Факторы, влияющие на размер припуска

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, конусообразность, 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 сдое 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 пpипусков, 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.

Величины припусков на обработку и допуски на размеры заготовок зависят от ряда факторов, степень влияния которых различна; к числу основных факторов относятся следующие:

а) материал заготовки;

б) конфигурация и размеры заготовки;

в) вил заготовки и способ ее изготовления:

г) требования в отношении механической обработки;

д) технические условия в отношении качества и класса шероховатости поверхности и точности размеров детали.

Материал заготовки. У заготовок, получаемых литьем, поверхностный слой имеет твердую корку. Для нормальной работы режущего инструмента необходимо, чтобы глубина резания была больше толщины корки отливки; исходя из этого требования и должен быть назначен припуск. Толщина корки бывает различной, она зависит от материала, размеров отливки и способов литья; для отливок из серого чугуна — от 1 до 2 мм; для стальных отливок — от 1 до 3 мм.

Поковки и штамповки могут быть из легированной или углеродистой стали; поковки изготовляются из слитка или проката.

При изготовлении поковок на них образуется слой окалины, который при дальнейшей механической обработке сильно увеличивает износ режущего инструмента; иногда этот слой бывает настолько тверд, что инструмент не может его обрабатывать; поэтому глубина резания должна быть больше толщины слоя окалины. При обработке углеродистых сталей для этого часто оказывается достаточной глубина резания, равная 1,5 мм для легированных сталей глубина резания должна быть 2—4 мм.

Для поковок из слитков припуски должны быть больше, чем для поковок из прокатанного материала, так как на поверхности слитков бывают иногда трещины и пузыри, поперечные сечения которых при прокате уменьшаются.

Поверхностный слой у штамповок обезуглероживается, и при обработке его необходимо удалить. Толщина этого слоя бывает различная; у штамповок из легированных сталей до 0,5 мм; у штамповок из углеродистых сталей 0,5—1,0 мм в зависимости от конфигурации и размеров детали и других факторов.

Конфигурация и размеры заготовки. Заготовку сложной конфигурации получить свободной ковкой затруднительно, поэтому ради упрощения формы заготовки иногда оказывается необходимым увеличивать припуски на обработку.

В штамповках сложной конфигурации затруднено течение материала, поэтому для таких штамповок также необходимо увеличивать припуски.

В отливках сложной конфигурации в целях достижения более равномерного остывания металла необходимо делать плавные, постепенные переходы от тонких стенок к толстым, не допуская резкого изменения поперечных сечений; это требование также вызывает необходимость увеличения припусков,

При изготовлении крупных отливок необходимо считаться с усадкой, которая в таких отливках достигает значительных размеров, и назначать для них увеличенные припуски.

Вид заготовки и способ ее изготовления. Заготовки, как указывалось, бывают в виде отливок, поковок, штамповок и проката.

Отливка может быть изготовлена по-разному: посредством машинной или ручной формовки, по деревянным или металлическим моделям, отлитой в земляную или металлическую (кокиль) или оболочковую форму, отлитой под давлением, центробежным способом, по выплавляемым (восковым) моделям.

В зависимости от вида заготовки и способа ее изготовления величины припусков и допуски на размеры заготовки различны. Так, для литой детали, изготовленной ручной формовкой, припуск больше, чем в отливке машинной формовки; точно также припуск в отливке, полученной в земляной форме, больше, чем в заготовке, отлитой в металлической форме; припуски в заготовках, полученных литьем под давлением, меньше, чем в отливках, выполненных в металлических формах.

Наиболее точными и, следовательно, с наименьшими припусками получаются отливки при литье в оболочковые и металлические формы, при литье под давлением, по выплавляемым моделям. При этих способах точность размеров отливок соответствует 11-12 квалитетам точности, шероховатость поверхности —Ra 6,3 – 1.6мкм.

Если сравнить припуски поковок и штамповок для одних и тех же деталей, то можно убедиться, что припуски у поковок больше, чем у штамповок.

В заготовках из проката припуски меньше, чем в заготовках, получаемых литьем, ковкой или штамповкой; в заготовках из проката припуски даются только таких размеров, которые обеспечивают необходимые точность и класс шероховатости поверхности после механической обработки.

В некоторых случаях приходится увеличивать припуски в заготовках, чтобы создать возможность выполнения механической обработки; так, например, у тел вращения иногда необходимо давать припуски для установки в центрах или увеличивать длину заготовки, чтобы ее можно было зажать в патроне станка.

Требования в отношении механической обработки. В соответствии с требованиями к шероховатости поверхности и точности размеров детали принимается тот или иной способ механической обработки. Для каждой промежуточной операции механической обработки необходимо оставлять припуск, снимаемый режущим инструментом за один или несколько проходов. Следовательно, общий припуск находится в зависимости от способов механической обработки, требующейся для изготовления детали по техническим условиям.

Следует иметь в виду, что при термической обработке деталь несколько деформируется и размеры ее изменяются; в связи с этим для деталей, подлежащих термической обработке, нужно увеличивать размеры припусков на механическую обработку.

Технические условия в отношении качества и класса шероховатости поверхности и точности размеров детали. Требования, предъявляемые к детали в соответствии с техническими условиями, обусловливают величину припуска; чем выше эти требования, тем больше, как правило должна быть величина припуска.

Если, например, по техническим условиям требуется, чтобы поверхность металла была чистой без каких-либо расслоений, волосовин, черноты, раковин, то припуск приходится увеличивать для удаления с поверхности металла всех этих недостатков. Если поверхность должна быть гладкой, то необходимо давать припуск, позволяющий после черновой обработки произвести и чистовую.

Если размеры детали должны быть выполнены точно в пределах установленных допусков, то припуск должен обеспечить возможность достижения необходимой точности и класса шероховатости поверхности, что должно быть учтено при определении величины припуска.

При этом необходимо предусмотреть слой металла, компенсирующий погрешности формы, возникающие в результате предшествующей обработки (особенно термической), а также погрешности установки детали на данной операции.