Операционный припуск. Операционный размер

Операционным припуском называют слой металла, снимаемый с поверхности во время операции; выдерживаемый при этом размер детали называют операционным размером (рис. 2.4).

Допуск на операционный размер принято назначать «в тело» (в металл) детали (рис. 2.4). В связи с наличием допусков операционный припуск может быть номинальной, максимальной и минимальной величины.

Величина номинального припуска Z₀ есть разность между номинальным значением размера D'₀, полученного на предыдущей операции, и номинальным значением D₀ на данной операции:

Z₀ = D'₀ – D₀ . (2.1)

Рис. 2.4. Операционные припуски (Z) и операционные размеры (D, L) с допуском а

Аналогично для детали типа вал можно записать максимальное и минимальное значения припуска:

Z_max = D'_max – D_min; (2.2)

Z_min = D'_min – D_max. (2.3)

В самом общем виде следует признать, что припуск должен быть как можно меньшей величины; это позволит экономить металл и облегчит обработку.

Единственной причиной, вынуждающей прибегать к формообразованию со снятием слоя (и предусматривать припуск), это недостатки (дефекты) при формообразовании заготовки (по точности, шероховатости, величине дефектного слоя).

Аналогично можно считать, что каждая данная операция внутри технологического процесса есть вынужденная мера и служит для исправления дефектов предшествующей операции. Следовательно, необходимая величина припуска зависит главным образом от факторов, связанных с предшествующей операцией.

Покажем это на примере обработки какой-либо поверхности (рис. 2.5).

Рис. 2.5. К вопросу о расчете припуска на обработку

(пояснения в тексте)

Как видно из рис. 2.5, номинальный припуск для данной операции Z₀ определяется тремя факторами, зависящими от предшествующей операции:

- высоты неровностей поверхности R_z';

- величины дефектного слоя Т';

- допуска на операционный размер а'.

Иными словами, при обработке плоской поверхности (односторонняя обработка, припуск на сторону)

Z₀ = R_z' + T' + a' + F' . (2.4)

В зависимости (2.4) F' – это поправка, необходимая при наличии термической обработки между данной и предшествующей операциями.

Рис. 2.6. Влияние несоосности Х на величину D'(пояснения в тексте)

При обработке поверхности вращения (симметричное двустороннее расположение припуска)

Z₀ = 2(R_z' + T') + a' + N + F' . (2.5)

В данной зависимости поправка N учитывает допуски на координаты оси поверхности вращения в предшествующей и данной операции.

Обрабатывая поверхность вращения, выдерживают не только размер (диаметр) самой этой поверхности, но и координаты ее оси, т.е. размеры, определяющие положение этой поверхности относительно других поверхностей детали. Если бы при обработке на данной операции получающееся положение оси поверхности в точности совпало с положением оси до обработки, то припуск снимался бы равномерно в виде кольцевого слоя одинаковой толщины. Однако этого не бывает. Вследствие того, что в обеих операциях (в данной и предшествующей) координаты оси выдерживаются не абсолютно точно (абсолютная точность невозможна), а в пределах допусков ось новой поверхности не совпадает с осью бывшей, т.е. припуск не снимается равномерно по всей окружности. Из рис. 2.6 видно, что несовпадение осей, коротко-разноосность (эксцентриситет поверхностей) величиной Х требует увеличения диаметрального припуска 2Х. Видно, что для того, чтобы сделать деталь диаметром d с новой осью поверхности О₁, необходим диаметр, по крайней мере, D – с предыдущей операции. Ну и плюс еще величина 2Z₀ (к диаметру D).

В силу того, что допуск на координату оси располагают симметрично, разноосность в направлении этой координаты не может превысить величину, равную полусумме допусков на предшествующей и данной операциях. То же самое можно сказать и про другую координату. Ниже, на рис. 2.7 приведена схема, иллюстрирующая необходимость внесения поправки N в величину припуска.

			б

Рис. 2.7. К вопросу определения несоосности Х(пояснения в тексте)

На предшествующей операции (размеры со штрихом) точность расположения оси меньшая, чем на данной операции, т.е. D₁'>D₃, а D₂'>D₄. На рис. 2.7, б показаны зоны (прямоугольники) возможного расположения оси вращения на двух операциях. Исходя из худшей ситуации, определяют один из четырех одинаковых возможных максимальных смещений Х. Из прямоугольного треугольника АВС получим

.

Поправка N будет равна 2Х.

В табл. 2.1 в качестве примера приведены значения дефектного слоя, высоты неровности и классы шероховатостей для различных вариантов обработки.

Таблица 2.1

Влияние вида формообразования на параметры поверхности

В повседневной заводской практике, избегая расчета припуска, пользуются нормативами припусков. Существуют справочники, заводские и отраслевые нормативные документы.

Следует отметить, что, как и все опытно-статистические нормы, величины припусков, рекомендуемые нормативами, могут в отдельных случаях нуждаться в существенных поправках.

Допуск на операционный размер назначают в соответствии с возможностями выбранного метода обработки и видом операции (чистовая, окончательная и др.). Нормативы припусков рекомендуют одновременно и значения операционных допусков.

Более точное определение припусков выполняется при размерном анализе всего технологического процесса. Цель – максимальное уменьшение припусков и экономия металла.