Обоснование метода получения заготовки. Расчет припусков
При определении метода получения заготовки учесть, что предлагаемый метод должен обеспечить наиболее высокий для данного типа производства коэффициент использования материалов, возможности использования принципа групповой технологии, экологические требования. Рассмотреть принципы конструирования заготовки. В этом же разделе следует показать знания методов расчета припусков, для одной из поверхностей по указанию преподавателя выполнить аналитический и табличный расчеты. Выбор метода получения заготовки определяется: - технологической характеристикой материала детали, т. е.еголитейными свойствами и способностью претерпевать пластические деформации при обработке давлением, а также структурными изменениями материала заготовки, получаемыми в результате применения того или иного метода выполнения заготовки (расположение волокон в поковках; величина зерна в отливках и пр.); - конструктивными формами и размерами заготовки; - требуемой точностью выполнения заготовки, шероховатостью и качеством ее поверхностных слоев; - величиной программы выпуска и заданными сроками выполнения этой программы. На выбор метода выполнения заготовки оказывает большое влияние время подготовки технологической оснастки (изготовление штампов, моделей, прессформ и пр.); наличие соответствующего технологического оборудования и желаемая степень автоматизации процесса. Выбранный метод должен обеспечивать наименьшую себестоимость детали, т. е. издержки на материал, выполнение заготовки и последующую механическую обработку вместе с накладными расходами должны быть минимальны. После определения оптимального метода получения заготовки производят расчет припусков. Припуск - слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали. Припуск на обработку поверхностей детали может быть назначен по соответствующим справочным таблицам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков. Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку базируется на анализе факторов, влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса обработки поверхности. Значение припуска определяется методом дифференцированного расчета по элементам, составляющим припуск. Метод предусматривает расчет припусков по всем последовательно выполняемым технологическим переходам обработки данной поверхности детали (промежуточные припуски), их суммирование для определения общего припуска на обработку поверхности и расчет промежуточных размеров, определяющих положение поверхности, и размеров заготовки. Расчетной величиной является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе. Промежуточные размеры, определяющие положение обрабатываемой поверхности, и размеры заготовки рассчитывают с использованием минимального припуска. Расчетно-аналитический метод предусматривает следующие правила расчета припусков на обработку: 1) минимальный припуск при последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск) рассчитывается по формуле
; (1)
при параллельной обработке противолежащих поверхностей (двусторонний припуск) – по формуле
; (2)
при обработке наружных и внутренних поверхностей (двусторонний припуск) – по формуле
. (3)
Здесь высота неровностей профиля на предшествующем переходе; hi -1 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе (обезуглероженный или отбеленный слой); - суммарные отклонения расположения поверхности (отклонения от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, пересечения осей, позиционное) и в некоторых случаях отклонения формы поверхности (отклонения от плоскостности, прямолинейности на предшествующем переходе); e i, - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе. 2) допуск и параметры качества поверхности на конечном технологическом переходе ( Rz и h) принимают по чертежу детали, проверяя по нормативам возможность получения их выбранным способом обработки. 3) для серого и ковкого чугунов, а также цветных металлов и сплавов после первого технологического перехода и для стали после термической обработки при расчете припуска слагаемое h из формулы исключают. В конкретных случаях те или иные слагаемые, входящие в расчетные формулы для определения припусков на обработку, также исключают. Так исключают те погрешности, которые не могут быть устранены при выполняемом переходе: например, при развертывании плавающей разверткой и протягивании отверстий смещение и увод оси не устраняются. Следовательно, минимальный припуск в этом случае
. (4) При шлифовании у заготовки после ее термической обработки поверхностный слой должен быть сохранен: следовательно, слагаемое hi -1 должно быть исключено из расчетной формулы:
. (5)
4) отклонения расположения r ∑ необходимо учитывать у заготовок (под первый технологический переход); после черновой и получистовой обработки лезвийным инструментом (под последующий технологический переход); после термической обработки, если даже деформации не было. В связи с закономерным уменьшением отклонений расположения поверхностей при обработке за несколько переходов на стадиях чистовой и отделочной обработки ими пренебрегают. Порядок определения предельных промежуточных размеров по технологическим переходам и окончательных размеров заготовки следующий: 1) расчетные формулы для определения размеров наружных поверхностей
, (6) , (7) , (8) , (9) где - минимальный (расчетный) припуск на сторону на выполняемый технологический переход; - минимальный (расчетный) припуск на обе стороны или по диаметру; , , и - соответственно наименьшие и наибольшие предельные размеры, полученные на предшествующем технологическом переходе; , , и - соответственно наименьшие и наибольшие предельные размеры, полученные на выполняемом технологическом переходе. 2) размеры элементарной поверхности определяются следующим образом. Из чертежа детали берут и заносят в расчетную карту для конечного перехода наименьший для наружных (или наибольший для внутренних) поверхностей размер. Для переходов обработки наружных поверхностей наименьший размер рассчитывают прибавлением к наименьшему предельному размеру по чертежу припуска zmin. При обработке внутренних поверхностей расчетным размером является наибольший размер. Размер на предшествующем переходе определяют путем вычитания zmin. Наименьшие (наибольшие) предельные размеры по всем технологическим переходам округляют увеличением (уменьшением) их до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие (наименьшие) предельные размеры определяют прибавлением (вычитанием) допуска к округленному наименьшему (из округленного наибольшего) предельному размеру. Находят фактические предельные значения припусков zmax как разность наибольших (наименьших) предельных размеров и zmin как разность наименьших (наибольших) предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов (выполняемого и предшествующего переходов). Общие припуски определяют как сумму промежуточных припусков на обработку. Правильность проведенных расчетовпроверяют по формулам , (10) , (11) , (12) . (13) При необходимости находят номинальные размеры: для наружных поверхностей номинальный размер заготовки равен наибольшему размеру, т.е. а = атах на чертеже указывают атах - Т; для внутренних поверхностей номинальный размер заготовки равен наименьшему размеру, т.е. а = а min на чертеже указывают а min + Т. Если допуск расположен симметрично относительно номинального размера, то . (14) На чертеже указывают и . Рассмотрим методику аналитического расчета припусков для механической обработки на конкретных примерах.
Пример 1. Исходные данные. Деталь «Вал». Технические требования - диаметр 50h7, шероховатость Ra = 1,25 мкм. Материал детали – сталь 45. Общая длина детали – 200 мм. Длина обрабатываемой поверхности – 150 мм. Метод получения заготовки - штамповка. Обработка производится в патроне на токарном станке 1К62. Требуется определить межоперационный и общий припуски и диаметральный размер заданной поверхности заготовки. 1. Назначаем технологический маршрут обработки: - точение черновое - точение чистовое - шлифование. 2. В графу 2 записываем элементарную поверхность детали и технологические переходы в порядке последовательности их выполнения. 3. Заполняем графы 3, 4 и 9 по всем технологическим переходам. Данные для заполнения граф 3 и 4 взяты из табл. П 1.11 и П 1.18, допуск (графа 9) на диаметральный размер штамповки взят из табл. П 1.1. Для выполнения расчета промежуточных припусков при обработке указанной шейки вала аналогичным методом необходимо собрать данные: Rzi-1; Ti-1; ρi-1; εi; δi.. 4. Суммарное значение пространственных погрешностей (графа 5) определяем по формуле при обработке наружной поверхности в патроне.
, (15)
где ρсм – допускаемые погрешности по смещению осей фигур, штампуемых в разных половинах штампа (табл. П 1.16), тогда ρсм = 700 мкм, ρкор – общая кривизна заготовки, определяемая по формуле ρкор =∆K·L3 , где ∆К – удельная допустимая кривизна, ∆К= 3 мкм/мм (табл. П 1.14) Таблица 1
ρкор = 250 · 3= 750 мкм; то ρ0 = 1026мкм. Величина остаточной кривизны после выполнения перехода обработки следует определить по формуле ρ ост = Ку · ρ 0, (16) где ρ0 – кривизна заготовки Ку – коэффициент уточнения (табл. П 1.21) Ку = 0,06 – черновое точение Ку = 0,05 – чистовое точение Ку = 0,03 – шлифование. Тогда ρ1 = 0,06 · 1026 = 62мкм ρ2 = 0,05 · 62 = 3 мкм ρ3 = 0,03 · 3 = 0 мкм. Данные заносим в графу 5. 5. Погрешность установки заготовок (графа 6) в трехкулачковом самоцентрирующем патроне при черновом обтачивании εу1 =200мкм (табл. П 1.2); при чистовом обтачивании без переустановки - εу2 = 0 На переходе шлифования обработка производится в центрах, т.е. εу3=0. 6. Расчет минимального припуска (графа 7) при обработке наружной поверхности штамповки в патроне производится по формуле: , (17) для чернового точения: , для чистового точения , для шлифования . 7. Расчет промежуточных минимальных диаметров по переходам проводится в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности, т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки, путем последовательного прибавления к наименьшему предельному размеру готовой поверхности детали минимального припуска 2Zi min. Результаты заносятся в графу 8. 8. В графу 11 записываются размеры по всем технологическим переходам, округляя их увеличением до того же знака десятичной дроби, с каким задан допуск на размер для каждого перехода. 9. Наибольшие предельные размеры (графа 10) определяются путем прибавления допуска к округленному минимальному предельному размеру. 10. Предельные размеры припусков Zi max (графа 12) определяются как разность предельных максимальных размеров и Zi min (графа 13) – как разность предельных минимальных размеров предшествующего и выполняемого переходов. 11. Для определения общих припусков Z0 min и Z0 max суммируются соответствующие промежуточные припуски на обработку. 12. Выполняем проверку: Тd3 – Тdд = ∑27max - ∑27min. 0,84-0,021=4,06-3,241.
Пример 2. Исходные данные. Деталь «Вал». Технические требования - диаметр 50h7, шероховатость Ra = 1,25 мкм. Материал детали – сталь 45. Общая длина детали – 200 мм. Длина обрабатываемой поверхности – 150 мм. Метод получения заготовки - штамповка. Обработка производится в патроне на токарном станке 1К62. Требуется определить межоперационный и общий припуски и диаметральный размер заданной поверхности заготовки. Назначаем технологический маршрут обработки: - точение черновое - точение чистовое - шлифование. Порядок выполнения расчета аналогичен примеру 1. В графу 2 записывают элементарную поверхность детали и технологические переходы в порядке последовательности их выполнения. Заполняем графы 3, 4 и 9 по всем технологическим переходам. Данные для заполнения граф 3 и 4 взяты из табл. П 1.4 и П 1.7., допуск (графа 9) на диаметральный размер проката взят из табл. П 1.1.
Таблица 2
Суммарное значение пространственных погрешностей при отработке наружной поверхности: (18) где rо – общее отклонение оси от прямолинейности rк – кривизна профиля сортового проката (табл. П 1.6) rк = 1,5 мкм/мм Lз – длина заготовки. мкм. Находим коэффициенты уточнения (табл. П 1.21) для: - чернового точения Ку = 0,06 - чистового точения Ку = 0,05 - шлифования Ку = 0,03. ρ = ρо · Ку ρ1 = 375 · 0,06 = 23мкм ρ2 = 0,05 · 23 = 1 мкм ρ3 = 0,03 · 1 = 0 мкм Данные заносим в графу 5. Погрешность установки заготовок (графа 6) в трехкулачковом самоцентрирующем патроне при черновом обтачивании εу1 =200мкм /1/(табл. П 1.2); при чистовом обтачивании без переустановки - εу2 = 0 мкм. На переходе шлифования обработка производится в центрах, т.е. εу3 = 0мкм. Расчет минимального припуска (графа 7) при обработке наружной поверхности проката в патроне производится по формуле: при черновом точении: (19) мкм, при чистовом точении: мкм, при шлифовании: мкм. В графу 11 записываются размеры по всем технологическим переходам, округляя их увеличением до того же знака десятичной дроби, с каким задан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие предельные размеры (графа 10) определяются путем прибавления допуска к округленному минимальному предельному размеру. Предельные размеры припусков Zi max (графа 12) определяются как разность предельных максимальных размеров и Zi min (графа 13) – как разность предельных минимальных размеров предшествующего и выполняемого переходов. Для определения общих припусков Z0 min и Z0 max суммируются соответствующие промежуточные припуски на обработку. Проверка: Тd3 – Тdд = ∑2Zmax - ∑2Zmin. 0,520-0,021=2,58-2,081. Пример 3. Исходные данные. Деталь «Втулка». Требуется определить межоперационный и общий припуски и размер заготовки на отверстие диаметром 40H6 с шероховатостью Ra=0,63 мкм. Материал детали – сталь 45. Общая длина детали – 50 мм. Метод получения заготовки - прокат. Обработка производится на вертикально-сверлильном станке, приспособление - пневмотиски с призматическими губками. Назначаем технологический маршрут обработки: - сверление - рассверливание - зенкерование - развертывание предварительное -развертывание окончательное. Для выполнения расчета промежуточных припусков при обработке указанного отверстия аналогическим методом необходимо собрать данные: Rzi-1; Ti-1; ρi-1; εi; δi.. В графу 1 записывают элементарную поверхность детали и технологические переходы в порядке последовательности их выполнения. Заполняем графы 2, 3 и 8 по всем технологическим переходам. Данные для заполнения граф 2 и 3 взяты из табл. П 1.4 и П 1.19, допуск (графа 8) на диаметральный размер проката взят из табл. П 1.1. Таблица 3
Суммарное значение пространственных погрешностей (графа 4) определяют по формуле при обработке внутренней поверхности. В данном случае - увод сверла и смещение оси отверстия при сверлении. , (20)
где - увод сверла (табл. П 1.20) =35 - смещение оси отверстия относительно номинального положения =30 (табл. П 1.20) =46,097. Находим коэффициент уточнения (табл. П 1.21): для сверления Ky=0,06 для рассверливания Ky=0,05 для зенкерования Ky=0,05 для развертывания предварительного Ky=0,04 для развертывания окончательного Ky=0,03 мкм мкм мкм мкм мкм Данные заносим в графу 4. Погрешность установки заготовок (графа 5) в пневмотиски с призматическими губками при сверлении εу1 =200мкм (табл. П 1.3); при рассверливании без переустановки - εу2 =0 мкм. Так как переустановка не производится, то εу3 = 0 мкм εу4 = 0 мкм εу5 = 0 мкм. Расчет минимального припуска (графа 6) при обработке отверстия производится по формуле: , (21)
для сверления: мкм для рассверливания: для зенкерования: для развертывания предварительного: для развертывания окончательного: . Расчет промежуточных минимальных диаметров по переходам проводится в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности, т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки, путем последовательного вычитания к наименьшему предельному размеру готовой поверхности детали минимального припуска 2Zi min. Результаты заносятся в графу 7. В графу 10 записываются размеры по всем технологическим переходам, округляя их увеличением до того же знака десятичной дроби, с каким задан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие предельные размеры (графа 9) определяются путем прибавления допуска к округленному минимальному предельному размеру. Предельные размеры припусков Zi max (графа 11) определяются как разность предельных максимальных размеров и Zi min (графа 12) – как разность предельных минимальных размеров предшествующего и выполняемого переходов. Для определения общих припусков Z0 min и Z0 max суммируются соответствующие промежуточные припуски на обработку. Проверка:
Пример 4. Исходные данные. Деталь «Корпус». Требуется определить межоперационный и общий припуски и размер заготовки на поверхность «отверстие». Окончательные требования - отверстие 40Н7, шероховатость Ra = 1,25 мкм. Материал детали – сталь 45. Общая длина детали – 100 мм. Метод получения заготовки - штамповка. Обработка производится на вертикально-сверлильном станке. Назначаем технологический маршрут обработки: - рассверливание - зенкерование - развертывание предварительное - развертывание окончательное.
Таблица 4
Для выполнения расчета промежуточных припусков при обработке указанного отверстия аналогическим методом необходимо собрать данные: Rzi-1; Ti-1; ρi-1; εi; δi.. Данные для заполнения граф 2 и 3 взяты из табл. П 1.11 и П 1.19, допуск (графа 8) на диаметральный размер штамповки взят из табл. П 1.1. Суммарное значение пространственных погрешностей (графа 4) определяют по формуле при обработке внутренней поверхности. В данном случае - увод сверла и смещение оси отверстия при сверлении. , (22) где - увод сверла (табл. П 1.20) =35 - смещение оси отверстия относительно номинального положения =30 (табл. П 1.20) =46,097. Находим коэффициент уточнения (табл. П 1.21): для рассверливания Ky=0,06 для зенкерования Ky=0,06 для развертывания предварительного Ky=0,05 для развертывания окончательного Ky=0,04. мкм q2 = 3 · 0,06 = 0,2 мкм q3 = 0,2 · 0,05 = 0мкм q4 = 0· 0,04 = 0 мкм Погрешность установки заготовок (графа 5) на постоянные опоры в приспособлении с пневматическим приводом при рассверливании εу1 =160мкм (табл. П 1.3). Так как переустановка не производится, то εу2 = 0 мкм εу3 = 0 мкм εу4 = 0 мкм. Расчет минимального припуска (графа 6) при обработке отверстия производится по формуле: , (23) для рассверливания: для зенкерования:
для развертывания предварительного: для развертывания окончательного: Расчет промежуточных минимальных диаметров по переходам проводится в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности, т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки, путем последовательного вычитания к наименьшему предельному размеру готовой поверхности детали минимального припуска 2Zi min. Результаты заносятся в графу 7. В графу 10 записываются размеры по всем технологическим переходам, округляя их увеличением до того же знака десятичной дроби, с каким задан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие предельные размеры (графа 9) определяются путем прибавления допуска к округленному минимальному предельному размеру. Предельные размеры припусков Zi max (графа 11) определяются как разность предельных максимальных размеров и Zi min (графа 12) – как разность предельных минимальных размеров предшествующего и выполняемого переходов. Для определения общих припусков Z0 min и Z0 max суммируются соответствующие промежуточные припуски на обработку Проверка:
Пример 5. Исходные данные. Деталь «Корпус». Требуется определить межоперационный и общий припуски и размер заготовки на отверстие. Окончательные требования - отверстие 40Н7, шероховатость Ra = 1,25 мкм. Материал детали – сталь 45. Общая длина детали – 100 мм. Метод получения заготовки - центробежное литье. Обработка производится на вертикально-сверлильном станке. Назначаем технологический маршрут обработки: - рассверливание - зенкерование - развертывание предварительное - развертывание окончательное. Для выполнения расчета промежуточных припусков при обработке указанного отверстия аналогическим методом необходимо собрать данные: Rzi-1; Ti-1; ρi-1; εi; δi.. Данные для заполнения граф 2 и 3 взяты из табл. П 1.8 и П 1.19, допуск (графа 8) на диаметральный размер штамповки взят из табл. П 1.1. Суммарное значение пространственных погрешностей (графа 4) определяют по формуле при обработке внутренней поверхности в патроне. В данном случае - увод сверла и смещение оси отверстия при сверлении. , (24) - увод сверла (табл. П 1.20) =35 - смещение оси отверстия, о
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (430)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |