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

3.6. Выбор способа получения заготовки

Выбор вида заготовки зависит от конструктивной формы детали, ее назначения, условий работы, материала, объема выпуска деталей. Для правильного выбора способа получения заготовки необходимо, прежде всего, проанализировать, что выгоднее: получить заготовку упрощенной конфигурации и снимать излишек материала резанием или получить более точную заготовку по конфигурации и размерам, приближающимся к готовой детали, и благодаря этому снимать меньше металла на стенках. Чем больше объем выпуска деталей, тем заготовка должна больше приближаться по форме и размерам к готовой детали. Ориентировочно, при выборе способа получения заготовки можно руководствоваться следующими соображениями.

Заготовки для наиболее нагруженных стальных деталей машин несложной конфигурации изготавливаются ковкой или штамповкой. При этом достигается не только требуемая форма заготовки, но и значительно улучшаются ее первоначальные свойства и структура. Заготовки, получаемые свободной ковкой, применяются преимущественно для крупных деталей во всех типах производств, а в единичном и мелкосерийном производстве - и для мелких. При небольшом весе стальные заготовки в крупносерийном и массовом производстве выгоднее штамповать. Деталь из штампованной заготовки более прочная по сравнению с деталью, полученной свободной ковкой. Размеры и форма заготовки в этом случае наиболее близки к окончательным размерам и форме детали. Однако для получения таких заготовок необходимы дорогостоящие штампы, которые окупаются при изготовлении большого количества заготовок.

Заготовки из проката (круглого, квадратного, шестигранного и др.) применяются для деталей, по конфигурации приближающихся к какому-либо виду данного проката, когда нет значительной разницы в поперечных сечениях детали и, следовательно, можно при получении окончательной ее формы избежать снятия большого количества металла.

Для деталей, у которых обрабатываются все поверхности, выбирается наименее точный прокат как более дешевый. В тех случаях, когда часть детали не обрабатывается и является посадочной, размер проката выбирается в соответствии с квалитетом точности чертежа, согласно табл.3.2.

Таблица 3.2

Сталь калиброванная круглая

Заготовки для деталей сложной конфигурации обычно отливают. В производстве строительных и дорожных машин применяются следующие основные методы получения отливок: в землю с ручной и машинной формовкой по деревянным и металлическим моделям, в оболочковые формы, в кокиль, под давлением, по выплавляемым моделям и центробежный.

Установлено три класса точности отливок из чугуна и стали. Класс точности выбирается в зависимости от типа производства. Заготовки первого класса используются в крупносерийном и массовом производствах, а второго и третьего - для серийного и единичного [4, c.99-112; 3, с.116-134].

7. Назначение методов механической обработки отдельных поверхностей заготовки

Анализ рабочего чертежа и технических условий на деталь позволяет установить, какие поверхности деталей и с какой точностью должны быть обработаны, выяснить связи между всеми поверхностями, образующими конструктивные формы детали, определить, какой термической или другим видам обработки должна подвергаться деталь. На основании этих данных назначаются методы обработки каждой отдельной поверхности.

Для этого используют данные о средней экономической точности различных методов механической обработки [4, c.719; 3, с.818]. Для поверхностей, которые требуют точной обработки, сначала намечают метод окончательной обработки, а затем устанавливают необходимую предшествующую обработку с учетом того, что точность при каждом последующем переходе обработки данной поверхности повышается на 12 квалитета.

7. Выбор баз

От правильности выбора баз в значительной степени зависит точность и производительность обработки, сложность приспособления. В качестве баз необходимо выбирать поверхности или их сочетания, относительно которых большинство других ориентировачно размерами и допусками. Надо стремиться к тому, чтобы выбранные базы могли быть использованы для всех иди для большинства операций обработки деталей, а по своим размерам и форме обеспечивать простое и надежное крепление детали в приспособлении без деформации ее от усилий закрепления и резания. Выбранная база при этом не должна вызывать потребности в применении сложных и дорогостоящих приспособлений. Сначала выбирается черновая установочная база исходя из следующих соображений:

а) базовая поверхность должна быть ровной и чистой, точной формы и разме-

ров. На ней не должны располагаться разъемы литейных форм и штампов,

литники и прибыли. Смещение ее относительно других поверхностей

должно быть минимальным.

б) если у деталей обрабатываются не все поверхности, то за черновую базу

следует принимать поверхность, остающуюся не обработанной.

В случае обработки всех поверхностей за базовую принимают поверхность с наименьшим припуском. При выборе чистовых баз необходимо соблюдать принципы единства и совместимости баз, стремиться использовать в качестве этих баз наиболее точно обработанные поверхности.

3.9. Разработка технологического маршрута обработки заготовки

Маршрут обработки устанавливает последовательность изготовления деталей, т.е. разделение всего процесса на операции. Для каждой детали он может быть выполнен в нескольких различных вариантах. При установлении общей последовательности обработки рекомендуется учитывать следующее:

В первую очередь следует обрабатывать технологические базы, затем поверхности с наибольшими припусками, а остальные в последовательности обратной их точности.

Заканчиваться технологический процесс должен обработкой наиболее точной поверхности. Отверстия, если они не служат технологическими базами, следует сверлить тоже в конце технологического процесса. Если деталь подвергается термической обработке по ходу технологического процесса, механическая обработка делится на две части: до термической обработки и после нее. Технологический контроль намечают после этапов обработки, где возможно повышенное количество брака, перед сложными дорогостоящими операциями.

Целесообразно разделить процесс обработки заготовки на отдельные этапы: черновой, чистовой, отделочный и доводочный, черновую обработку отделить от чистовой, а чистовую от отделочной и доводочной, т.е. следует обработать все поверхности сначала начерно, затем начисто и далее производить их отделку и доводку. Исключения составляют жесткие заготовки. Весь объем технологического процесса обработки надо разделить на операции. Степень деления устанавливается в зависимости от вида детали и типа производства. В единичном и мелкосерийном производствах весь объем обработки детали обычно делится на минимально возможное число операций и выполняется на станках общего назначения.

В серийном производстве процесс более дифференцирован на операции, выполняемые на станках общего назначения, специализированных и автоматах. В крупносерийном и массовом производстве процесс может быть построен по принципу дифференциации на элементарные операции или по принципу концентрации операций, но предпочтителен последний, как дающий наибольшую технико-экономическую эффективность. Степень концентрации некоторых операций иногда предопределена техническими требованиями к точности детали. Например, при высоких требованиях к взаимной концентричности наружных и внутренних поверхностей вращения или перпендикулярности поверхности вращения к прилегающей плоской поверхности, обработку их следует совмещать в один установ, так как это простейший и самый надежный способ достижения точности обработки для данного случая. На основании расчленения процесса обработки детали на операции составляется маршрутная технология ее обработки. В нее включаются как механические, так и все термические, термохимические и другие, предусмотренные чертежом виды обработок и операции контроля. Место термической обработки в общем технологическом процессе изготовления детали определяется ее назначением:

1) ликвидация внутренних напряжений.

2) улучшение обрабатываемости.

3) повышение физико-механических свойств материала до значений, требуемых техническими условиями на изготовление детали.

Термическую обработку, требующую оборудования, которое не размещается, как правило, в механическом цехе, всегда выгодно выполнять до механической обработки или же после нее. В таком случае процесс механической обработки не прерывается.

Как правило, заготовки-поковки и заготовки-отливки подвергают термической обработке (нормализации, отжигу, старению) с целью снятия внутренних напряжений. Вместе с этим выравнивается неоднородность структуры материала (это важно, если требуется последующая закалка) и улучшается обрабатываемость материала. Эти операции выполняются до механической обработки или после выполнения обдирочных операций. Однако избежать разрыва процесса механической обработки, если требуется повышение физико-механических свойств (твердости, прочности), тем труднее, чем более ответственна деталь по своему назначению.

Улучшение физико-механических свойств детали достигается общей и поверхностной закалкой, химико-термической обработкой (цементацией, азотированием и т.п.). Эти виды обработки обычно применяются перед окончательными операциями. Выполнению их после механической обработки препятствует то, что деталь в процессе термообработки теряет полученную точность. Так общая закалка детали сопровождается значительной ее деформацией. После закалки деталь исправляют шлифованием или правкой и шлифованием, если твердость ее превышает 40 НRС. При меньшей твердости возможна окончательная обработка лезвийным инструментом. Поверхностная закалка не вызывает заметной деформации детали, поэтому ее выполняют перед окончательным шлифованием. Цианирование и азотирование выполняют после шлифования, перед окончательной обработкой.

В маршрутной технологии указывается примерное содержание операций, их последовательность и предварительно намечается оборудование, приспособление, инструмент, необходимые для выполнения операций. Уточнение типа и модели оборудования, разделение операций на переходы, проходы, установы, позиции, назначение операционных припусков и размеров, режимов, обработки, окончательный выбор приспособлений и инструмента и т.д. осуществляются при разработке технологических процессов на каждую операцию (операционной технологии). Следует иметь в виду, что в процессе разработки операционной технологии уточняется степень концентрации и последовательность выполнения операций. Для каждой детали может быть разработано несколько вариантов маршрутной технологии.

3.10. Предварительный выбор оборудования

Предварительно группа оборудования выбирается при назначении метода обработки поверхностей. Модель станка выбирается прежде всего по возможности обеспечить точность размеров формы и качества поверхности изготовляемой детали. Если эти требования можно обеспечить обработкой на различных станках, то определенную модель выбирают по следующим признакам: соответствие станка по габаритам обрабатываемой детали, по производительности или заданному объему выпуска деталей. [5, с. 568; 6, с. 563].

3.11. Разработка технологических операций

Проектируя технологическую операцию, необходимо стремиться к уменьшению ее трудоемкости. Производительность обработки зависит от режимов резания, количества переходов и рабочих ходов, последовательно­сти их выполнения. Число и последовательность технологических переходов зависят от вида заготовки и точности детали.

На каждый пере­ход механической обработки желательно составить операционный эскиз.

3.12. Расчет припусков

Всякая заготовка, предназначенная для дальнейшей механической обработки, изготавливается с припуском против размеров готовой детали.

Устанавливая размеры припусков на обработку, необходимо указать допустимые отклонения промежуточных размеров обрабатываемых поверхностей и заготовок, т.е. допуски на них. Определение величины минимального припуска на обработку производится по следующим формулам:

- на одну сторону припуск при обработке плоских поверхностей

• симметричный припуск на диаметр при обработке наружных и внутренних

поверхностей вращения

где - высота микронеровностей поверхности на предшествующем

переходе;

- глубина дефектного поверхностного слоя, полученного на предшествующем переходе или при изготовлении заготовки (обезуглероженный или отбеленный слой и др.);

- суммарное значение пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей, оставшихся после выполнения предшествующего перехода (отклонение от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности);

- погрешность установки при выполняемом переходе.

Общий припуск на обработку равен сумме промежуточных припусков по всем технологическим переходам процесса обработки - от заготовки до готовой детали.

Действительные припуски на обработку в партии заготовок колеблются в пределах от до .