Материал: Курсовое проектирование по технологии машиностроения, производству и ремонту пт и сдм. Шамаев И.А

где - максимальный припуск,

- допуск по размеру на предшествующем переходе,

- допуск по размеру на выполняемом переходе,

- допуск на припуск.

Номинальный припуск на обработку для наружных поверхностей

Для внутренних поверхностей

где - нижние отклонения по размерам соответственно на предшествующем и выполняемом переходах;

- верхние отклонения по размерам соответственно на предшествующем и выполняемом переходах.

Значение припусков необходимо для определения промежуточных размеров заготовки, расчета режимов резания.

3.12.1. Порядок расчета припусков на обработку

Составляется расчетная карта по форме [4, с. 196; 3, с. 193]. В нее заносятся все технологические переходы в последовательности их выполнения по обработке поверхности. Для каждого перехода, исключая последний, записываются значения: высоты микронеровностей R_z, глубины дефектного слоя, T(h) суммарного пространственного отклонения расположения поверхностей , погрешности установки, , допуска на размер из справочников [4, с. 719, 2535, 166181; 3, с. 718, 4148, 180191]. Допуски и параметры качества поверхности на последнем технологическом переходе определяются по чертежу детали.

Для серого и ковкого чугуна, цветных металлов и сплавов после первого технологического перехода и для стали после термической обработки значение глубины дефектного слоя не учитывается, а также исключаются те погрешности, которые не могут быть устранены при выполняемом переходе: смещение и увод оси отверстия при протягивании, развертывании плавающей разверткой и др.

Затем рассчитываются минимальные припуски Z_min на обработку по всем технологическим переходам и их результаты заносятся в соответствующую графу расчетной таблицы. Для последнего перехода в графу "Расчетный размер" записывается наименьший (для вала) или наибольший (для отверстия) размер обрабатываемой поверхности по чертежу детали.

Размеры по предшествующим переходам определяются путем прибавления к наименьшему размеру последующего перехода минимального припуска Z_min (для валов) или вычитанием его (для отверстий). Результаты расчетов округляются до знака на размер допуска данного перехода и заносятся в графу "Расчетный размер". Наибольшие (для вала) или наименьшие (для отверстия) определяются путем прибавления (для валов) или вычитанием (для отверстий) допусков к округленному наименьшему (наибольшему) размеру. Максимальное значение припуска Z_max определяется как разность наибольших размеров предшествующего и выполняемого перехода. Общие припуски Z_Omax и Z_Omin определяются суммированием промежуточных припусков на обработку. Проверяют правильность расчетов по формулам

где - соответственно допуски на заготовку и деталь.

При изготовлении детали из проката его минимальный диаметр определяют по формуле

где - минимальный размер наибольшего диаметра ступени вала.

Поскольку прокат по диаметру тестирован, то принимается ближайший по сортаменту, при этом действительный припуск

где - минимальный диаметр проката;

- минимальный размер шейки вала с наибольшим размером.

3.13. Выполнение чертежа заготовки

После расчета припусков на обработку определяются размеры заготовки, позволяющие выполнить ее чертеж. Чертеж заготовки разрабатывается по рабочему чертежу детали, предусматривая необходимые общие припуски на обработку и оформляя конфигурацию заготовки в соответствии с технологическими возможностями выбранного ранее способа ее получения (литейные или штамповочные уклоны, напуски и т.д.).

На чертеже заготовки дается контур готовой детали, указываются размеры, допуски на ее изготовление, припуски на механическую обработку по всем поверхностям, а также расположение уклонов, облегчающих удаление заготовки из штампа у поковок, расположение литников у отливок и т.д.

В случае проектирования технологических процессов изготовления детали из проката указываются его необходимые размеры и профиль.

Характеристики и примеры применения заготовок, получаемые различными способами, приведены в справочниках [4, с.99160; 3, с. 114174].

3.14. Окончательный выбор оборудования, приспособлений и инструмента

Выбор станка прежде всего определяется исходя из вида и метода обработки, в соответствии с конструкцией и размерами обрабатываемой заготовки [ 5, с. 768; 6,

с. 565]. Если выполнение этого требования можно достигнуть на различных станках, то выбор того или иного типа станка следует производить на основе следующих соображений:

1. соответствие основных размеров станка габаритным размерам обрабатываемой заготовки, а производительности - количеству подлежащих обработке в течении года деталей.

2. возможно более полное использование станка по мощности и времени

Для единичного и мелкосерийного производств применяется оборудование универсальное, для серийного - специализированное, для крупносерийного и массового - специальное высокопроизводительное.

Приспособления для выполнения на данном станке намеченной операции выбираются в зависимости от типа производства. В единичном и мелкосерийном производстве широко применяется обработка с приспособлениями универсального типа, которые обычно являются принадлежностью станков [5,с. 7184]. В крупносерийном и массовом производстве применяются главным образом специальные приспособления, которые сокращают вспомогательное и основное время больше, чем универсальные при более высокой точности обработки [5, с. 84139; 6, с. 66110]. Если требуются приспособления универсального типа, являющееся принадлежностью станка (тиски, люнет, делительная головка и т.п.), то в технологической карте указывается только его наименование и ГОСТ. Если же для данной операции требуется специальное приспособление, то в технологической карте указывается "специальное приспособление".

Режущий инструмент выбирается одновременно с выбором станка и приспособления для каждой операции. Он должен обеспечить достижение наибольшей производительности, требуемых точности и чистоты обработки поверхности. В технологической карте должна быть указана краткая характеристика инструмента:

наименование и размер, марка материала и номер стандарта или нормали в случае применения -стандартного или нормализованного инструмента [5, с.140412; 6, с, 111260]. Если для данной операции требуется специальный инструмент, то в технологической карте отмечается "специальный инструмент" .

Выбор инструмента и материала его режущей части зависит от следующих основных факторов: вид станка, метода обработки, режимов и условий работы, материала обрабатываемой детали, ее размера и конфигурации, требуемых точности и чистоты обработки, вида производства.

Выбор материала режущей части инструмента оказывает большое влияние на производительность и себестоимость обработки. Для изготовления режущего инструмента применяются следующие материалы:

а) инструментальные стали углеродистые (У7, У9 и др.), легированные (Х12, 9ХС и др.); быстрорежущие (Р-9, Р-18);

б) твердые сплавы (ВК-8, Т5К10 и др.);

в) минералокерамические сплавы (ТВ-48, ЦМ-322);

г) алмазы естественные и искусственные;

д) абразивы естественные и искусственные (корунд, электрокорунд и др.).

Вследствие высокой режущей способности рекомендуется широко применять металлокерамические твердые сплавы и минералокерамические сплавы. Титановольфрамовые твердые сплавы применяют, главным образом, для обработки сталей. Так как повышение содержания титана повышает одновременно с режущей способностью хрупкость сплава, то при тяжелых условиях работы (обдирка с переменным припуском, наличие ударной нагрузки, недостаточная жесткость системы СПИД) применяют сплавы с низким содержанием титана (Т5К10, Т5К12В и др.), а для отделочных работ - с высоким (Т3ОК4, Т15К6 и др.).

Для обработки чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов применяют вольфрамовые сплавы. Для черновой обработки чугуна предназначаются сплавы с более высоким содержанием кобальта ВК-10, и др., а чистовой обработки и обработки цветных металлов и закаленных сталей - с низким.

Инструментальные стали широко применяются:

а) при невозможности полностью использовать режущие свойства твердых сплавов в связи с недостаточной скоростью и мощностью станка, несбалансированностью детали и др.;

б) для сложных и фасонных инструментов.

Наибольшее применение для режущего инструмента из инструментальных сталей нашла быстрорежущая [5, с. 148151;6, с. 114118]. Легированные стали, незначительно деформирующиеся при термообработке, применяются для изготовления фасонных инструментов сложной конфигурации, работающих при низких скоростях резания. Углеродистые стали чаще всего используются для мелких инструментов. Абразивные материалы применяются, главным образом, для окончательной обработки детали (шлифование, хонингование и др.).

Наряду с режущим инструментом при разработке технологического процесса указывается и измерительный инструмент, необходимый для измерения в процессе обработки заготовки, с краткой характеристикой: наименование, тип, размер. Измерительный инструмент выбирается в зависимости от точности и формы измеряемой поверхности, а также типа производства. При единичном и мелкосерийном производствах применяется измерительный инструмент общего назначения (штангенциркули, микрометры и др.).

В крупносерийном и массовом производстве с частой повторяемостью деталей одних и тех же размеров применяется жесткий специальный измерительный инструмент - калибры и шаблоны, а также измерительные приспособления, приборы, автоматические устройства. Измерительный инструмент выбирается по справочникам [5, с. 29534; 6, с. 476482].

3.15. Определение режимов обработки заготовки

По основным видам станочных работ режимы устанавливают в такой последовательности:

1 ). определяется глубина резания;

2). исходя из глубины резания, устанавливается подача;

3). по глубине резания, подаче и стойкости инструмента определяется скорость, сила и мощность резания.

Глубину резания при черновой обработке выбирают такой, чтобы максимальный припуск был снят за один проход, если это допускает конструкция режущего инструмента и требуемая точность обработки. В противном случае обрабатывают поверхность за несколько проходов. Обычно глубина резания для первого прохода принимается равной 2/3 максимального значения припуска. При чистовой обработке глубину резания устанавливают равной максимальному припуску на эту обработку.

Подача при черновой обработке выбирается с учетом ограничивающих се факторов: жесткость и прочность системы СПИД, мощность привода станка [5, с. 418469; 6, с. 261303]. При чистовой обработке резцом максимадьно допустимая подача, исходя из требуемой чистоты обработки, определяется по формуле

где - максимальная высота микронеровностей на обрабатываемую поверхность, мкм; r - радиус закругления при вершине резца в плане, мм; t - глубина резания, мм; , ₁ - соответственно главный и вспомогательный угол в плане резца, в градусах; C_n, x, y, u, z - коэффициент и показатели, зависящие от обрабатываемого материала. Для стали С_n = 0.008; y = 1,4; u = 0.7; x =0,1; z= 0,35. Для чугуна С_n = 0.0045; у = 1,25; u= 0.75; x = 0,25; z = 0,5.

Выбранная подача для черновой и рассчитанная для чистовой обработок корректируется по станку выбором ближайшего меньшего значения (если станок имеет ступенчатые подачи).

Так как в справочниках не указаны все значения подач, то, пользуясь тем, что эти величины в станкостроении нормализованы, их определяют по коэффициенту геометрической прогрессии согласно зависимости

где  - коэффициент геометрической прогрессии, определяемый по формуле

где - соответственно максимальное и минимальное значение подачи;

z - число ступеней подач [5, c.968; 6, c.565].

В станкостроении знаменатели нормализованы и имеют следующие значения: 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2,00. Расчетное значение коэффициента корректируется по ближайшему стандартному. После корректировки составляют ряд подач для станка:

и т.д.