3 Проектирование элементов ковочной технологии
Цель работы - привить студентам практические навыки разработки технологического процесса производства поковок с учетом факторов, определяющих особенности их структуры.
Материальное обеспечение работы:
1. Учебные планшеты, иллюстрирующие требования нормативных документов к проектированию элементов ковочной технологии.
2. Чертежные принадлежности.
3. Листы формата А4.
3.1 Молотовая поковка вала
Молотовая поковка вала состоит из отдельных участков (рис. 3.1), которые предстоит идентифицировать. При этом используют следующие понятия и определения.
Рис. 3.1. Характерные участки поковки типа вала с уступами
Уступ (выступ) - торцовая поверхность, соединяющая две смежные боковые с различными номинальными размерами. Характеризуют уступ его высотой , т.е. полуразностью диаметров участков, образующих уступ, один из которых называют нижним, а другой - верхним. Относительно боковой поверхности, то уступы, ограничивающие ее, могут быть восходящими (выступ) и нисходящими (уступ).
Ступень
- участок вала, боковая поверхность
которого ограничена с одной стороны
уступом, а с другой - выступом. Если
граничный уступ является торцовой
поверхностью вала, ступень называют
концевой. Характеризуют
ступень диаметром
и
длиной
боковой
поверхности. Для концевой
ступени - соответственно
и
.
Бурт
- участок вала, боковая поверхность
которого ограничена двумя
уступами. Характеризуют бурт диаметром
и
длиной
боковой
поверхности.
Фланец
– это бурт у которого один из уступов
является торцовой поверхностью вала.
Характеризуют фланец диаметром
и
длиной
боковой поверхности.
Выемка
- участок вала, боковая поверхность
которого ограничена двумя выступами.
Характеризуют выемку диаметром
и
длиной боковой поверхности
.
3.2 Методика выполнения работы
Для выполнения работы каждому студенту выдается индивидуальное задание. При этом основное внимание уделяется правильной идентификации отдельных участков детали и поковки и расчету припусков на механическую обработку.
3.3 Порядок выполнения работы
1. Воспроизвести в виде эскиза чертеж вала и выделить обрабатываемые поверхности.
2. Вычислить массу вала и по номограмме (рис. 3.2) опреде-
Рис. 3.2. Номограмма для определения ширины бойков
лить рекомендуемую ширину бойков, используемых при изготовлении поковки.
3.
По длине вала, используя номограмму
(рис. 3.3), определить значение формального
параметра
,
используемого при вычислении величины
припуска на обработку вала.
4.
Пронумеровать все участки вала,
отличающиеся от соседних величиной
диаметра, присвоив нулевой индекс (
)
участку с наибольшим диаметром.
5.
Для каждого
-го
участка по величине его диаметра
определить с помощью номограммы (рис.
3.3) значения фиктивных параметров
,
используемых при вычислении величины
припуска на обработку вала.
Рис. 3.3. Номограмма для определения формальных параметров
6. Вычислить величины диаметров всех участков вала с учетом основного припуска на его боковые поверхности:
|
(3.1) |
.
7.
Для каждого участка (кроме нулевого) с
помощью номограммы (рис. 3.3) по величине
разности между значениями диаметров
и
определить значения формального
параметра
,
используемого при вычислении дополнительных
припусков на обработку вала.
8.
Вычислить величины дополнительных
припусков
на боковые поверхности всех участков
вала (кроме нулевого)
|
(3.2) |
.
9.
Вычислить продольные сечения всех
участков вала
и сравнить их между собой. Тот участок,
у которого величина максимальна, считают
основным. Если таких участков несколько
и среди них
нулевой,
основным считают нулевой. В противном
случае основным назначить участок, для
которого величина
имеет наибольшее значение. Если нулевой
участок не является основным, то на его
боковую поверхность перенести
дополнительный припуск с боковой
поверхности участка, назначенного
основным.
10. Вычислить значения диаметров всех участков поковки вала с учетом дополнительных припусков
|
(3.3) |
.
11. Вычислить значения длин всех участков поковки вала:
- для концевой ступени |
|
(3.4) |
- для фланца |
|
(3.5) |
- для бурта |
|
(3.6) |
- для выемки |
|
(3.7) |
;
;
;
.
Длина
ступеней остается без изменений. Общая
(габаритная) длина поковки должна
увеличиться при этом по сравнению с
длиной вала на величину, равную
.
12.
Для каждой пары смежных участков по
величине меньшего диаметра (диаметр
уступа) с помощью номограммы (рис. 3.2)
определить значение параметра
.
Если вычисленная для этой пары участков
полуразность диаметров
удовлетворяет условию
|
(3.8) |
,
то диаметр уступа довести до значения диаметра выступа (назначить напуск на боковую поверхность участка поковки). В противном случае конфигурацию поковки оставить без изменения.
13.
По ширине бойка
,
рекомендуемого для изготовления
проектируемой поковки, с помощью
номограммы (рис. 3.3) определить значение
параметров
и
.
14. Проверить выполнимость всех участков поковки.
14.1 Ступень выполнять, если соблюдено условие:
|
(3.9) |
.
В противном случае увеличить диаметр ступени до значения диаметра смежного участка (назначить напуск на боковую поверхность ступени).
14.2. Концевую ступень выполнять, если соблюдено условие:
|
(3.10) |
.
В противном случае длину концевой ступени вычислять по формуле:
|
(3.11) |
,
где
- диаметр граничного выступа.
При
этом длина поковки увеличивается на
величину, равную разности
;
14.3. Выемку выполнять, если соблюдены условия:
|
(3.12) |
|
(3.13) |
,
,
где
- диаметр
меньшего из граничных выступов.
Если
не выполнено условие (3.12), то диаметр
выемки довести до значения диаметра
меньшего из смежных участков
.
Если не выполнено условие (3.13), то диаметр выемки вычислять по формуле:
|
(3.14) |
.
и тем самым назначить напуск на боковую поверхность выемки;
14.4. Бурт выполнять, если соблюдены условия:
|
(3.15) |
,
где
- высота меньшего из граничных уступов,
-
диаметр меньшего из соседних участков.
В противном случае длину бурта довести до значения, удовлетворяющего обоим условиям, за счет длины смежного участка со стороны меньшего уступа;
14.5. Фланец выполнять, если соблюдены соотношения:
|
(3.16) |
,
где
и
-
соответственно высота смежного уступа
и диаметр смежного с фланцем участка.
В противном случае длину фланца довести до значения, удовлетворяющего обоим условиям, за счет напуска на торцовую поверхность поковки. При этом длину поковки увеличить на величину напуска.
15. Если в процессе проверки выполнимости изготовления участков поковки были назначены напуски, то необходимо повторно проверить выполнимость тех участков, в пределах которых расположен напуск.
16. Уточнить размеры поковки и ее участков. При необходимости округлить их значения до целых чисел.
17. Вычислить массу поковки.
3.4 Составление отчета
Отчет о выполненной работе должен содержать наименование и цель работы, результаты вычисления массы вала и поковки, рекомендуемую ширину бойков, используемых при изготовлении поковки и эскиз поковки с указанием рассчитанных размеров.
Для составления эскиза поковки за основу взять эскиз вала. При этом основными линиями (допускается использовать красный карандаш) указываются контуры поковки с соблюдением схемы назначения припусков на обрабатываемые поверхности (см. рис. 3.4).
Рис. 3.4. Схема назначения припусков на размеры поковок валов гладких или с уступами
Методические указания
к лабораторным и практической работе в разделе
«Обработка металлов давлением» учебной дисциплины
«Технология конструкционных материалов»
(для студентов всех форм обучения)
Составители: Николай Александрович Маняк
Геннадий Григорьевич Корицкий
Евгений Викторович Байков