Припуск на механическую обработку отливки — это слой металла, который снимают резцом, чтобы получить размер и шероховатость по чертежу детали. Для чугунных и стальных отливок в России его назначают по ГОСТ Р 53464-2009, который с 1 июля 2010 года заменил ГОСТ 26645-85. По практике нашего цеха суммарный припуск лежит в диапазоне от 2 до 20 мм по чугуну и от 4 до 28 мм по стали — конкретная цифра зависит от габарита отливки, класса точности и того, где поверхность стоит в форме.
Ниже — таблицы, по которым мы считаем, и то, что обычно выясняется уже в переписке с конструкторским отделом заказчика.
Что такое припуск и каким он бывает
Различают три уровня.
Общий припуск — весь слой металла, который уйдёт в стружку за весь маршрут обработки, от обдирки до финиша. Он равен сумме операционных: Z_общ = Z1 + Z2 + … + Zn.
Операционный, или промежуточный, припуск — то, что снимают на одном переходе. Он всегда меньше общего, и именно его нормируют в техпроцессе под конкретный станок и инструмент.
Минимальный припуск — слой, которого хватит, чтобы гарантированно выйти за пределы дефектного слоя литейной корки и попасть в поле допуска детали. Считать его от номинала бессмысленно: считать надо от наибольшего предельного размера отливки, потому что заготовка всегда «дышит» в плюс.
Отдельная история — как записывают припуск в чертеже. Есть односторонний, его называют «на сторону»: это плоскости, торцы, уступы. И есть двусторонний, «на диаметр»: тела вращения, отверстия. Разница принципиальная и стоит денег. Если технолог прочитал припуск 4 мм «на диаметр» как 4 мм «на сторону», деталь уйдёт в минус и её останется только отливать заново. Ошибка встречается часто, потому что в старых чертежах запись бывает без оговорки.
Припуск, усадка и напуск — три разные вещи
Заказчик открывает чертёж отливки, видит размер на пару миллиметров больше, чем в детали, и решает: завод переливает металл. Иногда он прав. Чаще нет.
Припуск снимают механической обработкой. Он существует потому, что литьё не даёт ни чистоты поверхности, ни точности размера готовой детали.
Усадку компенсируют в размерах модельной оснастки — она физическое свойство сплава, а не технологический запас. Мы закладываем увеличение модели, а после остывания отливка приходит к номиналу.
Напуск — сознательное упрощение формы. Отверстие сложной конфигурации дешевле не отливать, а просверлить целиком; тогда в теле отливки напуска нет вообще, металл там просто остаётся. Иногда напуск делают, наоборот, чтобы убрать тонкое сечение и не ловить недолив.
Обычно советуют считать эти три величины по отдельности и складывать. На практике так никто не делает: конструктор сразу проектирует тело отливки под маршрут обработки, и напуск с припуском там уже слиты в один контур.
От чего зависит величина припуска
Способ литья задаёт базовый уровень точности. Литьё в песчаные формы грубее кокиля, кокиль грубее литья под давлением.
Материал: у стали припуски больше, чем у чугуна при том же габарите. Сталь сильнее садится и охотнее коробится, поэтому запаса нужно больше.
Наибольший габаритный размер отливки и номинальный размер конкретной поверхности учитывают раздельно. Крупная отливка с мелким обрабатываемым бобышком не получает припуск «по габариту».
Класс точности размеров, степень коробления, степень точности поверхностей — это тот самый комплекс, который назначают в технических требованиях.
Положение поверхности при заливке. Верх формы — самое грязное место: туда всплывают шлак и газовые включения, поэтому припуск на верхних поверхностях всегда больше, чем на нижних и боковых. В таблицах это отдельная строка, и игнорировать её нельзя.
Тип производства. В массовом производстве оснастку окупают точную, припуски минимальные. В единичном проще дать запас.
Термообработка. Если деталь после отливки идёт на отжиг или нормализацию, к припуску добавляют на коробление. Отливка, которая была ровной после формовки, после печи приходит винтом.
Как устроен ГОСТ Р 53464-2009
Точность отливки задаётся не одним числом, а комплексом показателей. Класс точности размеров, степень коробления, степень точности поверхностей, класс точности массы, допуск смещения.
В технических требованиях это записывают строкой. Пример: Точность отливки 8-5-4-7 См 0,8.
Читается так: 8 — класс точности размеров, 5 — степень коробления, 4 — степень точности поверхностей, 7 — класс точности массы, См 0,8 — допуск смещения отливки по плоскости разъёма, 0,8 мм. Если какой-то показатель не нормируют, на его месте ставят ноль. Например, 8-0-4-7 означает, что коробление не регламентировано.
Класс точности мы с вами согласуем до того, как резать оснастку. Дешевле обсудить это на этапе чертежа, чем переделывать модель.
Почему ГОСТ 26645-85 больше не действует в РФ
ГОСТ 26645-85 «Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку» утратил силу с 1 июля 2010 года. Его заменил ГОСТ Р 53464-2009 с тем же названием и той же областью применения — стандарт гармонизирован с ISO 8062.
Живёт 26645-85 по двум причинам. Первая: по нему выполнены чертежи и модельная оснастка огромного количества деталей, которые до сих пор в производстве, и перечерчивать их никто не станет. Вторая: в старых КБ и учебных пособиях на него по-прежнему ссылаются.
Практический вывод простой. Новую отливку считаем по ГОСТ Р 53464-2009. Деталь по чертежу восьмидесятых — по ГОСТ 26645-85, чтобы размеры сошлись с оснасткой, которая уже лежит на складе. В технических требованиях при этом указывают действующий стандарт, а ссылку на старый оставляют только в скобках, для сверки.
Таблица припусков на механическую обработку по классам точности
Данные по ГОСТ Р 53464-2009, припуск на сторону, мм.
| Номинальный размер, мм | 3т | 4т | 5т | 6т |
|---|---|---|---|---|
| до 10 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 3,0 |
| 10–16 | 1,2 | 1,8 | 2,5 | 3,5 |
| 16–25 | 1,5 | 2,0 | 3,0 | 4,0 |
| 25–40 | 2,0 | 2,5 | 3,5 | 5,0 |
| 40–63 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 6,0 |
| 63–100 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 7,0 |
| 100–160 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 8,0 |
| 160–250 | 5,0 | 6,0 | 7,0 | 10,0 |
Ряд выбирают не «на глаз»: сначала по степени точности поверхности, потом корректируют по положению поверхности при заливке. Верхние поверхности берут по большей строке. Для единичного и мелкосерийного производства стандарт допускает увеличенные значения — и мы этим пользуемся, потому что гнаться за минимальным припуском в партии из трёх деталей экономически бессмысленно.
Припуски на обработку чугунных отливок по ГОСТ 26645-85
Справочно, для чертежей, выполненных по старому стандарту. Припуск на сторону, мм. В ячейке первое число — I класс точности, второе — II, третье, где приведено — III.
| Габарит отливки, мм | Положение поверхности | до 50 | 50–120 | 121–260 | 261–500 |
|---|---|---|---|---|---|
| до 120 | верх | 2,5 / 3,5 | 2,5 / 4,0 / 4,5 | — | — |
| до 120 | низ, бок | 2,0 / 2,5 | 2,0 / 3,0 / 3,5 | — | — |
| 121–260 | верх | 2,5 / 4,0 | 3,0 / 4,5 / 5,0 | 3,0 / 5,0 / 5,5 | — |
| 121–260 | низ, бок | 2,0 / 3,0 | 2,5 / 3,5 / 4,0 | 2,5 / 4,0 / 4,5 | — |
| 261–500 | верх | 3,5 / 4,5 | 3,5 / 5,0 / 6,0 | 4,0 / 6,0 / 7,0 | 4,5 / 6,5 / 7,0 |
| 261–500 | низ, бок | 2,5 / 3,5 | 3,0 / 4,0 / 4,5 | 3,5 / 4,5 / 5,0 | 3,5 / 5,0 / 6,0 |
Данные приведены по ГОСТ 26645-85, утратившему силу в РФ. Для новых чертежей применяют ГОСТ Р 53464-2009.
Обратите внимание на разброс между верхней и нижней строкой при одном габарите. Отливка 300 мм с обрабатываемой плоскостью на верху формы получает 3,5–4,5 мм припуска, а такая же плоскость внизу — 2,5–3,5 мм. Разница целиком уходит в шлаковую корку.
Припуски по способам литья
| Способ литья | Минимальный припуск, мм | Обычный припуск, мм | Точность | Производство |
|---|---|---|---|---|
| Песчаные формы | 2,0–3,0 | 3,0–6,0 | IT14–IT16 | единичное, серийное |
| ХТС | ближе к нижней границе | 3,0–5,0 | IT13–IT15 | единичное, серийное |
| Кокиль | 1,0–2,0 | 2,0–4,0 | IT12–IT14 | серийное, массовое |
| Литьё под давлением | — | 1,0–2,0 | самое высокое | массовое |
Формовка в ХТС по припускам выигрывает у обычной песчаной формы не потому, что смесь «лучше». Форма из холоднотвердеющей смеси держит размер точнее: она застывает вокруг модели и не даёт той осадки, которая есть у сырой смеси при заливке. Поэтому припуск можно сдвинуть к нижней границе, а иногда и вовсе убрать обработку с поверхности, которая раньше шла под резей.
Отдельно про материалы. Стальная отливка того же габарита, что чугунная, требует припуска на 30–40% больше. Сталь даёт усадку в несколько раз выше серого чугуна и склонна к короблению при остывании в форме. Для 110Г13Л с его аустенитной структурой добавляется ещё и то, что материал в обработке вязкий, поэтому запаса под обдирку закладывают с запасом.
Живые ориентиры из цеха
Минимальный слой на обдирочной операции — 2–3 мм. Тоньше снимать нельзя не из-за станка, а из-за корки: резец идёт по литейной поверхности с пригаром и песком, кромка садится за считаные минуты, и дальше вы работаете уже по изношенному инструменту. Ободрали корку за один проход — дальше можно идти на чистовых режимах.
Суммарный припуск по чугунным отливкам у нас ложится в 2–20 мм, по стальным — в 4–28 мм. Верхние значения — это крупные корпусные детали с обработкой по нескольким плоскостям и термообработкой в маршруте.
Отверстия литьём выполняют не всегда. Ориентир по минимальному отливаемому диаметру: 15–20 мм в массовом производстве, 25–30 мм в серийном, 40–50 мм в единичном. Всё, что мельче, дешевле сверлить целиком — стержень на отверстие 12 мм стоит дороже, чем операция сверления, и ломается чаще.
На верхних поверхностях припуск увеличивают. Это не перестраховка: шлаковые и газовые включения всплывают вверх, и если снять только чистый металл по номиналу, под резей останется раковина. Мы в таких случаях либо поднимаем припуск, либо ставим прибыль и переводим дефект в прибыльную часть.
Что мы делаем с припусками на заводе
Литейный и механический цеха стоят на одной площадке. Технолог, который рассчитал припуск на отливку, ведёт её дальше сам: токарные, фрезерные, координатно-расточные и шлифовальные операции. Никто не перекладывает ответственность на подрядчика, потому что подрядчика нет.
Льём в холоднотвердеющие смеси: серый чугун СЧ10–СЧ35, легированный ЧХ, антифрикционный АЧС, стали 20Л–45Л и 110Г13Л. Обработку ведём в 6–8 квалитетах, шероховатость обработанных поверхностей — до Ra 3,2. Подробнее о нашем варианте — механическая обработка металла на заказ.
Берём от одной штуки. Минимальной партии нет, и это важно для ремонтных задач. Если заготовка пришла от другого изготовителя, припуски и базы согласовываем отдельно под партию: чужую отливку мы не считаем по своей оснастке. Для мелких партий втулок и корпусов держим ходовые чугунные заготовки круг и втулки.
Где чаще всего ошибаются с припуском
Припуск назначают по опыту, а не по таблице, и получают либо лишние килограммы стружки, либо брак по минусу. Второе дороже.
Путают «на сторону» и «на диаметр». Особенно на отверстиях.
Не учитывают коробление при термической обработке. Отливка проходит печь, приходит изогнутой, и припуска на выправку уже нет.
Закладывают обработку на поверхностях, которые литьём идут в размер. Литейный радиус, литейный уклон и шероховатость от формы иногда полностью устраивают по чертежу — обработка там не нужна, а её закладывают «на всякий случай».
Не учитывают, что мелкие отверстия и пазы выгоднее сверлить и фрезеровать, чем отливать. Это экономика, а не технология.
Частые вопросы
Что такое припуск на механическую обработку? Слой металла на поверхности отливки, который снимают резанием, чтобы получить размеры, форму и шероховатость по чертежу детали.
По какому ГОСТу назначают припуски на отливки сейчас? По ГОСТ Р 53464-2009. Он действует в РФ с 1 июля 2010 года и гармонизирован с ISO 8062.
Действует ли ГОСТ 26645-85? В России он утратил силу с 1 июля 2010 года. По нему выполнены чертежи множества деталей, которые ещё в производстве, поэтому в переписке с КБ он встречается постоянно.
Чем припуск отличается от усадки и напуска? Припуск снимают механической обработкой. Усадку компенсируют в размерах модели. Напуск — упрощение формы отливки ради удешевления литья.
Припуск «на сторону» и «на диаметр» — это одно и то же? Нет. «На сторону» — односторонний, для плоскостей и торцов. «На диаметр» — двусторонний, для валов и отверстий, и он вдвое больше при том же обозначении.
Какой минимальный слой металла снимают за один проход? 2–3 мм на обдирке. Меньше не имеет смысла из-за литейной корки, которая сажает кромку инструмента.
Можно ли уменьшить припуск? Да, если поднять класс точности отливки. Это значит другую оснастку, другую формовку и другой уровень контроля, поэтому решение принимают до изготовления модели, а не после.
Нужен ли припуск на необрабатываемых поверхностях? Нет. Там задают литейные радиусы, уклоны и допуск по стандарту, а не припуск.
Расчёт припусков по вашему чертежу
Пришлите чертёж (PDF, DWG, DXF) или 3D-модель (STEP, IGES), марку материала и требования по точности. За один рабочий день вернём стоимость, сроки и наши припуски с обоснованием. Работаем по договору, по безналу с НДС и без. Доставка по России, возможен самовывоз.
Телефон: +7 (4932) 39-70-31. Почта: rlmz@mail.ru.
Отдельно замечу: если в чертеже припуск не проставлен вообще, мы его не берём «по стандарту в среднем». Считаем по конкретному маршруту обработки, потому что припуск, назначенный без учёта того, где вы будете базировать деталь, всегда оказывается либо малым, либо избыточным.