ПРИМЕР: Получение заготовки из проката.

    Когда требуется высокая прочность и пластичность, применяют заготовки из сортового или специального проката. В процессе прокатки литые заготовки подвергают многократному обжатию в валках прокатных станов, в результате чего повышается плотность материала за счет «залечивания» литейных дефектов, пористости, микротрещин. Это придает заготовкам из проката высокую прочность и герметичность при небольшой их толщине.

Производство мелкосерийное общей программой выпуска 2000 шт.

При определении массы заготовки или детали сначала вычисляют их объемы. Сложную фигуру условно разбивают на элементарные части (цилиндры, конусы, кольца, призмы, пирамиды и т.д.) и определяют объемы этих элементарных частей по справочным таблицам. Сумма элементарных объемов составит общий объем. Принято объем заготовки определять с учетом плюсовых допусков. Точнее и быстрее эту задачу в настоящее время можно решить, используя компьютерные программы трехмерного моделирования (Компас-3D, AutoCAD и др.).

Тогда масса М_з, кг:

                                                                                 (4)

 

где V_i – объем i-го элемента, см³;

ρ – плотность материала, г/см³;

к – число разбиений.

Для вала объём i -ступени V _i определится в виде:

 

                                                                                        (5)

где R_i, L_i – соответственно радиус и длина i-ой ступени вала.

Учитывая все потери материала при выбранном методе получения заготовки, определяют норму расхода материала на деталь.

Определение размеров заготовки из круглого проката

Диаметр проката определяется, исходя из диаметра наибольшей ступени вала, прибавляя к нему общий припуск на механическую обработку 2Z₀, определяемый по таблице 33. Приложения А в зависимости от отношения всей длины вала L к диаметру его наибольшей ступени D_max (L/D_max):

                              D_з = D_{д. max} + 2Z₀,                                                  (6)

где 2 Z₀ – припуск на обработку в диаметральном выражении на диаметр наибольшей ступени детали, мм.

По расчетному диаметру заготовки D_з и таблицы 33 Приложения А из сортамента [2] подбираем ближайший наибольший диаметр круглого стального проката, назначаем точность прокатки (В) и определяем предельные отклонения диаметра заготовки.

Затем определяем длину заготовки. По таблице 32 Приложения А  назначаем двусторонний припуск на обработку обоих торцов детали. Тогда длина заготовки L_з составит:

 

                                   L_з = L_д +2Z₀,                                                   (7)

где 2 Z₀ – двусторонний припуск на обработку торцов заготовки, мм [3].

Предельные отклонения на длину заготовки зависят от способа резки проката на штучные заготовки и определяются по таблице 35 Приложения А.

Общие потери материала П_общ на деталь, изготавливаемую из проката, состоят из потерь на некратность торговой длины проката длине заготовки П_нк, торцовой обрезки П_то, потерь на зажим П_заж опорных концов и потерь на отрезку П_отр в виде стружки при разрезании:

                

         П_об = П_нк + П_то + П_заж + П_отр,                                        (8)

 

 

Потери материала на некратность, %:

 

                                                                                                   (9)

где L_нк – величина некратности длины заготовки торговой длине проката L_пр, мм.

Некратность длины заготовки определяется, исходя из торговой длины проката и длины заготовки, с учетом потерь от выбранного метода заготовительного раскроя. Средневероятностная расчетная длина некратности при раскрое немерного проката составляет примерно половину длины заготовки.

В соответствии с [2] торговая длина проката выбирается в интервале 2-6 метров для качественных конструкционных сталей по ГОСТ 1050-88 и в интервале 2-12 метров для сталей по ГОСТ 380-88 или ГОСТ 4543-71. При расчете некратности необходимо стремиться к минимальным величинам.

Для каждого значения торговой длины проката, взятого с учетом п.8 Приложения А, следует определить величину некратности L_нк по формулам (13) и (14) и в дальнейших расчетах использовать ту торговую длину, для которой величина некратности будет наименьшей.

Некратность в зависимости от принятой длины проката:

 

                     L_нк = L_пр – L_то – L_заж –n ∙ (L_з + L_р),                                             (10)

 

где L_пр –торговая длина проката из сортамента, мм;

n - целое число заготовок, изготавливаемых из принятой торговой длины проката, шт;

L_з – длина заготовки, мм;

L_р – ширина реза, мм.

Число заготовок, изготавливаемых из принятой длины проката:

 

                                                                         (11)

 

где L_заж – минимальная длина опорного (зажимного) конца проката, выбираемая по таблице 34.

Потери на торцовую обрезку проката, %:

                                                                                (12)

 

где L_то – длина торцового обрезка, мм.

Длина торцового обрезка зависит от размеров сечения проката и при резке ножницами обычно составляет:

 

                        L_то = (0,3…0,5) ∙ D_з,                                                  (13)

 

где D_з – диаметр проката или сторона квадрата, мм.

Потери на зажим опорного конца проката при выбранной длине зажима, %:

                                                                               (14)

Потери на отрезку заготовки при выбранной по таблице 33 ширине реза, %:

                                                                                      (15)

Норма расхода материала на деталь с учетом всех потерь:

 

                                                                                  (16)

 

3.5.4.6  Обоснование и расчет припусков аналитическим методом. Величина припуска влияет на себестоимость изготовления детали. При увеличенном припуске повышаются затраты труда, расход материала и другие производственные расходы, а при уменьшенном приходится повышать точность заготовки, что также увеличивает стоимость изготовления детали.

Обычно в заготовках, полученных методом литья, могут содержаться раковины, песочные включения, а в штампованных заготовках имеются обезуглероженный слой, микротрещины и другие дефекты.

Дефектный слой чугунных отливок по деревянным моделям составляет 1-6 мм, у поковок - 0,5-1,5 мм и у горячекатаного проката - 0,5-1,0 мм. Для более точного определения припуска на обработку и предотвращения перерасхода материала применяют аналитический метод для каждого конкретного случая с учётом всех требований выполнения заготовок и промежуточных операций.

Для получения деталей более высокого качества необходимо при каждом технологическом переходе механической обработки заготовки предусматривать производственные погрешности, характеризующие отклонения размеров, геометрические отклонения формы поверхности, микронеровности, отклонения расположения поверхностей. Все эти отклонения должны находиться в пределах поля допуска на размер поверхности заготовки.

Аналитический метод определения припусков базируется на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях обработки заготовки.

Величина промежуточного припуска [3;5;15] для плоских поверхностей заготовки

                   ;                                   (17)

 

для поверхностей типа тел вращения (наружных и внутренних)

                                                       (18)

где Rz – высота микронеровностей поверхности, оставшихся при выполнении предшествующего технологического перехода, мкм;

h – глубина дефектного поверхностного слоя, оставшегося при выполнении предшествующего технологического перехода, мкм;

D _o – суммарные отклонения расположения, возникшие на предшествующем технологическом переходе, мкм;

_y – величина погрешностей установки заготовки при выполняемом технологическом переходе, мкм.

Отклонения при чистовой обработке обычно исключают при расчётах из-за их малой величины. Отклонения и погрешности в установке определяют в каждом конкретном случае в зависимости от метода получения заготовки.

Максимальный припуск на обработку поверхности заготовки:

для плоских поверхностей

                                                             ;                                       (19)

для поверхностей типа тел вращения

 

                                                     ,                                 (20)

 

где  и  - допуск на размер на предшествующем переходе, мм;

и - допуск на размер на выполняемом переходе, мм.

Допуски и шероховатость поверхности на окончательных технологических переходах (операциях) принимают по рабочему чертежу.

Для удобства распределения промежуточных припусков перед их расчётом исходные и расчётные данные по каждой операции на конкретную обрабатываемую поверхность в технологической последовательности заносят в таблицу [3;5] (см. табл. 3.5).

Таблицу рекомендуется заполнять в такой последовательности:

в графу «Заготовка и технологическая операция» записывают вид заготовки и операции, установленные на данную обрабатываемую поверхность в технологической последовательности;

в графу «Точность заготовки и обрабатываемых поверхностей» записывают степень точности выбранной заготовки и квалитет на промежуточные размеры без предельных отклонений;

в графу «Элементы припусков» заносят величину микронеровностей R_z и глубину дефектного поверхностного слоя Т на заготовку и на все операции в технологической последовательности в зависимости от метода обработки, а величину погрешностей установки заготовки на выполняемой операции определяют по таблице или производят расчёт по формуле;

суммарное значение отклонений  рассчитывают аналитическим методом, и значения расчёта заносят в графу таблицы; в графу «Допуски на размер» заносят значения допуска на заготовку и промежуточные размеры согласно степени точности заготовки и квалитету, установленным на размер по каждой операции.

Остальные значения промежуточных припусков и размеров вносят в таблицу после расчётов.

Графы промежуточных размеров D_min и D_max определяют и заполняют от окончательных промежуточных размеров до размеров заготовки.

Ниже приведен пример расчёта припуска на обработку.

Пример.   Рассчитаем промежуточные припуски для обработки поверхности 10 аналитическим методом. Рассчитать промежуточные размеры для выполнения каждого перехода.

Рисунок 3.3 -  Эскиз обработки детали «Шток»

 

Решение. Соответственно заданным условиям, устанавливаем маршрут обработки .  

А) черновое точение;

Б) чистовое точение;

В) шлифование однократное окончательное.

 

Таблица 8

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: