Влияние припуска на точность обработки!

В связи с постоянным улучшением требований к качеству обработанной продукции люди тратят много времени и энергии на изучение методов и мер по улучшению качества продукции. Однако они проигнорировали влияние припусков на качество продукции в процессе обработки, полагая, что наличие припусков только в процессе обработки не окажет существенного влияния на качество продукции. В реальном процессе механической обработки механических изделий установлено, что размер припуска на обработку деталей напрямую влияет на качество изделий.
Если припуск на обработку слишком мал, трудно устранить остаточные ошибки формы и положения, а также дефекты поверхности во время предыдущего процесса обработки; Однако чрезмерный припуск на механическую обработку не только увеличивает трудоемкость механической обработки, но и увеличивает расход материалов, инструментов и энергии. Более серьезно, тепло, выделяющееся при срезании большого количества припуска на обработку в процессе обработки, может вызвать деформацию деталей, увеличить сложность обработки деталей и повлиять на качество продукции. Поэтому необходимо строго контролировать припуски на обработку деталей.
один
Понятие припуска на механическую обработку
Припуск на обработку относится к толщине слоя металла, срезанного с обрабатываемой поверхности в процессе обработки. Припуск на механическую обработку можно разделить на припуск на технологическую обработку и общий припуск на механическую обработку. Припуск на технологическую обработку относится к толщине слоя металла, срезаемого на поверхности в одном процессе, которая зависит от разницы в размерах между соседними процессами. Под общим припуском на обработку понимается общая толщина слоя металла, снятого с определенной поверхности в течение всего процесса обработки детали от заготовки до готового изделия, которая представляет собой разницу между размером заготовки той же поверхности и размером заготовки. часть. Общий припуск на обработку равен сумме припусков на обработку для каждого процесса.
Из-за неизбежных ошибок при производстве сырья и различных размерах процесса как общий припуск на обработку, так и припуск на технологическую обработку являются переменными значениями, что приводит к минимальным и максимальным припускам на обработку. Припуск и допуск на обработку показаны на рисунке 1. На рисунке минимальный припуск на обработку представляет собой разницу между минимальным размером процесса предыдущего процесса и максимальным размером процесса текущего процесса; Максимальный припуск на обработку представляет собой разницу между максимальным размером процесса предыдущего процесса и минимальным размером процесса текущего процесса. Диапазон изменения припуска на обработку процесса (разница между максимальным и минимальным припусками на обработку) равен сумме размерных допусков предыдущего процесса и текущего процесса. Зона допуска для технологических размеров обычно указывается в направлении входа детали в тело. Для деталей вала базовым размером является максимальный технологический размер, а для отверстий — минимальный технологический размер.

два
Анализ влияния припуска на точность обработки
2.1 Влияние чрезмерного припуска на точность обработки
В процессе обработки детали неизбежно выделяют тепло, часть которого уносится железной стружкой и смазочно-охлаждающей жидкостью, часть передается инструменту, а часть передается заготовке, вызывая повышение температуры деталей. Температура тесно связана с размером припуска на обработку. При большом припуске на обработку время черновой обработки неизбежно увеличится, а объем резания также будет соответствующим образом увеличен, что приведет к постоянному увеличению тепла при резании и постоянному повышению температуры детали. Наибольший вред, причиняемый повышением температуры детали, представляет собой деформация деталей, особенно для материалов, чувствительных к изменению температуры (например, нержавеющей стали), оказывающая большее влияние. Более того, эта термическая деформация проходит через весь процесс обработки, увеличивая сложность обработки и влияя на качество продукции.
Например, при обработке тонких деталей вала, таких как винтовые стержни, из-за использования метода обработки «один зажим и одна вершина» степень свободы в направлении длины ограничена. Если температура заготовки слишком высока, произойдет тепловое расширение. Когда расширение в направлении длины затруднено, заготовка неизбежно подвергается деформации изгиба из-за напряжения, что создает большие проблемы для последующей обработки. Диаграмма деформации изгиба заготовки после нагрева представлена ​​на рисунке 2. Если обработка продолжится в этот момент, то выступающая часть будет обработана до получения готового изделия. После охлаждения до комнатной температуры деталь подвергается обратной деформации под напряжением, вызывая ошибки позиционирования и влияя на качество. Диаграмма деформации изгиба заготовки после комнатной температуры представлена ​​на рисунке 3. После расширения направления диаметра увеличенная часть будет срезана, а после остывания заготовки возникнут погрешности цилиндричности и размеров. Во время прецизионного шлифования винтом термическая деформация заготовки также может вызвать ошибки шага.

2.2 Влияние небольшого припуска на точность обработки
Припуск на обработку деталей не может быть слишком большим или слишком маленьким. Если припуск на обработку слишком мал, он не может устранить остаточные геометрические допуски и дефекты поверхности в предыдущем процессе, тем самым влияя на качество продукции. Чтобы обеспечить качество обработки деталей, минимальный припуск на обработку, оставленный для каждого процесса, должен соответствовать основным требованиям минимального припуска на обработку для предыдущего процесса. Схематическая диаграмма факторов, составляющих минимальный припуск на обработку внутреннего отверстия определенной детали, показана на рисунке 4. На рисунке 4а) показана обрабатываемая деталь с внутренним отверстием. Если ось O1-O1 отверстия отклоняется от базовой оси OO во время предыдущего процесса, имеется ошибка позиционирования n, а также ошибка цилиндричности p (например, конусность, эллипс и т. д.) и погрешность шероховатости поверхности h (как показано на рисунке 4б) во внутреннем отверстии, то для устранения позиционного допуска перед расточкой минимальный припуск на обработку на одной стороне расточки должен включать значения вышеуказанных погрешностей и дефектов. Учитывая неизбежную ошибку установки заготовки в процессе растачивания, т. е. ошибку e между исходной осью отверстия OO и осью вращения O ′ - O ′ после установки заготовки (как показано на рисунке 4c), а также допуск на размер T во время процесса растачивания минимальный припуск на обработку z этого процесса можно выразить следующим образом:
Z Больше или равно T/2+h+p+n+e (припуск на одну сторону)

Рисунок 4. Диаграмма коэффициентов состава минимального припуска на обработку.
Величины и проявления вышеуказанных ошибок различаются для разных частей и процессов. При определении допуска на обработку процесса его следует рассматривать по-разному. Например, тонкие валы склонны к изгибу и деформации, а прямолинейная погрешность шинопровода превысила диапазон допусков размеров диаметра. Припуск на механическую обработку процесса должен быть соответствующим образом увеличен; Для процессов, в которых используются плавающие резцы и другие инструменты для определения местоположения самой обрабатываемой поверхности, влияние ошибки установки e можно игнорировать, и припуск на обработку в процессе может быть соответственно уменьшен; Для некоторых процессов прецизионной обработки, используемых в основном для уменьшения шероховатости поверхности, размер припуска на обработку в процессе связан только с шероховатостью поверхности h.
три
Разумный выбор припуска на обработку
3.1 Принципы определения припусков на обработку деталей
Выбор припуска на обработку деталей тесно связан с материалом, размером, уровнем точности и методом обработки деталей, а также зависит от конкретной ситуации. При определении припуска на обработку деталей необходимо руководствоваться следующими принципами:
(1) Минимальный припуск на обработку должен использоваться для сокращения времени обработки и снижения стоимости обработки деталей.
(2) Следует оставить достаточный припуск на механическую обработку, особенно для окончательной обработки. Припуск на обработку должен обеспечивать точность и шероховатость поверхности, указанные на чертеже.
(3) При определении припуска на механическую обработку следует учитывать деформацию, вызванную термической обработкой деталей, в противном случае это может привести к браку.
(4) При определении припуска на обработку следует учитывать метод обработки и оборудование, а также возможную деформацию, которая может возникнуть в процессе обработки.
(5) При определении припуска на механическую обработку следует учитывать размер обрабатываемых деталей. Чем больше деталь, тем больше припуск на обработку. С увеличением размеров деталей увеличивается и возможность деформаций, вызванных силами резания, внутренними напряжениями и т. д.
3.2 Метод определения припуска на механическую обработку
3.2.1 Эмпирический метод оценки
Эмпирический метод оценки обычно используется в производственной практике для определения припуска на механическую обработку на основе опыта проектирования технологического персонала или сравнения с аналогичными деталями. Например, припуск на механическую обработку баллера руля, шкворней, промежуточного и кормового валов на строящихся судах определяется на основе многолетнего опыта проектирования технологического персонала. Учитывая важность заготовки и влияние таких факторов, как большой объем и высокая нагрузка на поковку, после черновой обработки внешнего круга оставляют припуск на полуточную обработку в размере 6 мм, после полуточной обработки оставляют припуск на прецизионную обработку в размере 3 мм. прецизионное точение, после прецизионного точения остается припуск на шлифование в 1 мм. Чтобы предотвратить образование отходов из-за недостаточного припуска на обработку, метод эмпирической оценки обычно рассчитывает больший припуск на переработку. Этот метод обычно используется для мелкосерийного производства единичных изделий.
3.2.2 Метод коррекции поиска в таблице
Метод справочно-табличной коррекции — это метод определения припусков на обработку на основе данных, накопленных в производственной практике и экспериментальных исследованиях, которые сводятся в таблицу и уточняются в сочетании с реальными условиями обработки. Этот метод широко используется. Припуски на прецизионное точение и шлифование наружных кругов после чернового точения деталей подшипников приведены в табл. 1 и табл. 2 соответственно.
3.2.3 Анализ и метод расчета
Метод аналитического расчета – это метод определения припуска на механическую обработку путем анализа и комплексного расчета различных факторов, влияющих на припуск на механическую обработку, на основе экспериментальных данных и расчетных формул. Припуск на обработку, определяемый этим методом, является одновременно точным и экономически целесообразным, но требует накопления исчерпывающей информации, что не так просто и интуитивно понятно, как два вышеуказанных метода. Поэтому этот метод в настоящее время менее применяется.
четыре
эпилог
В реальном производстве в связи с тем, что способ изготовления заготовок многих деталей временно определен, например, гильзу из нержавеющей стали, отлитую центробежным литьем, заменяют рулоном стальной пластины и приваривают; Торцевая крышка охладителя, основание мотора и пескоструйная часть коробки передач заменены сварными деталями. В процессе производства этих деталей присутствует множество неопределенных факторов, и ошибки их формы трудно предсказать. Поэтому три метода, представленные в этой статье для определения припуска на обработку этих деталей, неприменимы и могут быть гибко освоены только в реальном производственном процессе.
Таблица 1: Припуски на обработку наружного круга деталей вала после чернового и прецизионного точения, мм

Таблица 2. Припуск на шлифование наружных окружностей осевых деталей, мм