Таблицы припусков на механическую обработку

1. Общие принципы назначения припусков на механическую обработку

Припуск на механическую обработку представляет собой слой материала, который необходимо удалить с поверхности заготовки для достижения требуемых размеров, формы и качества поверхности готовой детали. Правильное назначение припусков является критически важным фактором в технологическом процессе изготовления деталей машин.

В современном машиностроении применяются три основных метода получения заготовок: литье, ковка и штамповка. Каждый из этих методов характеризуется своими особенностями формообразования, точностью и качеством получаемых поверхностей, что непосредственно влияет на величину необходимых припусков.

Основные определения и термины

Согласно действующим стандартам, различают следующие виды припусков:

Минимальный припуск обеспечивает удаление дефектного слоя и погрешностей формы предшествующей обработки. Он включает в себя высоту микронеровностей, глубину дефектного слоя, пространственные отклонения и погрешности установки заготовки.

Классификация припусков по назначению

В зависимости от технологического процесса и требований к детали, припуски подразделяются на операционные и общие. Операционный припуск назначается на отдельную технологическую операцию, а общий припуск представляет собой сумму всех операционных припусков от заготовки до готовой детали.

Вернуться к оглавлению

2. Припуски для штампованных поковок по ГОСТ 7505-89

ГОСТ 7505-89 "Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски" является основным нормативным документом для назначения припусков на поковки, получаемые горячей объемной штамповкой. Стандарт распространяется на поковки массой до 250 кг с максимальным габаритным размером до 2500 мм.

Система исходных индексов

Уникальной особенностью ГОСТ 7505-89 является использование системы исходных индексов для определения припусков. Исходный индекс - это условный показатель, учитывающий комплекс конструктивных характеристик поковки:

Классы точности штамповки

Стандарт устанавливает пять классов точности поковок (Т1-Т5), выбор которых зависит от применяемого оборудования и технологического процесса. Класс Т1 обеспечивает наивысшую точность и применяется при закрытой штамповке на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП), а класс Т5 - при штамповке на молотах с пламенным нагревом заготовок.

Расчет припусков для штамповки

Припуск на механическую обработку штампованных поковок включает основной припуск и дополнительные припуски, учитывающие различные отклонения формы. Основные припуски назначаются по таблицам стандарта в зависимости от исходного индекса, размеров детали и требуемой шероховатости поверхности.

Дополнительные припуски учитывают смещение по поверхности разъема штампа (0,1-2,0 мм), изогнутость и отклонения от плоскостности (0,1-2,0 мм), а также отклонения межосевого расстояния (0,1-6,0 мм).

Вернуться к оглавлению

3. Особенности припусков при свободной ковке по ГОСТ 7062-90

ГОСТ 7062-90 регламентирует припуски и допуски для поковок из углеродистой и легированной стали, изготавливаемых свободной ковкой на прессах. Этот стандарт применяется для поковок массой до 130 тонн с суммарным содержанием легирующих элементов до 10%.

Принципы назначения припусков при ковке

Свободная ковка характеризуется значительно большими припусками по сравнению со штамповкой, что обусловлено меньшей точностью формообразования и большими деформациями металла. Припуски назначаются на номинальные размеры детали с учетом двусторонней обработки поверхностей.

Величина припуска при ковке зависит от двух основных параметров: диаметра (или поперечного размера) детали и ее длины. С увеличением любого из этих параметров припуск возрастает, что связано с большими температурными деформациями и сложностью обеспечения точности при ковке крупногабаритных заготовок.

Особенности выполнения уступов и выемок

При ковке поковок с уступами и выемками необходимо учитывать технологические ограничения. Минимальная высота выполняемого уступа должна быть не менее 30 мм, а минимальная длина выемки определяется шириной бойков используемого пресса. Если конструктивные элементы не могут быть выполнены при ковке, назначаются соответствующие напуски.

Вернуться к оглавлению

4. Система припусков для литых заготовок по ГОСТ Р 53464-2009

ГОСТ Р 53464-2009 "Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку" является действующим национальным стандартом России, заменившим с 1 июля 2010 года межгосударственный стандарт ГОСТ 26645-85. Новый стандарт устанавливает комплексную систему норм точности для отливок из черных и цветных металлов с учетом современных требований производства.

Классы размерной точности отливок

ГОСТ Р 53464-2009 сохраняет систему классов размерной точности отливок, аналогичную предыдущему стандарту, но с некоторыми уточнениями. Стандарт устанавливает 16 классов размерной точности (от 1 до 16), при этом меньшие номера соответствуют более высокой точности. Классы 1-3т применяются для прецизионного литья по выплавляемым моделям, классы 3-5 - для литья в кокиль и под давлением, классы 7-9 - для литья в песчаные формы.

Важной особенностью остается то, что допуски размеров, образованных одной частью литейной формы или одним стержнем, устанавливают на 1-2 класса точнее, чем для размеров, образованных двумя полуформами.

Ряды припусков на обработку

ГОСТ Р 53464-2009 устанавливает 10 рядов припусков на механическую обработку отливок. Выбор ряда припусков зависит от способа литья, требований к точности готовой детали и условий производства. Для каждого ряда припусков установлены значения в зависимости от номинального размера отливки.

Минимальный литейный припуск назначается для устранения неровностей и дефектов литой поверхности, а также для уменьшения шероховатости при отсутствии необходимости повышения точности размеров.

Вернуться к оглавлению

5. Расчет и выбор оптимальных припусков

Выбор оптимальных припусков на механическую обработку требует комплексного подхода, учитывающего технические и экономические факторы. Завышенные припуски приводят к увеличению расхода материала и трудоемкости обработки, а заниженные - к риску получения брака из-за невозможности устранения дефектов заготовки.

Методика расчета припусков

Для определения оптимальных припусков применяется расчетно-аналитический метод, который базируется на анализе факторов, влияющих на формирование припуска. Расчет выполняется последовательно для каждого технологического перехода от готовой детали к заготовке.

При расчете минимального припуска учитываются следующие составляющие:

• Высота микронеровностей поверхности (Rz)
• Глубина дефектного слоя (h)
• Пространственные отклонения (ρ)
• Погрешность установки заготовки (ε)

Оптимизация припусков в условиях производства

На практике оптимизация припусков достигается путем повышения точности заготовок и применения прогрессивных методов обработки. Современные технологии, такие как изотермическая штамповка, литье по газифицируемым моделям, позволяют существенно снизить припуски и приблизить заготовку к форме готовой детали.

Вернуться к оглавлению

6. Факторы, влияющие на величину припусков

Величина припусков на механическую обработку определяется множеством факторов, которые можно разделить на несколько основных групп: технологические, конструктивные и организационные.

Технологические факторы

К технологическим факторам относятся особенности процесса получения заготовки, которые непосредственно влияют на качество поверхности и точность размеров. Для литых заготовок это усадка металла, газовые раковины, неметаллические включения. Для поковок - обезуглероженный слой, окалина, температурные деформации.

Метод нагрева заготовок также существенно влияет на величину припусков. При индукционном нагреве обеспечивается более равномерная температура и меньший обезуглероженный слой по сравнению с пламенным нагревом, что позволяет уменьшить припуски на 15-20%.

Конструктивные факторы

Конструктивные особенности детали определяют сложность получения заготовки и, соответственно, необходимые припуски. К таким факторам относятся:

• Соотношение габаритных размеров детали
• Наличие тонких стенок и ребер
• Сложность конфигурации
• Требования к точности взаимного расположения поверхностей

Влияние материала заготовки

Свойства обрабатываемого материала оказывают существенное влияние на величину припусков. Для легированных и высокоуглеродистых сталей припуски увеличиваются на 10-15% по сравнению с углеродистыми сталями обыкновенного качества. Это связано с большей склонностью к короблению и образованию дефектов при термической обработке.

Вернуться к оглавлению

7. Практические рекомендации по применению стандартов

Правильное применение стандартов на припуски требует не только знания нормативных документов, но и понимания особенностей конкретного производства. Рассмотрим основные практические рекомендации для технологов и конструкторов.

Выбор оптимального метода получения заготовки

При выборе метода получения заготовки следует учитывать серийность производства, требования к точности детали и экономические факторы. Для массового и крупносерийного производства целесообразно применять точные методы (горячая штамповка на КГШП, литье в кокиль), обеспечивающие минимальные припуски. Для единичного и мелкосерийного производства часто экономически оправдано применение свободной ковки или литья в песчаные формы, несмотря на большие припуски.

Учет особенностей последующей обработки

При назначении припусков необходимо учитывать возможности имеющегося оборудования для механической обработки. Если обработка будет производиться на станках с ЧПУ с автоматической коррекцией положения заготовки, допускается уменьшение припусков на 20-30% от табличных значений.

Документирование и контроль

Все назначенные припуски должны быть четко указаны в технологической документации с обязательной ссылкой на применяемый стандарт. На чертеже заготовки указывается точность изготовления в соответствии с требованиями действующих ГОСТов, например:

• Для отливок: "Точность отливки 9-7-5-4 ГОСТ Р 53464-2009"
• Для штампованных поковок: "Исходный индекс 12 ГОСТ 7505-89"
• Для кованых поковок: "Припуски и допуски по ГОСТ 7062-90"

Систематический контроль фактических припусков на готовых деталях позволяет выявить возможности их оптимизации и корректировать технологический процесс для снижения себестоимости продукции.

Вернуться к оглавлению

Источники информации:

1. ГОСТ 7505-89 "Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски" (действующий)
2. ГОСТ 7062-90 "Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовляемые ковкой на прессах. Припуски и допуски" (действующий)
3. ГОСТ Р 53464-2009 "Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку" (действующий, заменил ГОСТ 26645-85)
4. Справочник технолога-машиностроителя / Под ред. А.М. Дальского - М.: Машиностроение, 2021
5. Технология машиностроения: учебник / Л.В. Лебедев и др. - М.: Академия, 2020
6. Приказ Ростехрегулирования от 09.12.2009 № 610-ст о введении ГОСТ Р 53464-2009