Проектирование заготовок

а также допуск на диаметр пов. 5 заготовки: .

Расчет диаметральных размеров заготовки может быть выполнен в порядке, обратном по отношению к последовательности обработки пов. 5, т.е. первой рассмотрим оп. 40, на которой должны быть выполнены допуск на диаметр пов. 5 детали и шероховатость обработанной поверхности R_a=2,5 мкм (R_z=10 мкм).

Задачей этого этапа расчета является назначение минимального и расчет максимального припусков на обработку, допуска на обработку на предшествующей операции 30 и диаметральных размеров поверхности 5, которые должны быть получены на операции 30 (межоперационных технологических размеров).

Минимальный припуск должен быть больше суммы радиального биения, погрешности установки на оп. 40 и глубины дефектного слоя. В рассматриваемом примере он принят: .

Следующим фактором, рассчитываемым технологом, является допуск на диаметр пов. 5 заготовки, получаемый на предыдущей операции т.е. на оп. 30. Он может быть в первом приближении вычислен по допуску, обеспечиваемому на оп. 40, и уточнению .

Отношение допуска на предыдущей операции к допуску на следующей операции называют уточнением . На первом (черновом) проходе достигается наибольшее уточнение. С увеличением числа проходов уточнение уменьшается (рис. 5).

Рис. 5. Зависимость уточнения от номера прохода при обработке пов. 5

Эта зависимость также может быть использована технологом для распределения припуска на обработку между различными операциями (проходами). На уточнение оказывает влияние большое число факторов: скорость резания и подача, геометрические параметры и материал режущего инструмента, критерий затупления, жесткость технологической системы и т.д. Поэтому зависимость, представленная на рис. 5, носит только качественный характер и в каждом конкретном случае нуждается в экспериментальном или теоретическом обосновании. Пример такого обоснования выбора рациональных (оптимальных) параметров режущего инструмента, режимов резания, допускаемого значения фаски износа (критерия затупления инструмента) приведен в табл. 3.

Уточнение может быть выбрано на основании опыта: на чистовых операциях с малыми допусками обычно достигаются меньшие уточнения, чем при черновой обработке.

Так, например, при =3 допуск заготовки на оп. 40 определяется следующим образом:

*0,0470,14 мм.

Максимальная глубина резания на операции 40 соответствует расчету:

.

Межоперационные диаметральные размеры заготовки на оп.40 следующие:

мм

мм

мм

Операция 30.6:

мм

мм

мм

Операция 10.3:

мм

мм (дано в табл. 3)

мм

Таблица 3. К определению межоперационных технологических размеров поверхности 5

Проверка выполнения этого условия производится либо на основании имеющихся справочных (эмпирических) данных, либо на основании расчетов, выполненных с помощью ЭВМ (табл. 4).

Таблица 4. Данные, полученные на ЭВМ

Обычно технолог назначает допуски на каждую из операций, руководствуясь опытом, и проверяет принятое решение на практике (в производственных условиях).

Результаты расчетов могут быть использованы как обоснование для назначения максимальной допускаемой точности обработки глубины резания. Сведения о режиме резания и геометрических параметрах инструмента заносятся в технологическую карту.

Для операции 30 расчеты повторяются по тому же алгоритму, что и для оп. 40. Число проходов увеличивается до тех пор, пока допускаемые погрешности не превысят известный допуск на заготовку.

На первой черновой операции 10 минимальный припуск складывается из радиального биения цилиндрических поверхностей, предусмотренного стандартом на поковки до 40 кг, равного 1,2 мм, шероховатости поверхности R_Z=0,32 мм, дефектного слоя h_дс =0,35мм, итого на операции 10 минимальный припуск равен 1,87 мм, округляем до 1,9 мм.

Рассмотрим обработку цилиндрических поверхностей 1,3, 2, 6 (табл. 5)

Таблица 5. Расчет диаметральных размеров заготовки

Операция 50:

мм

мм

мм

Операция 20.6:

мм

мм

мм

Операция 30.2:

мм

мм

мм

Операция 20.2:

мм

мм (принимаем )

мм

4. Определение линейных размеров заготовки на основе чертежа детали и технологии ее последующей обработки на металлорежущих станках

Методику определения размеров заготовки также рассмотрим на примере детали «Коронная шестерня».

Обозначим торцовые поверхности заготовки цифрами 1, 2, 3, 4, 5. Из совокупности линейных размеров детали выберем только те размеры, которые связаны с линейными размерами проектируемой заготовки.

Линейные размеры заготовки обозначим буквами H_i,j с индексами, соответствующими поверхностям, между которыми указывается размер заготовки (рис. 6). Размеры заготовки H_i,j связаны с линейными размерами детали L_i,j и припусками Z_i на обработку соответствующих торцовых поверхностей. Для наглядности проиллюстрируем эту связь с помощью графа (рис. 6.)

Таблица 6. Линейные размеры детали Li,j и связанные с ними размеры заготовки Hi,j

Рис. 6. Граф линейных размеров заготовки и детали «Коронная шестерня»

Учитывая принятую технологию механической обработки заготовки «Коронная шестерня» первой из торцовых поверхностей будет обрабатываться пов. 4. Поскольку обработка пов. 4 производится на универсальном токарном станке с ручной поднастройкой, припуск на обработку может быть принят минимальным.

Согласно нормам точности [1, с.147], допуск на поковки весом 25-40 кг размерами 260-360 мм составляет 5 мм (+3, -2). Смещение поверхностей штампа и радиальное биение цилиндрических поверхностей для размеров нормальной точности - 1,2 мм. Минимальный односторонний припуск поковок весом 40-100 кг включает шероховатость R_Z = 320 мкм, глубину дефектного слоя h=350мкм, погрешность установки и погрешность закрепления.

Таким образом, для рассматриваемой детали «Коронная шестерня» можно принять минимальный односторонний припуск при однократной черновой обработке равным 2мм. При обработке с двумя установками детали припуск следует увеличить на 0,3 мм, с тремя - еще на 0,1 мм. Таким образом, примем:

,

Максимальный припуск на пов. 4 должен быть больше минимального на величину, равную сумме погрешностей, вызванных размерным износом инструмента, колебаниями припуска заготовки и допуском на установку инструмента. Как показывают расчеты, выполненные в п. 5.4, допуск на черновую обработку должен быть не менее 0,35-0,4 мм. Поскольку это меньше допуска на размер L_2,4, примем его равным этому допуску, т.е. 0,6 мм:

Из графа (рис. 6) следует:

Размер больше размера на величину допуска мм:

Максимальный припуск на торцовую поверхность 2

Выберем следующий подходящий контур из графа, (рис. 3.10) включающий только один новый размер и припуск: :

Размер больше размера на величину допуска мм:

Максимальный припуск на торцовую поверхность 1

Теперь рассмотрим контур графа, включающий припуск :

,

Размер больше размера на величину допуска мм:

И, наконец, рассмотрим контур, включающий припуск Z₃:

мм

5. Проектирование чертежа заготовки

Чертеж заготовки проектируется технологом с учетом способа получения заготовки, простановки размеров детали и заготовки и технологии механической обработки.

Расчетные и округленные (принятые) линейные размеры заготовки приведены в табл. 7 и рис. 7. Для сравнения здесь же приведены значения линейных размеров по заводским данным.

Таблица 7. Расчетные и заводские значения линейных и диаметральных размеров заготовки «Коронная шестерня»

При получении поковки в открытом штампе необходимо правильно выбрать поверхность (плоскость), по которой соприкасаются верхняя и нижняя части штампа, т.е. поверхность (плоскость) разъема. Плоскость разъема желательно выбирать таким образом, чтобы полости частей штампа имели наименьшую глубину и чтобы поковка свободно вынималась из штампа.

Припуски на механическую обработку назначают, главным образом, на сопрягаемые поверхности детали. Припуск зависит от габаритных размеров и массы заготовки, от вида кузнечно-прессового оборудования, от шероховатости обработанной поверхности деталей, а также от технологии обработки заготовки.

Возможные отклонения от номинальных размеров вследствие недоштамповки по высоте, сдвигов частей штампа, их износа учитываются допусками на штамповку. Их назначают в соответствии с ГОСТ.

Для облегчения заполнения полости штампа и извлечения поковки ее боковые поверхности должны иметь штамповочные уклоны. Штамповочные уклоны назначают сверх припуска; они увеличивают вес заготовки и припуски на механическую обработку. В зависимости от глубины и сложности полости, а также от применяемого оборудования штамповочные уклоны задают в пределах 3-10. Для наружных поверхностей поковки штамповочные уклоны принимают меньшими, чем для внутренних (рис. 7).

заготовка деталь металлорежущий станок

.

Рис. 7. Чертеж заготовки

Пересекающиеся поверхности сопрягаются по криволинейным (тороидальным) поверхностям, что необходимо для лучшего заполнения полости штампа и уменьшения его износа или возникновения трещин. Радиусы скругления наружных поверхностей задают в пределах от 1 до 6 мм, а внутренних в 3-4 раза больше.

На отдельных участках поковки могут быть сделаны напуски, упрощающие форму. В частности, при диаметрах отверстия меньше 30 мм наметки в поковках не делают.

При штамповке в закрытых штампах плоскость разъема выбирают по торцовой наибольшей поверхности детали. Штамповочные уклоны назначают меньшие или их вообще не делают.

Размещено на Allbest.ru