Технологический раздел (стр. 2 )

2.3 Выбор исходной заготовки.

При выборе заготовки для заданной дета­ли назначают метод ее получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление. По мере усложнения конфи­гурации заготовки, уменьшения напусков и припусков, повышения точности размеров и параметров расположения поверхностей ус­ложняется и удорожается технологическая ос­настка заготовительного цеха и возрастает се­бестоимость заготовки, но при этом снижает­ся трудоемкость и себестоимость последую­щей механической обработки заготовки, повы­шается коэффициент использования материа­ла. Заготовки простой конфигурации дешевле, так как не требуют при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки, однако такие заготовки требуют трудоемкой последующей обработки и повышенного расхода ма­териала.

При проектиро­вании технологического процесса механиче­ской обработки для конструктивно сложных деталей важно иметь данные о конфигурации и размерах заготовки и, в частности, — о нали­чии в заготовке отверстий, полостей, углубле­ний, выступов.

При выборе технологических методов и процессов получения заготовок учитываются прогрессивные тенденции развития технологии машиностроения. Решение задачи формообра­зования деталей целесообразно перенести на заготовительную стадию и тем самым снизить расход материала, уменьшить долю затрат на механическую обработку в себестоимости го­товой детали.

Легче всего поддаются автоматизации не­прерывные процессы производства загото­вок — литье профилей, проката заготовок, сварка.

Особенно важно правильно выбрать заго­товку и назначить оптимальные условия ее из­готовления в автоматизированном производ­стве, когда обработка ведется на автоматах, автоматизированных гибких и автоматических линиях, управляемых ЧПУ, микропроцессора­ми и микроЭВМ.

У заготовок сложной конфигурации с от­верстиями и внутренними полостями (типа корпусных деталей) в заготовительном цехе проверяют размеры и расположение поверхно­стей. Для этого заготовку устанавливают на станке, используя ее технологические базы, имитируя схему установки, принятую для пер­вой операции обработки. Отклонения разме­ров и формы поверхностей заготовки должны соответствовать требованиям чертежа заго­товки. Заготовки должны быть выполнены из материала, указанного на чертеже, обладать соответствующими ему механическими свой­ствами, не должны иметь внутренних дефек­тов (для отливок — рыхлоты, раковины, по­сторонние включения; для поковок — пористость и расслоения, трещины по шлаковым включениям, «шиферный» излом, крупнозернистость, шлаковые включения; для сварных конструкций — непровар, пористость металла шва, шлаковые включения).

Дефекты, влияющие на прочность и то­варный вид заготовки, подлежат исправлению. В технических условиях должны быть указаны вид дефекта, его количественная характеристики­ и способы исправления (вырубка, заварка, пропитка составами, правка).

Поверхности отливок должны быть чисты­ми и не должны иметь пригаров, спаев, ужимин, плен, намывов и механических поврежде­ний. Заготовка должна быть очищена или обрублена, места подвода литниковой си­стемы, заливы, заусенцы и другие дефекты должны быть зачищены, удалена окалина. Особо тщательной очистке должны подвер­гаться полости отливок. Необрабатываемые наружные поверхности заготовок при провер­ке по линейке не должны иметь отклонения от прямолинейности больше заданного (не более 0,5 мм на 1 мм длины). Заготовки, у которых отклонение от прямолинейности оси (кривиз­на) влияет на качество и точность работы ма­шины, подлежат обязательному естественному или искусственному старению по технологиче­скому процессу, обеспечивающему снятие вну­тренних напряжений, и правке.

Отмеченные на чертеже заготовки базы для механической обработки должны служить ис­ходными базами при изготовлении и проверке технологической оснастки (моделей, стерж­ней). Они должны быть чистыми и гладкими, без заусенцев, остатков литников, прибылей, выпоров и литейных и штамповочных укло­нов. Базы должны образовываться по возмож­ности моделью и находиться в одной опоке, чтобы исключить влияние смещения и переко­с опок и стержней.

Исходя из приведенных рекомендаций и конфигурации детали выберем в качестве способа получения исходной заготовки литьё в земляную форму.

2.4 Свойства материала СЧ 20 ГОСТ 1412-85.

Коэффициент Kshi 1,1

Коэффициент KVMet 0,5

Коэффициент Xmat 0,07

Свариваемость: не применяется для сварки

Усадка при литье, % 1,2

Модуль упругости, растяжение, МПа 80000

Модуль упругости, изгиб, МПа 42000

Плотность, кг/м3 7100

Относительное сужение, растяжение, % 1

Относительное удлинение, растяжение, % 1

Предел прочности, сжатие, Па 700

Предел прочности, изгиб, Па 300

Предел прочности, кручение, Па 300

Предел прочности, растяжение, Па 98

Предел текучести, сжатие, Па 80

Предел текучести, изгиб, Па 65

Предел текучести, кручение, Па 70

Предел текучести, растяжение, Па 60

Твёрдость, НВ 170

Химический состав материала:

Содержание углерода, % 3,3…3,5

Содержание кремния, % 1,4…2,4

Содержание марганца, % 0,7…1

Содержание серы, % 0…0,15

Содержание фосфора, % 0…0,2

2.5 Технологические базы.

В общем случае базой называется поверхность, линия или точка детали, по отношению к которой ориентируются другие детали изделия или другие поверхности данной заготовки при их констру­ировании, сборке, механической обработке или измерении. По своему назначению и области применения в машиностроении базы подраз­деляются на конструкторские, измерительные и технологические, используемые при сборке или при механической обработке.

Конструкторская база — это база, используемая для определе­ния положения детали или сборочной единицы в изделии (ГОСТ 21495—76). В обычной практике конструкторской работы конструкторской базой называется поверхность, линия или точка детали, по отношению к которым определяются на чертеже расчет­ные положения других деталей или сборочных единиц изделия, а также других поверхностей и геометрических элементов данной детали.

Конструкторские базы подразделяются на основные и вспомога­тельные. Основной называется конструкторская база, принадлежа­щая данной детали или сборочной единице, используемая для определения ее положения в изделии. Конструкторская база, принадлежащая данной детали или сборочной единице, использу­емая для определения положения присоединяемого к ней изделия, называется вспомогательной базой (ГОСТ 21495—76).

Измерительной базой называется поверхность, линия или точка, от которых производится отсчет выполняемых размеров при обработке или, измерении заготовок, а также при проверке взаимного расположения поверхностей деталей или элементов изделия (параллельности, перпендикулярности, соосности и др.),

При использовании в качестве измерительных баз материальных поверхностей изделий проверку производят обычными прямыми методами измерения; при использовании геометрических элементов (биссектрис углов, осевых линий, плоскостей симметрии и других условных или «скрытых» баз) измерительные базы материализуются с помощью вспомогательных деталей (штырей, пальцев, натянутых струн, отвесов), оптических установок (коллиматоров) и других устройств.

Технологическая база — это база, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта (ГОСТ 21495—76).

Технологической базой, используемой при сборке, называется поверхность, линия или точка детали или сборочной единицы, относительно которых ориентируются другие детали или сборочные единицы изделия.

Технологической базой, используемой при обработке заготовок на станках, называется поверхность, линия или точка заготовки, относительно которых ориентируются ее поверхности, обрабаты­ваемые на данном установе.

В качестве технологических баз используют также разметочные линии и точки, нанесенные на материальные поверхности заготовок для выверки положения последних относительно устройств станка, определяющих траекторию движения режущих инструментов.

По особенностям применения технологические базы, использу­емые при механической обработке, подразделяются на контактные, настроечные и проверочные.

Контактными базами называются технологические базы, непо­средственно соприкасающиеся с соответствующими установочными поверхностями приспособления или станка.

2.6 Назначение технологических баз.

Одним из наиболее сложных и принципиальных разделов проектиро­вания технологических процессов механической обработки является назначение технологических баз. От правильности решения вопроса о технологических базах в значительной степени зависят: фактическая точность выполнения линейных размеров, заданных конструктором; правильность взаимного расположения обрабаты­ваемых поверхностей; точность обработки, которую должен вы­держать рабочий при выполнении запроектированной технологи­ческой операции; степень сложности и конструкция необходимых приспособлений, режущих и мерительных инструментов; общая производительность обработки заготовок.

При автоматизации производства, развитии гидрокопировальных устройств и применении станков с числовым программным управле­нием (в том числе обрабатывающих центров) значение правильного выбора технологических баз еще более возрастает, так как все эти виды обработки основываются на принципе автоматического полу­чения размеров, в котором технологическая база является одним из основных составляющих элементов.

В связи с этим вопрос о выборе технологических баз решается технологом в самом начале проектирования технологического про­цесса одновременно с вопросом о последовательности и видах обра­ботки отдельных поверхностей заготовки. При этом назначение технологических баз начинается с выбора технологической базы для выполнения первой операции.

При назначении технологических баз для точней обработки заго­товки в качестве технологических баз следует принимать поверх­ности, которые одновременно являются конструкторскими и изме­рительными базами детали, а также используются в качестве баз при сборке изделий.

При совмещении технологических, конструкторских и измери­тельных баз обработка заготовки осуществляется по размерам, проставленным в рабочем чертеже, с использованием всего поля допуска на размер, предусмотренного конструктором.

2.7 Расчёт припусков на механическую обработку.

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, ГОСТам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков.

ГОСТы и таблицы позволяют назначать припуски независимо от технологического процесса обработки детали и условий его осу­ществления и поэтому в общем случае являются завышенными, содержат резервы снижения расхода материала и трудоемкости изготовления детали.

Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку (РАМОП), разрабо­танный проф. , 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. РАМОП 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. РАМОП пред­ставляет собой систему, включающую методы­ обоснованного расчета припусков, увязку расчетных припусков с предельными размерами обрабатываемой поверхности и норма­тивные материалы.

Применение РАМОП сокращает в среднем отход металла в стружку по сравнению с та­бличными значениями, создает единую систе­му определения припусков на обработку и раз­меров детали по технологическим переходам и заготовок, способствует повышению техно­логической культуры производства.

В технологии машиностроения существуют методы автоматического получения размеров (МАПР) и индивидуального получения разме­ров (МИПР).

Минимальный, номинальный и макси­мальный припуски на обработку при методе автоматического получения размеров рас­считывают следующим образом.

Минимальный припуск: при последователь­ной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск)

Минимальный припуск на обработку при методе индивидуального получения заданных размеров рассчитывается по формуле выше, с заменой в них при расчетах погрешности установки погрешностью выверки .

при параллельной обработке противолежащих поверхностей (двусторонний припуск)

при обработке наружных и внутренних поверхностей (двусторонний припуск)

Здесь Rz – 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); — погрешность установки заго­товки на выполняемом переходе.

Максимальные припуски и припуски для технологических целей (уклоны, напуски, упро­щающие конфигурацию заготовки, и т. П.) принимают в качестве глубины резания и ис­пользуют для определения режимов резания (подачи, скорости резания) и выбора оборудо­вания по мощности.

Применим установку на поверхность предварительно обработанную, полученную литьём в земельную форму, на постоянные опоры размером 18-30.

=100 мкм=0,1мм

После литья в земельную форму получим шероховатость=320 мкм=0,32мм

Согласно справочной литературе допустимые отклонения размеров чугунных отливок =1,5мм

При наибольшем габаритном размере свыше 500 до1250 мм.

Примем Z=4 мм для фрезерной обработки, после литья в земельную форму, при базировании на предварительно обработанную поверхность.

2.8 Разработка операций

005 Разметочная

010 Подготовительная

015 Фрезерная с ЧПУ ФП37У4

020 Сверлильная

025 Слесарная

Рассчитаем операции при установке детали на подготовленную базовую поверхность.

2.8.1 Определение вида обработки

Для обработки плоскостей, внешних и внутренних контуров, а также изготовления пазов применим фрезерование.

2.8.2 Определение типа инструмента

Таблица 2.4- Тип инструмента в соответствии с операцией

№ п/п	Вид обработки	Тип инструмента
1	Фрезерование	Фреза с крупным зубом
2	Фрезерование	Фреза с крупным зубом
3	Фрезерование	Фреза с нормальным зубом
4	Фрезерование	Фреза с нормальным зубом
5	Фрезерование	Фреза с нормальным зубом

2.8.3 Выбор инструментального материала

Рекомендуется выбирать быстрорежущую сталь Р6М5

Таблица 2.5- Наименование инструмента по ГОСТ

№ п/п	D мм	Фреза	Параметры инструмента
1	80	Торцевая	Z=10, тип 2 ГОСТ 9304-69
2	80	Торцевая	Z=16, тип 1 ГОСТ 9304-69
3	56	Концевая	Z=5, тип 2 ГОСТ
4	56	Концевая	Z=8, тип 1 ГОСТ
5	20	Концевая	Z=5 тип, 1 ГОСТ

2.8.4 Назначение стойкости

Таблица 2.6- Среднее значение периода стойкости T

№ п/п	D мм	Фреза	T(мин)
1	80	Торцевая	180
2	80	Торцевая	180
3	56	Концевая	120
4	56	Концевая	120
5	20	Концевая	90

2.8.5 Назначение глубины резания

Таблица 2.7- Глубина резания

№ п/п	D мм	фреза	t (мм)	B (мм)
1	80	Торцевая	4	60
2	80	Торцевая	1	60
3	56	Концевая	4	35
4	56	Концевая	1	35
5	20	Концевая	8	40

2.8.6 Определение подачи

При фрезеровании различают подачу на один зуб Sz, подачу на один оборот фрезы S и подачу минутную Sм, мм/мин, которые находятся в следующем соотношении:

где n-частота вращения фрезы, об/мин, z-число зубьев фрезы.

Таблица 2.8- Подачи

№ п/п	D мм	Фреза	Число зубьев Z	Sz
1	80	Торцевая	10	0.40
2	80	Торцевая	16	0.20
3	56	Концевая	5	0.15
4	56	Концевая	8	0.10
5	20	Концевая	5	0.04

2.8.7 Определения скорости резания