книги из ГПНТБ / Коганов, И. А. Расчет припусков на механическую обработку учебное пособие

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР

ТУЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

И. А. КОГАНОВ, А. А. СТАНКЕЕВ

РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ

НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКУ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ИЗДАНИЕ 2-е, ИСПРАВЛЕННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ

Тула 1973

JL

В книге описывается расчетно-аналитический метод определения припусков на механическую обработку деталей в машиностроении при крупносерийном и массовом производстве.

Дается анализ факторов, влияющих на величину припусков. На основе анализа и расчета технологических размерных цепей уста­ навливается зависимость величины операционного припуска от при­ нятой последовательности обработки и системы базирования детали.

Излагается методика определения как операционных, так и об­ щих припусков. Рассматриваются вопросы, связанные с определени­ ем операционных размеров обрабатываемой детали и размеров за­ готовки.

Наличие в книге конкретных примеров, справочных материалов и таблиц позволяет использовать ее в качестве практического руко­ водства при расчете припусков.

Книга предназначена для студентов машиностроительных вузов у.

техникумов и может быть использована технологами машинострои­ тельных предприятий.

И. А. Коганов, А. А. Станкеев

РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКУ

Учебное пособие Издание 2-е, исправленное и дополненное

Редактор Н. П. Столярова

Технический редактор Г. П. Пастухова

Тульский политехнический институт Тула, ул. Болдина, 151.

Типография изд-ва «Коммунар», Тула, ул. Ф. Энгельса, 150.

©тпи

В В Е Д Е Н И Е

Партия и правительство постоянно в своих решениях обра­ щают внимание работников машиностроения на повышение эко­ номичности производства машин. Большое влияние на эконо­ мичность изготовления деталей машин оказывает величина при­ пусков, предусматриваемых на механическую обработку.

Об уменьшении припусков на заготовки говорилось, напри­ мер, в письме ЦК КПСС от 27 апреля 1960 г.*. В нем указыва­ лось на необходимость внедрять современные способы обработ­ ки металлов, которые позволяют получать заготовки, наиболее близкие по форме и размерам к готовым деталям. Не случайно и на XXIV съезде КПСС неоднократно подчеркивалась необхо­ димость экономии сырья и материалов. Снижение затрат мате­ риалов на выпускаемую в стране продукцию только на один процент равнозначно дополнительному росту национального до­ хода на 3—4 миллиарда рублей.

Затраты материала на выпускаемую продукцию в машино­ строении в значительной степени зависят от величины припусков на механическую обработку. Величина припусков и допусков на заготовки характеризует уровень технической культуры пред­ приятия. Однако на многих заводах вопросам определения и назначения рациональных припусков и допусков на размеры за­ готовок уделяют недостаточное внимание.

От правильного выбора припусков в большой степени зави­ сят трудоемкость и стоимость технологических процессов изго­ товления деталей машин.

Завышенные припуски повышают трудоемкость и стоимость механической обработки, ведут к увеличению затрат на матери­ алы, так как с увеличением припуска растут отходы материала, превращаемого в стружку. Во многих случаях, как известно, с заготовки снимается больше материала, чем весит готовая де­ таль. Завышенные припуски увеличивают расход режущего ин­ струмента и технологической электроэнергии, приводят к увели­ чению парка оборудования и производственных площадей, не­ обходимых для его размещения. Кроме того, с увеличением

* «Об экономном расходовании черных металлов в народном хозяйстве». Справочник партийного работника. Выпуск третий. М., Политиздат, 1961,

стр. 281

3

припусков возрастают и другие расходы, также связанные, хотя и косвенно, с обработкой деталей: расходы на ремонт изношен­ ного оборудования, на заточку режущего инструмента, на убор­ ку и транспортирование стружки и т. д.

Очевидно, мероприятия по снижению припусков могут вскрыть огромные резервы экономии металла и повышения про­ изводительности труда. Но к вопросу уменьшения припусков нельзя относиться формально. Слишком малые припуски требу­ ют повышения точности изготовления заготовок, что связано с повышением их стоимости. Малые припуски усложняют разметку, выверку и установку деталей в целях их обработки, что приво­ дит к увеличению затрат вспомогательного времени. Кроме того, недостаточные по величине припуски на механическую обработ­ ку в отдельных случаях ухудшают условия работы режущего инструмента, могут не обеспечить возможности выполнения тре­ бований по точности и чистоте обрабатываемых поверхностей и привести к появлению брака.

Повышение стоимости заготовки, увеличение затрат времени на установку заготовок и увеличение вероятного процента брака могут свести :на нет выгоды экономии металла и уменьшения основного технологического времени, запланированные при уменьшении припусков.

Назначение оптимального по величине припуска, т. е. припу­ ска, обеспечивающего требуемую точность и чистоту обработан­ ной поверхности при наименьшей стоимости обработки в механи­ ческих и заготовительных цехах, является сложной технико­ экономической задачей.

В машиностроении наиболее широко применяется опытностатистический (табличный) метод определения и назначения припусков на механическую обработку. При этом методе общий припуск и допуски на размеры заготовки устанавливаются по таблицам следующих ГОСТов:

1. Поковки из углеродистой и легированной стали, изготов­ ляемые свободной ковкой на молотах. Припуски и допуски

(ГОСТ 7829—55).

2.Поковки из углеродистой и легированной стали, изготов­ ляемые свободной ковкой на прессах. Припуски и допуски

(ГОСТ 7062—54).

3.Допуски, припуски и кузнечные напуски на детали, изго­ товляемые горячей объемной штамповкой из черных металлов

(ГОСТ 7505—55).

4.Отливки стальные фасонные. Допускаемые отклонения по размерам и весу и припуски на механическую обработку (ГОСТ

2009—55).

5. Отливки из серого чугуна. Допускаемые отклонения по размерам и весу и припуски на механическую обработку (ГОСТ

1855—55).

В таблицах ГОСТов даются предельные (наибольшие) зна­

4

чения общих припусков и допусков в зависимости от материала детали, способа получения заготовки, ее точности, размеров или веса. На ряде предприятий, например, на заводах тяжелого ма­ шиностроения, для удобства назначения общих припусков раз­ рабатываются и используются заводские нормали, учитывающие некоторые специфические особенности производства данной отрасли промышленности.

При разработке технологических процессов механической об­ работки деталей операционные припуски устанавливают обычно по специальным таблицам, составленным на основе обобщения опыта ряда отраслей промышленности. Такие таблицы содер­ жатся в различных справочниках*.

При разработке технологических процессов изготовления не­ которых конкретных изделий, например измерительных средств, пользуются ведомственными нормативными таблицами и мате­ риалами, обычно разрабатываемыми научно-исследовательскими институтами и ведущими заводами. Так, научно-исследователь­ ским бюро взаимозаменяемости Министерства станкостроитель­ ной и инструментальной промышленности СССР разработаны:

1.«Межоперационные припуски и допуски при изготовлении гладких калибров».

2.«Межоперационные припуски и допуски на резьбовые ка­ либры».

Внормативных таблицах обычно даются также предельные значения операционных припусков в зависимости от вида обра­ ботки и некоторых параметров детали.

Табличный метод определения припусков прост и не требует больших затрат времени. Но опытно-статистические величины общих и операционных припусков, устанавливаемых этим мето­

дом, не учитывают конкретных условий проведения технологи­ ческого процесса обработки той или иной детали. Так, при на­ значении припуска на обработку какой-либо поверхности детали не учитываются, например, особенности базирования, закрепле­ ния заготовки в приспособлении или на станке, не принимаются во внимание при назначении припуска на обработку отливки степень коробления заготовки, количество переходов обработки и т. д.

Табличные величины припусков характеризуются повышен­ ным «запасом надежности», предусматривающим возможность обработки поверхностей деталей при наихудших условиях. Оче­ видно, использование табличного метода при назначении как операционных, так и общих припусков неизбежно приводит к завышению их величины со всеми вытекающими отсюда послед­ ствиями, о которых уже указывалось.

* См. Долматовский Г. А. Справочник технолога по обработке металлов резанием. М., Машгиз, 1962, раздел XI; Федотиков А. П. Краткий справочник технолога-машиностроителя. М., Оборонгиз, 1960, раздел VII, и др.

5

I.ПР ИПУСКИ НА О Б Р А Б О Т К У

1.ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Если бы заготовка, полученная литьем, штамповкой или дру­ гим методом, по своим размерам, геометрической форме, чисто­ те поверхности и физико-механическим свойствам поверхностно­ го слоя соответствовала требованиям, предъявляемым к готовой детали, то она не нуждалась бы в механической обработке. Но заготовки из-за несовершенства существующих методов их из­ готовления получаются с целым рядом погрешностей. Поэтому их подвергают механической обработке. Механическая обра­ ботка в один проход также не всегда может обеспечить выпол­ нение всех обусловленных чертежом требований. Дело в том, что каждому способу механической обработки могут быть свойст­ венны свои недостатки, свои производственные погрешности, сказывающиеся на качестве обработки: недостаточная точность размеров и формы, недостаточная чистота обработанной поверх­ ности, невозможность обеспечения заданной точности положе­ ния обрабатываемой элементарной поверхности из-за погреш­ ности установки и т. д. Таким образом, после выполнения ка­ кой-либо операции механической обработки заготовка будет иметь погрешности, одни из которых вследствие действия закона копирования погрешностей являются как бы наследственными,

адругие — вновь приобретенными.

Вцелях ликвидации или уменьшения этих погрешностей и обеспечения тех требований к детали, которые были обусловле­ ны конструктором, обработку некоторых элементарных поверх­ ностей детали иногда приходится производить в несколько пере­ ходов или операций, предусматривая для каждого перехода (или операции) соответствующий припуск.

Следовательно, припуском на механическую обработку сле­ дует считать слой металла заготовки, предусматриваемый для компенсации погрешностей, возникающих как в процессе полу­ чения заготовки, так и в процессе ее механической обработки.

Различают операционные * и общие припуски на обработку.

Операционным припуском называется слой металла, необхо­ димый для выполнения только одной операции (или одного пе­ рехода). Величина операционного припуска определяется раз­ ностью размеров, получаемых на предшествующей и выполняе­

* В технической литературе иногда вместо термина «операционный» при­ пуск используют термины «промежуточный» или «переходный» припуск.

7

мой ступенях обработки какой-либо элементарной поверхности детали. Так, для наружной поверхности детали, обрабатывае­ мой в три перехода (рис. 1), операционные припуски определя­ ются следующим образом:

является одновременно окончательным размером готовой детали. Общим припуском на обработку 20 называется слой металла, который необходимо удалить с заготовки при выполнении всех операций или переходов для получения окончательно обработан­

ной поверхности детали.

Для определения величины общего припуска на обработку рассматриваемой поверхности (рис. 1) просуммируем левые и правые части вышеприведенных равенств:

zl-\-z2-Vz3= a3N—а дет •

Из полученного выражения следует:

1. Общий припуск 20 определяется разностью размеров заго­

для внутренних (охватывающих) поверхностей, когда обработка связана с увеличением получаемого, размера (рис. 2),

z 0 ®дет ‘®заг- ( ^ )

2. Общий припуск на обработку какой-либо элементарной поверхности детали равен сумме операционных припусков:

При обработке различают двустороннее и одностороннее рас­ положение припусков. Двусторонние припуски имеют место, например, при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения (при обточке вала, при расточке отверстий), а также при обработке противолежащих параллельных плоских по­ верхностей детали.

Припуск обычно задается и измеряется по нормали к об­ работанной поверхности детали. Способ задания и отсчета при­ пуска зависит от его расположения. Односторонний припуск всегда отсчитывается «на сторону», двусторонний может от­ считываться на обе стороны: «на диаметр» или «на толщину».

Двусторонние припуски могут быть симметричными и асим­ метричными. Симметричными двусторонними припусками яв­ ляются, например, припуски на бесцентровое шлифование ва­ лика, на обработку отверстия плавающей разверткой. Так,

9