3) величини негативного відхилення від нормального розміру за-

готовки (якщо таке передбачено).

6.3 Визначення величини припусків

Припуск на товщину дефектного поверхневого шару, що підлягає

зніманню за перший чорновий прохід ріжучого інструменту, а також

загальний припуск для різних видів заготовок можна прийняти за на-

ступними середніми даними:

Таблиця 6.1 Припуски на товщину дефектного поверхневого шару

та загальний припуск

Вид заготовки Матеріал

Припуск

на тов-

щину

дефект-

ного по-

верхне-

вого ша-

ру на

сторону,

мм

Загаль-

ний при-

пуск на

сторону,

мм

Прутковий матеріал

Поковка

Штамповка

Виливок

Сталь

Вуглецева сталь

Легована сталь

Вуглецева сталь

Легована сталь

Чавунне лиття:

з сірого чавуну

з ковкого чавуну

Стальне лиття

Бронзове лиття

0,5

1,5-3,0

2-3

0,5-1,0

До 0,5

1-4

1-2

2-4

1-3

1-2

2-4

3-5

1,0-3,0

1,0-2,0

2-5

1,5-4,0

3-6

2-4

Величини припусків на проміжні операції механічної обробки мо-

жна приймати за довідниками та керівними матеріалами заводів, про-

ектних інститутів, а також за даними, що приведені у підручниках і

встановленим на основі дослідних і експериментальних даних.

Сума припусків на усі проміжні операції, передбачені технологіч-

ним процесом, разом з припуском на товщину дефектного поверхне-

вого шару визначають загальний (сумарний) припуск по кожній пове-

рхні деталі, що обробляється.

Величина припуску, що визначається розрахунком, виражається

наступними формулами:

 симетричний припуск (на два боки) визначають такою залеж-

ністю (рис. 6.3): для обробки паралельних протилежних плос-

ких поверхонь

(

)( )

min

baaa

zHT

⎡

⎤

=+++

⎣

⎦

 для обробки зовнішніх та внутрішніх циліндричних поверхонь,

коли напрями векторів

визначити неможливо

()

min

baaa

zHT

⎡

⎤

=+++

⎣

⎦

Рис. 6.3 Визначення припуску

Асиметричний припуск при послідовній обробці поверхонь ви-

значають залежністю

(

)( )

minbaaa

zHT

=+++,

де — мінімальний припуск на обробку (на сторону), від-

minb

несений до найменшого розміру заготовки для зовнішніх пове-

рхонь і до найбільшого розміру заготовки для внутрішніх по-

верхонь;

—

висота мікронерівностей;

— глибина дефектно-

го поверхневого шару;

— сумарне значення просторових

відхилень оброблюваної поверхні;

— похибка установки з

вивіркою заготовки для виконуваної операції. Значення

(Н

)

для чорнової обробки дорівнює для прокату 0,3 мм, для поко-

вок, одержаних вільним куванням, 2...5 мм, залежно від попе-

речного розміру поковки, починаючи від 50 до 2000 мм.

Нижче приведені припуски на чистове обточування, при-

чому менший припуск береться для обробки вала довжиною до

1000 мм, а більший — для обробки вала довжиною більше 1000

мм:

Діаметр

валу, мм

6…18 18…50 50…120 120…260 260…500

Припуск

на діа-

метр, мм

1…1,5 1,5…2 1,5…2 2…3 3

6.4 Визначення коефіцієнту використання матеріалу

Кількість матеріалу (норма витрати), необхідного для виготов-

лення деталі

0qq

+Σ ,

де — маса готової деталі,

— сумарна маса відходів і втрат.

Критерієм оцінки ступеня прогресивної норми витрати матеріалу є

коефіцієнт використання матеріалу

KGH= — це відношення маси деталі до норми витрати ма-

теріалу. Чим більший коефіцієнт, тим більша економія металу.

Знаючи

K , можна кількісно оцінити технологічність конструкції

заготовки. Технологічність конструкції — це сукупність властивостей

виробу, що відповідають оптимальним витратам на його виготовлен-

ня, експлуатацію, ремонт тощо, якщо показники якості, кількості, со-

бівартості відповідають заданим вимогам.

У кожному окремому випадку необхідно вказати, відносно якої

ваги первинної заготовки проводиться розрахунок коефіцієнту. Зазви-

чай для визначення відходу матеріалу, тобто коефіцієнта використан-

ня матеріалу при механічній обробці, береться відношення чистої ваги

готової деталі до чорної ваги заготовки, що поступає у цех.

Так, наприклад, при виготовлені стальних заготовок штампуван-

ням на молотах для валів ступінчастих і валів з фланцями К

= 0,7-0,8;

для валів гладких К

= 0,35-0,50; для зубчастих коліс з обробленими

зубцями К

= 0,35-0,50.

При чавунних відливках, що виготовляються шляхом лиття у зем-

ляні форми машинного формування за металічними моделями: для

корпусних деталей К

= 0,8-0,9; для шківів і маховиків невеликих роз-

мірів К

= 0,8-0,85; для гільз, стаканів, втулок К

= 0,55-065.

У виробництві шасі вантажних автомобілів К

= 0,8-0,85; у вироб-

ництві коробок передач тих же автомобілів К

= 0,76-0,78.

Підготовка заготовок для обробки на металоріжучих верстатах

заклечається у тому, що заготовкам надається такий стан або вигляд,

при якому можна проводити механічну обробку. Підготовка має різ-

ний характер у залежності від роду заготовок і проводиться у тіх це-

хах, де виготовляються заготовки.

Відливки, після виймання з форм, піддають обрубуванню і очи-

щенню. Очищення лиття та штамповок від пригорілого до поверхні

формувального матеріалу або окалини проводиться різними способа-

ми: на дробометних установках з механічною подачею дробу; прово-

лоченими щітками, що обертаються; на абразивних верстатах і т.п.

С своєчасна підготовка заготовок забезпечує найбільш швидке і

економічне виконання обробки у механічному цеху. Підготовлені на-

лежним чином заготовки надходять у цеховий склад або на станок; у

цеху вони не потребують ніяких додаткових операцій перед оброб-

кою.

Приклад 6.1 Провести розрахунок припусків при обробці ступін-

частого валу з невеликим перепадом ступіней: розмір ступені найбі-

льшого діаметру 25,35

-0.014

мм, загальна довжина 100 мм; вал виготов-

лений з каліброваної круглої сталі за 10 квалітетом.

Рішення:

Оскільки для заготовки з каліброваного прокату може бути за сор-

таментом прийнятий найближчий до цього розміру діаметр прутка, то

при цьому ж дійсний загальний припуск на обробку складає

zDD

Ступінчасті вали з невеликим перепадом ступіней можуть безпо-

середньо оброблятися шліфуванням на безцентрово-шліфувальних

станках по ступені найбільшого діаметру, а останні ступені – з напус-

ком, що видаляється при послідуючих переходах.

Після вибору установочних баз і технологічного маршруту оброб-

ки визначають елементи поверхні, що обробляються та порядок пере-

ходів по кожній з поверхонь. Потім з довідкових таблиць виписують

значення

1zi

−

У i

Для нашого випадку (при безцентровому шліфуванні) похибка

установки

У i

відсутня, останні значення складають:

−

мкм,

−

мкм,

−

мкм.

Тоді припуск на безцентрове шліфування після відрізки складає

(

)

2 2 50 50 75 350z

′

=++= мкм.

Оскільки заготовка підлягає у подальшому термообробці і поверх-

невий шар повинен бути по можливості збереженим, визначаємо за

довідковими таблицями для цих умов значення

1zi

−

, які скла-

дають відповідно 5 та 50 мкм, тоді

(

)

2 2 5 50 110z

′′

=+= мкм.

Загальний припуск на обробку складає

2 2 2 350 110 460zzz

′

′′

+=+= мкм.

Визначаємо найменший діаметр заготовки:

()

25,350 0,014 0, 460 25,335 0, 460 25,796

D =−+=+= мм.

Приймаємо діаметр прутка за сортаментом 26 мм; у цьому випад-

ку найменший розмір діаметру прутка складає 25,955 мм (допустиме

відхилення по діаметру 0,045 мм), тоді загальний припуск складатиме:

2 26 25,35 0,650

найб

−= мм;

2 25,955 25,336 0,619

найм

−= мм.

Перевіряємо проведенні розрахунки як різницю граничних зна-

чень припуску:

0. 0.

2 2 0, 650 0,619 0,031

найб найм

−

=−= мм

та

0,045 0,014 0,031

−

Контрольні запитання

1. Поясніть, що таке припуск на обробку

2. Перелічити види припусків

3. Поясніть, від яких факторів залежить величина припусків

4. З’ясуйте, з яких величин складається сумарний припуск

5. Дайте визначення коефіцієнту використання матеріалу

6. Поясніть, що називається технологічністю конструкції

ТЕМА 7

ТЕХНОЛОГІЧНІСТЬ КОНСТРУКЦІЇ ДЕТАЛЕЙ

Вивчивши цю тему, студент повинен знати:

- поняття про технологічність;

- умови виготовлення виробів;

- залежність технологічності від масштабу випуску;

- методи оцінки технологічності;

- технологічні вимоги до конструкції деталей машин

На основі набутих знань, студент повинен вміти:

- проводити технологічний контроль;

- давати визначення основним термінам та поняттям;

- проводити кількісну оцінку технологічності;

План

(логіка викладу і засвоєння матеріалу)

7.1 Основні задачі аналізу технологічності конструкції деталей

7.2 Послідовність проведення аналізу технологічності

7.3 Методи спрощення аналізу технологічності

7.4 Кількісна оцінка технологічності конструкції

Ключові терміни та поняття

- технологічність конструкції - степінь уніфікації

- технологічний контроль - виробничий цикл

- аналіз технологічності - ремонтоздатність

- технологічна собівартість - конструктивна наступність