Поле допуска - диапазон размеров, ограниченный верхним и нижним отклонением от нулевой лини. Положение поля допуска обозначают:

Для отверстия: Прописные (большие) буквы латинского алфавита. A, B, C, D... Для вала: строчные (маленькие) буквы латинского алфавита. a,b,c,cd...

Отклонение, используемое для указания поля допуска называют основным отклонением - это отклонение поля допуска ближайшее к нулевой линии.

Отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю (не может быть меньше), называют основным и обозначают английской буквой H.

Вал, верхнее отклонение которого равно нулю (не может быть больше), называют основным и обозначают английской буквой h.

На рисунке ниже - положение полей допусков (заштриховано) относительно нулевой линии. Слева указаны отрицательные или положительные отклонения.

Рис. 1

Посадка - характер соединения узлов (деталей), определяемый величиной существующих в нем зазоров или натягов. Различают посадки с зазором, посадки с натягом и переходные (промежуточные) посадки.

Посадки в системе отверстия - предпочтительнее на практике (исторически), см. рисунок ниже:

Рис. 2

Посадки в системе вала, смотри рисунок ниже:

Рис. 3

Зазор - разность между действительными размерами отверстия и вала, когда отверстие больше вала.

Натяг - разность между действительными размерами отверстия и вала, когда вал больше отверстия.

Переходные посадки применяются при центрировании деталей. Передача нагрузки соединением обеспечивается дополнительным креплением шпонками, штифтами и другими крепежными средствами.

Квалитет - установленная совокупность допусков, определяющая допуск для данного линейного размера (одинаковая степень точности для всех номинальных размеров). Величины полей допусков обозначают буквами IT и порядковым номером квалитета.

Задана комбинированная посадка:

Ц18 H7/e8, где

Ц - диаметр,

18 - номинальный размер,

H7 - допусковая характеристика отверстия в системе отверстия по 7-му квалитету,

e8 - допусковая характеристика вала в системе отверстия.

Расчет и схема представлены в Приложении В.

4. Размерные цепи детали

Размерной цепью называется совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующей замкнутый контур (ГОСТ 16 319-80).

По виду задач, в решении которых цепи участвуют, они делятся на конструкторские, технологические и измерительные.

Любая размерная цепь состоит из составляющих звеньев и одного замыкающего. Замыкающее звено - то звено, которое непосредственно не выдерживается, а получается в результате выполнения размеров составляющих звеньев.

Составляющие звенья делятся на увеличивающие и уменьшающие.

Увеличивающие звенья-те, с увеличением которых замыкающее звено увеличивается, а уменьшающие-те, с увеличением которых замыкающее звено уменьшается.

При правильном определении увеличивающих и уменьшающих звеньев стрелки над буквами должны указывать движение в одном направлении по замкнутому контуру размерной цепи.

При построении размерных цепей следует руководствоваться их основными свойствами:

* цепь должна быть замкнута;

* размер любого звена сборочной цепи должен относиться к элементам одной и той же детали;

исключением является замыкающее звено, которое всегда соединяет элементы разных деталей;

* цепь должна быть проведена наикратчайшим способом, т.е. деталь своими элементами должна входить в размерную цепь только один раз.

Расчет размерной цепи (Приложение Г):

средний допуск составляющих звеньев определяется по формуле

Тср = Т?А/(1,2vm-1), (1)

где Т?А-допуск замыкающего звена размерной цепи, мм, m-общее количество звеньев, включая замыкающее звено.

Для рассматриваемой размерной цепи Т?А=0,5 мм, m=5. Подставляя эти значения в формулу (1), получаем:

Тср = 0,5/(1,2v5-1)=0,208 мм

Эта величина допуска для среднего размера деталей данного примера приблизительно соответствует точности 12-го квалитета, H12 и h12.

A1=10-0,150

A2=4,500,12

A3=3-0,10

A4=75-0,30.

Поле рассеяния размеров щ? замыкающего звена определяется по формуле: щ?=1,2 (2)

где ТАi-допуск i-го составляющего звена размерной цепи, мм. Подставляя значение допусков на составляющие звенья, получаем:

щ?=1,2

т.е. меньше установленного допуска исходного размера Т?А=0,5 мм.

5. Технический процесс изготовления детали

Развитие методов литья в металлические формы под давлением вызвано большим спросом на изделия из легких и цинковых сплавов. Этим способом отливают примерно 50% всего фасонного литья из алюминиевых и до 95% из цинковых сплавов. Отливают также магниевые сплавы и латуни, но в меньших количествах. Машины литья под давлением, применяемые в настоящее время для изготовления изделий из цветных сплавов, подразделяют на машины с горячей камерой прессования и с холодной.

Рис. 4 Схема машины литья под давлением (ЛПД) с горячей камерой для прессования 1 -- обогрев пламенем от форсунки; 2 -- котёл с расплавленным металлом; 3 -- отверстие; 4 -- поршень; 5 -- мундштук; 6 -- разъёмная пресс-форма; 7 -- подвижная часть пресс-формы; 8 -- неподвижная часть пресс-формы

Принципиальная схема устройства машины с горячей камерой прессования (поршневого действия) приведена на рис. 4. Она состоит из обогреваемого чугунного котла, составляющего конструктивно одно целое с камерой прессования (камеры можно также выполнять отдельно от котла). Когда поршень 4 находится в верхнем положении, металл через отверстие поступает в цилиндр а и металлопровод б. При перемещении поршня вниз металл, находящийся в цилиндре и в изогнутой трубе (металлопроводе), поступает через мундштук 5 в пресс-форму. Такие машины в основном применяют для сплавов, имеющих низкую температуру плавления (300--400° С), например, для сплавов на оловянной, свинцовой и цинковой основах.

Алюминиевые сплавы не отливают на этих машинах, так как они имеют относительно высокую температуру плавления, а также вследствие того, что железо растворяется в алюминии, в результате может происходить заедание поршня в цилиндре и имеет место загрязнение сплава.

Рис. 5 Схема машины литья под давлением с холодной камерой прессования 1 -- пресс-форма; 2 -- цилиндр камеры прессования; 3 -- прессующий поршень; 4 -- отверстие для заливки порции металла в цилиндр

Более удобны в работе машины с холодной камерой прессования, принципиальная схема которой приведена на рис. 5. В цилиндр машины вручную специальной мерной ложкой или с помощью автоматического дозатора заливают порцию расплавленного металла, достаточную для заполнения полости пресс-формы, после чего поршень под действием гидравлического давления перемещается влево и запрессовывает металл в пресс-форму.

Имеются машины с горизонтальной и вертикальной камерой прессования. Усилие прессования на этих машинах от 120 до 140 Мн/м2 (1400 кГ/см2).

Машины с холодной камерой прессования применяют для литья цинковых, алюминиевых, магниевых и медных сплавов. Средняя производительность машин с горячей камерой прессования 100--200 ударов в час, а машин с холодной камерой -- 50--180 ударов в час.

Пресс-формы изготовляют из сталей (углеродистых и жаропрочных типа ЗХ2В8, ЭИ121 и др.). Сложные формы состоят из корпуса и нескольких съемных вставок, что облегчает изготовление, ремонт пресс-форм и улучшает их смену после износа по частям. Вставки могут быть литыми, что удешевляет их стоимость и повышает стойкость. Средняя стойкость форм при работе на цинковых сплавах 150--250 тыс. ударов, на алюминиевых 50 тыс. ударов, магниевых 60--80 тыс. ударов и медных 2--10 тыс. ударов.

Температура заливки различных сплавов следующая: для цинковых сплавов 400--450° С, алюминиевых 660--750° С, магниевых 700--780° С, латуней 950--1020° С. Чтобы получить высококачественную плотную отливку и увеличить стойкость пресс-форм стремятся к минимально возможным температурам заливки. Чем отливка сложнее и стенки ее тоньше, тем температуру расплава следует держать более высокой.

Наиболее хорошие результаты получают при изготовлении этим методом деталей с небольшой и равномерной по всем сечениям толщиной стенок. Особенности этого метода (принудительная подача расплава в форму) позволяют получать изделия с толщиной стенок до 0,5--1 мм.

Наличие в деталях местных скоплений металла затрудняет получение качественных отливок вследствие появления в этих местах усадочных пороков, так как устроить питание от прибылей трудно, а давления не хватает, чтобы запрессовывать образующиеся при затвердевании отливки усадочные пороки.

Температура нагрева пресс-форм зависит от сложности и толщины тела отливки. Если отливка имеет тонкие стенки (2--2,5 мм), то температура формы должна быть выше. Однако чрезмерный нагрев формы приводит к привару и снижению прочности литого изделия. Заниженная температура вызывает массовый брак по недоливам и воздушным включениям (пузырям). При литье цинковых сплавов температуру формы поддерживают в пределах 180--250° С, при литье алюминиевых сплавов 120--280° С, а при литье медных 300--400° С.

Перед началом, а также и во время работы рабочую поверхность пресс-формы покрывают смазкой. Смазка частично предохраняет форму от термического удара и, следовательно, увеличивает сроки службы формы, она способствует более легкому извлечению отливки из формы, предохраняя форму от приваривания. Смазка помогает получить также более качественную поверхность отливки.

При литье под давлением применяют в основном жирные смазки на основе минеральных масел, которые при сгорании не дают минеральных осадков. При литье алюминиевых сплавов применяют смесь масла с графитом или смесь графита с воском и вазелином и др. Смазку наносят тонким, ровным слоем через 1--2 заливки. Для получения качественного изделия необходимо соблюдать определенные значения удельного давления прессования. Повышение давления вызывает уплотнение отливки. Практически при литье цинковых сплавов удельное давление в настоящее время применяют до 35 Мн/м2 (350 кГ/см2), для алюминиевых сплавов до 60 Мн/м2 (600 кГ/см2), для латуней 100 Мн/м2 (1000 кГ/см2). Увеличение удельных давлений до 150--250 Мн/м2 (1500--2500 кГ/см2) считается полезным, так как происходит дополнительное уплотнение металла, повышается прочность и плотность изделия, особенно если заливаемый сплав имеет широкий интервал кристаллизации и склонен к рассеянной пористости.

Важнейшие достоинства литья под давлением следующие: возможность получения тонкостенных отливок сложной конфигурации, высокая точность размеров и высокая чистота поверхности, позволяющая исключить или свести к минимуму механическую обработку, самая высокая производительность из всех известных методов литья, что делает этот способ незаменимым при массовом производстве отливок.

Однако более широкое применение литья под давлением ограничивается тем, что металл при заполнении полостей пресс-форм захватывает воздух, и отливки имеют значительно рассеянную газовую пористость. Однако в последнее время эти трудности начинают преодолевать, для чего помещают пресс-формы в герметические камеры, из которых удаляется воздух.

Поэтому, как правило, отливки, полученные методом литья под давлением, применяют без последующей механической обработки. Если же механическая обработка необходима, то припуск не должен превышать 0,3--0,5 мм, так как механической обработкой снимается наиболее прочная наружная литейная корка, под которой могут вскрываться мелкие пузыри.

Рис. 6 Схема штамповки металла из жидкого состояния а -- заливка дозированной порции металла; б -- прессование; в -- извлечение готовой; 1 -- пресс-форма; 2 -- металл; 3 -- ложка; 4 -- пуансон; 5 -- деталь

Этого серьезного недостатка можно избежать при получении изделий методом штамповки из жидкого металла на гидравлических специализированных прессах. Сущность метода заключается в следующем (рис. 6): в металлическую форму, состоящую из неподвижной части пресс-формы и подвижного пуансона, укрепленных на гидравлическом или фрикционном прессах, заливают мерную порцию жидкого металла.

Затем приводят в движение пуансон, который медленно входит в жидкий металл и производит выдавливание жидкого металла в полость формы, образуемой неподвижной пресс-формой и пуансоном, т. е. происходит формообразование отливки. Вслед за этим, когда металл уже почти полностью затвердеет и находится в пластическом состоянии, происходит его пластическая деформация под давлением. В результате этого отливка получается плотной, с чистой поверхностью и с высокими механическими свойствами. Захвата воздуха, наблюдаемого при прессовании на машинах литья под давлением при штамповке из жидкого металла, не наблюдается из-за сравнительно медленного движения пуансона.

Преимущества этого способа заключаются также в том, что выход годных отливок достигает 90--98%; так как нет необходимости в литниковой системе и прибылях.

Размещено на Allbest.ru