5. Технологический процесс механической обработки деталей

1. Операционные припуски, напуски, допуски и размеры

Припуск – слой материала, подвергаемый снятию с заготовки при механической обработке. Припуск назначается в целях обеспечения точности действительных размеров, а также заданного качества поверхностного слоя обработанной детали.

Допуск — разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями параметров (размеров, массовой доли, массы), задаётся на геометрические размеры деталей, механические, физические и химические свойства. Назначается (выбирается) исходя из технологической точности или требований к изделию. Любое значение параметра, оказывающееся внутри заданного интервала, является допустимым.

Напуск — это слой металла, который назначается сверх припуска, как, например, штамповочные или литейные уклоны, применяемые для облегчения извлечения штампованной поковки из штампа и отливки или модели из литейной формы.

Припуски и допуски на механическую обработку назначим по справочным данным (Материаловедение: Методические указания к курсовому проекту /Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). Сост.: В.И. Болобов, С.Ю. Кувшинкин, С.Л. Иванов, Ю.П. Бойцов, А.Я. Бурак СПб, 2010, 32 с.).

Итак, первым шагом является назначение припусков в соответствии с ГОСТ’ом 7062-90. В качестве базового диаметра выбираем ступень D₃ (наибольший диаметр) – на нее не будет назначаться дополнительный припуск. Назначая припуски и допуски, следует составить расчетные выражения. Расчет припусков на диаметры (в зависимости от длины детали L=248,5 мм и соответствующего диаметра; величина дополнительного припуска назначается в зависимости от разности диаметров наибольшего и рассматриваемого сечений) :

D₁^’= D₁ + δ₁ + δ₁^’ Δ₁/2 = 40 + 5 + 4 = 49 мм

D₂^’ = D₂ + δ₂ + δ₂^’ Δ₂/2 = 42 + 5 + 4 = 51 мм

D₃^’ = D₃ + δ₃ Δ₃/2 = 47,3 + 5 = 52,3 мм

D₄^’ = D₄ + δ₄ + δ₄^’ Δ₄/2 = 42 + 5 + 4 = 51 мм

D₅^’ = D₅ + δ₅ + δ₅^’ Δ₅/2 = 40 + 6 + 4 = 50 мм

D₆^’ = D₆ + δ₆ + δ₆^’ Δ₆/2 = 32 + 5 + 4 = 41 мм

D₇^’ = D₇ + δ₇ + δ₇^’ Δ₇/2 = 20 + 5 + 3 = 28 мм

Припуски и напуски на длины определяются следующим образом: на обрубаемые ступени (на сторону обработки) принимается равным 1,5 припускам на диаметр рассматриваемой ступени; на остальные ступени припуск на длину на сторону обработки принимается равным 0,75 от припуска на рассматриваемый диаметр; отклонения (допуск) на длину принимается равным трем отклонениям на диаметр.

Расчёт поковочных размеров на длины:

l₁^’ = l₁ + 1,5 δ₁ - 0,75 δ₂ Δ₁/2 = 21,75 + 1,5 · 5 - 0,75 · 5 = 25,5 мм

l₂^’ = l₂ + 0,75 δ₂ - 0,75 δ₂ Δ₂/2 = 25 + 0,75 · 5 - 0,75 · 5 = 25 мм

l₃^’ = l₃ + 0,75 δ₃ + 0,75 δ₂ Δ₃/2 = 39 + 0,75 · 5 + 0,75 · 5 = 46,5 мм

l₄^’ = l₄ + 0,75 δ₄ - 0,75 δ₃ Δ₄/2 = 25 + 0,75·5 - 0,75 · 5 = 25 мм

l₅^’ = l₅ + 0,75 δ₅ + 0,75 δ₄ Δ₅/2 = 51,75 + 0,75 · 6 - 0,75 · 5 = 52,5 мм

l₆^’ = l₆ + 0,75 δ₆ - 0,75 δ₅ Δ₆/2 = 58 + 0,75 · 6 - 0,75 · 6 = 58 мм

l₇^’ = l₇ + 1,5 δ₇ - 0,75 δ₆ Δ₇/2 = 22 + 1,5 · 5 - 0,75 · 5 = 25,75 мм

После разработки эскиза поковки определяется объём и масса поковки. Объём поковки вычисляется по формуле:

,

Где V_i – объём каждой ступени винта; D_i^’ - диаметр рассматриваемой ступени(поковочный размер); l_i^’ - длина рассматриваемой ступени(поковочный размер).

Расчётная масса поковки определяется по формуле:

,

где =7710 кг/м³ - плотность стали.

Объём поковки:

V₁ = π/4 · 49² · 25,5 = 48062 мм³

V₂ = π/4 · 51² · 25 = 51044 мм³

V₃ = π/4 · 52,3² · 46,5 = 99845 мм³

V₄ = π/4 · 51² · 25 = 51044 мм³

V₅ = π/4 · 50² · 52,5 = 103031 мм³

V₆ = π/4 · 50² · 58 = 76536 мм³

V₇ = π/4 · 28² · 25,75 = 15847 мм³

V_общ = 48062 + 51044 + 99845 + 51044 + 103031 + 76536 + 15847 = 0,00044 м³

Масса поковки: M_p = V · γ = 0,00044·7710 = 3,4 кг

Окончательная масса поковки: М_пок = (1,02 - 1,03) · М_р = 3,5 кг.