Расчет припусков

4.7. Расчет припусков

Для определения слоя снимаемого материала производится расчет минимального припуска . Будем придерживаться методики расчета, при которой минимальный припуск определяется по формуле

Z _{i, min}=A _{i-1, min} - A _{i, max}   для наружных ступеней;

Z _{i, min}=A _{i, min} - A _{i-1, max}   для внутренних ступеней;

где A _{i-1, max} и A _{i-1, min} - максимальный и минимальный размер на выполняемом переходе для обрабатываемой поверхности, а A _{i, max} и A _{i, min} для обработанной поверхности (см. рис.4.7.1):.

Использование этих формул согласуется с теорией размерных цепей и удобно для расчета операционных размеров.

Как известно, в настоящее время существуют 2 метода определения припусков: расчетно-аналитический и опытно-статистический (табличный) ( см. [13]^* и [14]^*).

. Расчетно-аналитический метод является более точным и дает большую экономию металла по сравнению с опытно-статистическим. Поэтому сначала рассмотрим это метод. Как известно, в расчетно-аналитическом методе Z _{i, min} рассчитывается по формуле:

Z _{i, min}=Rz  _i-1+T _i-1+( _i-1^k1+ _у,i ^k1) ^k

где Rz _i-1, T _i-1 и _i-1 - соответственно высота неровностей профиля, глубина дефектного слоя и суммарное значение пространственных отклонений для элементарной поверхности на предшествующем переходе;        _y,i - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Для плоских поверхностей k=1, k1=1, а для поверхностей вращения k=0.5, k1=2.

Исходя из приведенных формул исходными данными при расчете припусков являются:

• характеристики качества поверхности, полученной на предшествующем переходе;

• погрешности формы поверхности;

• способ установки заготовки.

Для нахождения T могут быть использованы таблицы, подобные таблице 4.7.1.

Таблица 4.7.1 Глубина дефектного слоя поверхности заготовки поля механической обработки
Код заготовки	Код операции	Код перехода	Код элемента	JT, квалитет	T, мкм
3110 3110 3110 3110 3110 3200 3200 3200	1463 1463 1463 1687 1687 1463 1463 1687	30 30 30 42 42 30 30 42	01 01 01 01 01 01 01 01	14 12 10 8 6 11 10 6	120 60 30 20 5 20 15 15

В этой таблице:         JT - обозначение квалитета;         T - толщина дефектного слоя;

        3100 - горячекатаный прокат;         3200 - калиброванный прокат;         1463 - токарно-винторезная операция;         1687 - круглошлифовальная операция;

        30 - переход "точить";         42 - переход "шлифовать";         01 - наружная цилиндрическая поверхность.

Величина шероховатости может быть получена исходя из точности обработки, т.к. между величиной поля допуска и минимальной шероховатостью существует определенная зависимость. Если рассматривается первая операция, то необходимые характеристики заготовки приведены в таблице 4.7.2:

Таблица 4.7.2 Качество наружной поверхности заготовок
Код заготовки	Размер заготовки		Rz, мкм		Примечание
	мин	мах	мин	мах
3210 3220 3110 3110 3110 3110 3120 3120 3120 3120	0 0 0 25 75 150 0 0 0 0	250 250 25 75 150 250 75 75 75 75	60 10 150 150 200 300 100 100 150 250	60 20 150 250 300 400 100 150 200 300	Калиброванный прокат холоднотянутый Калиброванный прокат шлифованный Горячекатаный прокат обычной точности - " - - " - - " - Горячекатаный прокат повышенной точности - " -

Наиболее сложной задачей является определение и .Для заготовок пространственные отклонения определяют по формуле:

_заг=Δ_k * L/2;

где Δ - удельная кривизна;       L - длина обработки.

Удельная кривизна заготовки определяется исходя из вида заготовки, наличия термообработки и размеров, например, для горячекатаного проката диаметром  30 после правки на прессах l_k = 0.12 мкм.

Остаточная кривизна по формуле: _ост=k _у* _заг

Где k _у - коэффициент уточнения.

Например, для горячекатаного прутка после чернового обтачивания k _у=0.06, а после чистового 0.04.

Погрешность установки зависит от способа установки, точности обработки базы и направления определения погрешности установки. Например, при установке в цанговые оправки на цилиндрическую поверхность диаметром 50 мм, выполненной по 8 квалитету, погрешность установки равна 10-35 мкм в радиальном и 20 мкм в осевом направлении. Следовательно, могут быть составлены соответствующие таблицы.

Несмотря на перспективность применения расчетно-аналитического метода его использование встречает ряд трудностей.

Сложность формирования базы для определения припусков расчетно- аналитическим методом   заключается в том, что данные, приведенные в справочниках, являются неполными и не очень точными, т.к. наблюдается разброс в рекомендуемых значениях по разным источникам. Кроме того, часть параметров системы СПИД определить достаточно трудно. Например, сложно определять суммарное значение пространственных отклонений для элементарной поверхности на предшествующем переходе. Эмпирические формулы составлены не для всех случаев и не являются достаточно точными. В эти формулы входит податливость системы СПИД. Податливость станка зависит от модели станка и степени его изношенности. Учесть эти факторы практически невозможно.

Поэтому при автоматизированном проектировании ТП большее применение получил опытно-статистический (табличный) метод. Этот метод более прост и не содержит трудноопределяемых факторов. Для этого метода имеется ряд государственных стандартов. Пример выбоки из таблицы для припусков на литые заготовки из серого чугуна приведен ниже.

Пример припусков на механическую обработку приведен в табл. 4.7.4 ( см. [13]^* табл. 53 ). Для ввода таблицы в базу данных (знаний) необходимо выполнить ее преобразование, как показано в разделе  "База данных для припусков".  .

Таблица 4.7.3. Минимальные припуски на обработку плоскостей, мм
Метод обработки		Наибольший размер обрабатываемой поверхности,. мм
		до 50	св. 50 до 120	св. 120 до 260	св. 260 до 500	св. 500 до 800	св. 800 до 1250	св. 1250 до 2000
Черновая и однократная лезвийным инструментом	Способ изготовления отливок: в песчаной форме: I класс точности	0,9	1,1	1,5	2,2	3,1	4,5	7,0
	II класс точности	1,0	1,2	1,6	2,3	3,2	4,6	7,1
	в кокиле	0,7	0,8	1,0	1,6	2,2	3,1	4,6
	в оболочковой форме	0,5	0,6	0,8	1,4	2,0	2,9	-
	по выплавляемым моделям	0,3	0,4	0,5	0,8	-	-	-
Получистовая лезвийным инструментом после черновой		0,25	0,25	0,3	0,3	0,35	0,40	0,50
Чистовая лезвийным инструментом после получистовой		0,16	0,16	0,16	0,16	0,16	0,16	0,20
Предварительное и однократное щлифование после чистовой обработки лезвийным инструментом		0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,08
Чистовое шлифование после предварительного		0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,05

Преобразование таблицы для ее ввода в базу данных (знаний) показано в разделе  "База данных для припусков".

Расчет на первом уровне автоматизации проектирования осущетсвляется в режиме диалога, при этом используется ИПС технологического назначения или табличный процессор.

На втором уровне автоматизации кроме режима диалога может выполнятся и автоматизированный поиск. Для этого поисковое предписание встраивается в унифицированный переход, что позволяет автоматически рассчитывать припуск. Если некоторых переменных не удалось обнаружить, то выполняется запрос на их ввод.