Czynniki wpływające na wybór wielkości naddatku
Wielkość całkowitych naddatków na obróbkę zależy przede wszystkim od sposobu wykonania półfabrykatu. Sposób wykonania półfabrykatu wpływa na dokładność jego wymiarów i kształtów oraz na grubość uszkodzonej warstwy powierzchniowej metalu.
Dokładność wykonania półfabrykatów omówiliśmy w rozdziale „Wytwarzanie półfabrykatów". Im dokładniejszy ma być sposób wykonania półfabrykatu, tym mniejsze możemy dawać naddatki na obróbkę. Dla odlewów największe naddatki przyjmuje się w przypadku formowania ręcznego, mniejsze — przy formowaniu maszynowym, a jeszcze mniejsze — przy odlewaniu kokilowym. Podobnie dla odkuwek, największe naddatki przyjmuje się przy kuciu swobodnym, mniejsze — przy kuciu matrycowym, a jeszcze mniejsze dla odkuwek kalibrowanych. Dla półfabrykatów z prętów walcowanych, a tym bardziej z prętów ciągnionych (w przypadku obróbki na automatach tokarskich), przyjmuje się zwykle naddatki mniejsze niż dla odlewów i odkuwek.
Grubością uszkodzonej powierzchniowej warstwy metalu nazywamy grubość naskórka, do którego przywarły resztki masy formierskiej lub zgorzeliny, grubość warstwy odwęglonej, wysokość nierówności powierzchni oraz głębokość wad powierzchniowych materiału, jak np. pęknięć, rys, skaz, itp. W odlewach grubość tej warstwy zależy od jakości masy formierskiej, procesu formowania, konstrukcji modeli oraz rodzaju i jakości odlewanego metalu, w odkuwkach natomiast — od temperatury i czasu nagrzewania w piecu przy tej temperaturze, temperatury początku i końca kucia, rodzaju i konstrukcji pieców grzewczych, liczby nagrzań i własności metalu półfabrykatu. Grubość uszkodzonej warstwy powierzchniowej, zależnie od materiału, kształtów i wymiarów przedmiotu, wynosi przeciętnie dla odlewów z żeliwa szarego 1-4-2 mm, dla odlewów staliwnych — 1-4-3 mm, dla odkuwek swobodnych — l,5-f-3 mm, dla odkuwek matrycowych — 0,5-M,5 mm, a dla materiałów walcowanych — 0,5-=-l,0 mm. Wielkość naddatku musi zapewniać usunięcie warstwy uszkodzonej przy obróbce zgrubnej.
Na wielkość naddatku wpływa również materiał półfabrykatu. Naddatki dla odlewów staliwnych są znacznie większe niż dla odlewów żeliwnych, gdyż odlewy te wykazują zwiększoną skłonność do odkształceń (paczenia się), spowodowaną między innymi wyższą temperaturą topnienia staliwa. Odwrotnie sprawa przedstawia się z odlewami ze stopów lekkich. W porównaniu z odlewami żeliwnymi w tym przypadku przyjmuje się mniejsze naddatki, ponieważ występują mniejsze odkształcenia, zmniejszone grubości warstwy uszkodzonej oraz inne jeszcze przyczyny, które towarzyszą procesowi zastygania.
Dalszymi czynnikami wpływającymi na wielkość naddatków są: wymiary i kształt przedmiotu, sposób jego ustawienia na obrabiarce "i wielkość produkcji. Im większy jest wymiar przedmiotu, tym większy jest całkowity naddatek na obróbkę. Spowodowane jest to trudnościami ustawienia na obrabiarkach dużych półfabrykatów oraz tym, że większe odlewy podlegają większym odkształceniom podczas zastygania, a odkuwki — podczas obróbki cieplnej. Z tej samej przyczyny przedmiot o bardziej złożonych kształtach wymaga większych naddatków. Jeżeli przedmiot jest obrabiany całkowicie przy zastosowaniu jednej podstawy obróbkowej, naddatki mogą być mniejsze niż w przypadku zmiany podstaw. Wszystkie więc zmiany zamocowań przedmiotu wywołują potrzebę zwiększenia naddatków. W przypadku produkcji seryjnej, a szczególnie masowej, naddatki mogą być nieco mniejsze niż przy produkcji jednostkowej, ponieważ ze wzrostem produkcji rośnie zwykle poziom techniczny, a opracowanie procesu technologicznego jest coraz bardziej dokładne i wnikliwe.
Operacje obróbki cieplnej wykonywane między operacjami obróbki mechanicznej wpływają na zwiększenie naddatków na następujące po nich operacje, ponieważ obróbka cieplna powoduje zazwyczaj pojawienie się odkształceń przedmiotów i zmianę struktury ich warstwy powierzchniowej.
Na wielkość naddatku mają również duży wpływ warunki techniczne dotyczące dokładności wymiarów, kształtu i położenia oraz gładkości powierzchni. Im większa jest wymagana dokładność obróbki i gładkość powierzchni gotowego wyrobu, tym bardziej jest złożony proces technologiczny, a w związku z tym naddatki na obróbkę zwiększają się.
Z przytoczonych uwag wynika, że liczba czynników wpływających na wielkość naddatków obróbkowych jest duża i właściwe określenie tych wielkości nie jest sprawą prostą. Niektóre wytwórnie opracowały na podstawie doświadczeń własne tablice naddatków. Takie tablice mogą być, oczywiście, używane tylko w danej wytwórni lub w wytwórni o produkcji podobnej, zarówno pod względem jakości, jak i ilości.
W tabl. 19 podano naddatki na obróbkę odlewów z żeliwa szarego, wykonywanych w formach piaskowych, wg GOST 1855-45. Naddatki uzależnione są od największego wymiaru odlewu, rodzaju produkcji, a więc od sposobu formowania oraz stopnia skomplikowania odlewu.
Naddatki na obróbkę odkuwek swobodnie kutych określono w normie PKN/H-94101 dzieląc je na trzy klasy w zależności od trudności wykonania 1). W tabl. 20 podano według tej normy naddatki na obróbkę swobodnie kutych odkuwek trudnych (do których zaliczamy odkuwki typowych elementów silnikowych) ze stali węglowych i stopowych o zawartości dodatków stopowych do 5%.
W tabl. 21 podano najmniejsze naddatki dla stalowych odkuwek matrycowych wg PKN/H-94300, a w tabl. 22 naddatki (na średnicę) dla półfabrykatów walcowanych o normalnej dokładności2).