Припуски и методы их определения. Выбор методов и средств технического контроля качества деталей. Разработка операций обработки заготовок

3.9 Припуски и методы их определения

3.9.1 Классификация припусков

Обычно при обработке резанием заданные чертежом форма, геометрические размеры (как значения, так и установленные на них отклонения) и параметры качества поверхностного слоя (шероховатости, волнистости и т.д.) получают за один или несколько переходов обработки. При этом на каждом переходе механической обработки с элементарной обрабатываемой поверхности в виде стружки снимается слой материала. Толщину этого удаляемого слоя называют припуском на обработку и обозначают буквой Z. Смежные технологические переходы принято обозначать так: выполняемый i, предшествующий i-1. Ниже показано, что припуск является случайной величиной, т.е.  имеет разные значения в разных точках элементарной поверхности заготовок.

Различают промежуточные и общие средние припуски на обработку. Промежуточный средний припуск – это слой материала, удаляемый при выполнении i-го технологического перехода. Обозначим размеры (средние значения) и допуски разме­ров на переходах обработки для наружной поверхности буквами _i-1, _i, TH_i, а для внутренней поверхности буквами h_i-1,hi,Th_i. Согласно правилам суммирования математических ожиданий случайных величин (средних значений), запишем соотношения между средними размерами заготовок на переходах обработки (рисунок 3.17):

.

Рисунок 3.17 – Средний промежуточный припуск на обработку наружной поверхности (а) и внутренней плоскости (б)

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

;

Промежуточный припуск всегда указывают на сторону. Например, припуск на номинально цилиндрическую поверхность – радиус R_i – равен _i (R_i); припуск на диаметр D_i равен двум припускам на радиус, т.е. 2_i (R_i).

Общим средним припуском ₀ называют толщину слоя материала, удаляемого с элементарной поверхности при выполнении всей совокупности технологических переходов, т.е. всего процесса обработки данной элементарной поверхности от исходной заготовки до детали. Общий средний припуск ₀  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:

₀=₀-_i=n; ₀=_i=n – ₀;

где ₀, ₀ – средний размер элементарной поверхности исходной заготовки (i=0) соответственно для наружной и внутренней поверхности;

_i=n, _i=n – средний размер элементарной поверхности детали (i=n) соответственно для наружной и внутренней поверхности;

n – число 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.

Припуск не является параметром режима обработки. Как известно, режим обработки определяется только тремя параметрами: глубиной резания t, подачей Sи скоростью резания v. Припуск - это важнейший технологический параметр, имеющий в механической обработке весьма существенное научно-теоретическое, технико-экономическое и практическое значение. Зная припуск, определяют размеры исходной заготовки и заготовки по технологическим переходам обработки. При обработке номинально цилиндрических поверхностей в этих соотношениях размеры Н и hпринимают равными радиусам Rи r(для наружной и внутренней поверхности соответственно). Припуск на диаметры Dи d равен 2i(Ri) и 2i(ri) соответственно (рисунок 3.18).

Рисунок 3.18 – 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 является одной их основных задач технологии машиностроения, а теория припусков является одним 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, что 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 энергетические) на удаление материала, сбор и переработку стружки, снижается производительность вследствие повышения трудоемкости обработки (увеличения числа ходов 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, а в ряде случаев создают неприемлемые условия для работы вершины резца в зоне твердой кромки или окалины.