1.11 Выбор исходной заготовки
Заготовка – предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности или материала изготавливают деталь.
Материал, из которого изготовлена крышка, сплав алюминия АК4, который по фазовому составу, следовательно и по свойствам, резко отличаются от сплавов типа дюралюмина. Этот сплав нашли наиболее широкое применение для ковки штамповки поршней, картеров и др. деталей, работающих при повышенных температурах.
Метод
выполнения заготовки для деталей машин
определяется назначением и конструкцией
детали, материалом, техническими
требованиями, масштабом и серийностью
выпуска, а также экономичностью
изготовления.
Из нескольких возможных методов изготовления исходной заготовки выбирают метод, наиболее полно соответствующий типу производства, конструкции детали и требуемой точности.
Сравним метод изготовления поверхностей заготовок на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) и высокоскоростных молотах (ВСМ).
Класс точности поковки зависит от вида штамповочного оборудования и типа штампа. На класс точности влияет так же наличие или отсутствие калибровки, вид нагрева: пламенный или электронагрев. При штамповке на КГШП в открытых штампах и при пламенном нагреве принимаем 5-ый класс точности – Т5.
Необходимо отметить, что штамповка на КГШП в два-три раза производительнее и обеспечивает получение припусков, меньших на 0,1..
..0,6 мм, по сравнению со штамповкой на молотах.
Определим стоимость материала, потребного для изготовления детали
,
где M – стоимость материала, р.;
– цена заготовки,
р.;
– цена отходов,
р.
Цена заготовки определяется по формуле
,
где
– базовая стоимость одной тонны, р.;
– масса заготовки,
кг;
– коэффициент,
характеризующий точность заготовки;
– коэффициент,
характеризующий сложность заготовки;
– коэффициент,
характеризующий массу заготовки;
– коэффициент,
характеризующий материал заготовки;
– коэффициент,
характеризующий тип производства.
Цена заготовки на КГШП
Цена заготовки на молотах
Цена отходов определяется по формуле
где – базовая стоимость одной тонны, р.;
– масса отходов,
кг.
Масса отходов определяется по формуле
где – масса отходов, кг;
– масса заготовки, кг;
– масса детали,
кг.
Масса и цена отходов на КГШП
Масса и цена отходов на молотах
Стоимость материала на КГШП
Стоимость материала на молотах
Определим коэффициент использования материала на КГШП
Определим коэффициент использования материала на молотах
Делаем вывод, что штамповка на КГШП является более экономически эффективным способом изготовления заготовки.
1.12 Выбор технологических баз
На
основе анализа технических требований
к детали и условий ее эксплуатации
принимаются технологические базы для
всех операций при механической ее
обработке.
Отбор требований точности.
Цель: выявить размеры и требования положения поверхностей, к которым предъявляется высокая точность и которые можно обеспечить лишь за счёт системы базирования.
Наибольшее внимание надо уделять связям. Связи бывают трёх видов:
1. Между элементами, не подлежащим механической обработке;
2. Между обрабатываемыми элементами;
3. Смешанные.
Первый вид связи обеспечивается в заготовительных цехах.
Второй вид связей наиболее труден как при разработке технологического процесса, так и при его осуществлении. Объясняется высокой точностью и большим числом рассматриваемых вариантов.
Размеры со связями первого вида и размеры со смешанными связями не имеются, так как все поверхности подлежат механической обработке.
Размеры, в которых есть связи по 11 и более точному квалитету: Ø16Н9, Ø12H7, Ø21H11, Ø32,7H9, Ø28H9.
Список точных размеров и требований точности:
1. Ø16Н9;
2. Ø12H7;
3. Ø21H11;
4.
Ø32,7H9;
5. Ø28H9;
6. допуск биения отверстия Ø32,7H9 относительно резьбы М33х1,5 – 5Н6Н не более 0,05 мм.
7. допуск биения отверстия Ø28H9 относительно резьбы М33х1,5 – 5Н6Н не более 0,05 мм.
8. отклонение от соосности отверстия Ø28H9 относительно отверстия Ø16Н9 не более 0,05 мм.
9. отклонение от параллельности поверхности Ø12Н7 относительно поверхности Ø32,7Н9 не более 0,05.
Анализ обеспечения требований точности.
Отклонение от соосности отверстия Ø28H9 относительно отверстия Ø16Н9 не более 0,05 мм.
Рисунок 1.6 – Эскиз детали
Вариант 1. За один установ.
Рисунок 1.7 – Вариант обработки 1
Обработка поверхностей А и Б за один установ в одной операции.
Точка 1 – лишает перемещения вдоль оси X, с = ∆
Точка 2 – лишает поворота вокруг оси Z, tgβ = ∆/62
Точка 3 – лишает поворота вокруг оси Y, tgα = ∆/5
Точка 4 – лишает перемещения вдоль оси Z, b=∆
Точка 5 – лишает поворота вокруг оси X, tgγ = ∆/46
Точка 6 – лишает перемещения вдоль оси Y, a=∆
Вариант 2. Принцип совмещения баз.
Рисунок 1.8 – Вариант обработки 2
Сначала окончательно обрабатывается поверхность А, затем поверхность Б с базированием по поверхности А.
Точка 1 – лишает перемещения вдоль оси Х, с = ∆
Точка 2 – лишает поворота вокруг оси Y, tgβ = ∆/16
Точка 3 – лишает поворота вокруг оси Z, tgα = ∆/12
Точка 4 – лишает перемещения вдоль оси Y, b=∆
Точка 5 – лишает поворота вокруг оси Х, tgγ = ∆/16
Точка 6 – лишает перемещения вдоль оси Z, a=∆
Вариант
3. Принцип совмещения баз.
Рисунок 1.9 – Вариант обработки 3
Сначала окончательно обрабатывается поверхность Б, затем поверхность А с базированием по поверхности Б.
Точка 1 – лишает перемещения вдоль оси X, с = ∆
Точка 2 – лишает поворота вокруг оси Y, tgβ = ∆/26
Точка 3 – лишает поворота вокруг оси Z, tgα = ∆/20
Точка 4 – лишает перемещения вдоль оси Y, b=∆
Точка 5 – лишает поворота вокруг оси Х Y, tgγ = ∆/26
Точка 6 – лишает перемещения вдоль оси Z, a=∆
Вариант 4. Принцип постоянства баз – обработка поверхности А в одной операции, обработка поверхности Б в другой операции, на обеих операциях технологическими базами являются одни и те же поверхности.
Операция 1.
Рисунок 1.10 – Вариант обработки 4
Точка 1 – лишает перемещения вдоль оси X, с = ∆
Точка 2 – лишает поворота вокруг оси Z, tgβ = ∆/62
Точка 3 – лишает поворота вокруг оси Y, tgα = ∆/5
Точка 4 – лишает перемещения вдоль оси Z, b=∆
Точка 5 – лишает поворота вокруг оси X, tgγ = ∆/46
Точка 6 – лишает перемещения вдоль оси Y, a=∆
Операция 2.
Рисунок 1.11 – Вариант обработки 4
Точка 1 – лишает перемещения вдоль оси X, с = ∆
Точка
2 – лишает поворота вокруг оси Z,
tgβ = ∆/62
Точка 3 – лишает поворота вокруг оси Y, tgα = ∆/5
Точка 4 – лишает перемещения вдоль оси Z, b=∆
Точка 5 – лишает поворота вокруг оси X, tgγ = ∆/46
Точка 6 – лишает перемещения вдоль оси Y, a=∆
Результаты определения погрешностей ориентации заготовки заносим в таблицу 1.5.
Принцип базирования |
№ варианта |
Операции |
Опорная точка по вариантам |
Выводы, точность, простота |
||||||
Характер погрешностей по точкам |
||||||||||
a |
tgγ |
b |
tgβ |
c |
tgα |
|||||
За один установ |
1 |
одна |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
∆ |
∆/46 |
∆ |
∆/62 |
∆ |
∆/5 |
|||||
Принцип совмещения баз |
2 |
первая |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
1 |
∆ |
∆/16 |
∆ |
∆/16 |
∆ |
∆/12 |
|||||
3 |
вторая |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
3 |
1 |
|
∆ |
∆/26 |
∆ |
∆/26 |
∆ |
∆/20 |
|||||
Принцип постоянства баз
|
4 |
первая |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
4 |
1 |
∆ |
∆/46 |
∆ |
∆/62 |
∆ |
∆/5 |
|||||
вторая |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||||
∆ |
∆/46 |
∆ |
∆/62 |
∆ |
∆5 |
|||||
суммарная |
1,41∆ |
∆/33 |
1,41∆ |
∆/44 |
1,41∆ |
∆/4 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Таблица 1.5 - Погрешности ориентации заготовки
В результате анализа обеспечения требований точности можно сделать вывод о том, что при базировании за один установ (вариант 1) обеспечивается наибольшая точность.
Требования точности и их обеспечение.
Требование точности:
1. Отверстие Ø28Н9;
2. Отверстие Ø16Н9;
3. Отклонение от соосности оси Б относительно оси А не более 0,05 мм.
Рисунок 1.12 – Эскиз детали
Рисунок 1.13 – за один установ
Обработка поверхностей А и Б за один установ в одной операции.
Точка 1 – лишает перемещения вдоль оси X, с = ∆
Точка 2 – лишает поворота вокруг оси Z, tgβ = ∆/62
Точка 3 – лишает поворота вокруг оси Y, tgα = ∆/5
Точка 4 – лишает перемещения вдоль оси Z, b=∆
Точка 5 – лишает поворота вокруг оси X, tgγ = ∆/46
Точка 6 – лишает перемещения вдоль оси Y, a=∆
Требование точности:
1. Отверстие Ø12Н7;
2. Отверстие Ø32,7Н9;
3. Отклонение от параллельности поверхности В относительно поверхности Г не более 0,05.
Рисунок 1.15 – Эскиз детали
Первая операция
Рисунок 1.16 – Первая операция
Вторая
операция
Рисунок 1.17 – Вторая операция