Выбор заготовок, назначение припусков
Поковка - процесс ковки отливки для придания ей необходимой формы, размера или для удаления неравномерностей и пустот (дефектов) литья.
Штампованная поковка – получается при деформации металла в ограничивающих их стенках штампа (деформации металла под форму). Штампованная ковка характеризуется большей точностью. При чем, штамповка может быть, как горячей – с предварительным нагревом металла, так и холодной, без такой подготовки. Нагрев придаёт металлу эластичность и пластичность, что позволяет придать материалу нужную форму без особых усилий.
Метод штамповки очень выгоден, поскольку одновременно изготавливаются несколько поверхностей детали. Кроме того, штампованные поковки отличаются гладкостью и однородностью обрабатываемой поверхности и точными размерами. Это позволяет снизить расходы на материал и обеспечить высокую производительность. Кроме того, штамповкой можно изготавливать поковки из металлопроката совершенно любого сечения, предварительно нарезанного по размеру штампа.
Припуском на механическую обработку называют слой металла на отливке или поковке, подлежащий удалению путем механической обработки для получения чистой поверхности и размеров, заданных чертежом.
По ГОСТ 2.309—73 поверхности предназначенные к механической обработке, обозначают на чертежах деталей условным \/ или по ГОСТ 2789—73 установлено 14 классов шероховатости. Шероховатость поверхности изделия характеризуется величиной неровностей, состоящих из чередующихся впадин и выступов. Грубой обработкой считается 1-й класс — шероховатость составляет 320 мкм (0,32 мм), самой чистой поверхностью— 14-й класс — шероховатость составляет 0,025 мкм (0,000025 мм). Если на чертеже указана, например, шероховатость, к размерам, данным на чертеже, при изготовлении модели прибавляют величину соответствующего припуска на механическую обработку. Если на чертеже будет указан знак, то припуск на механическую обработку не дают, так как поверхность не подвергается дополнительной механической обработке.
Величина припуска на механическую обработку определяется разностью размеров отливки до ее обработки и после обработки (в соответствии с размером на чертеже) и зависит от материала отливки (чугун, сталь и др.), наибольшего размера отливки, типа производства (массовое, серийное, индивидуальное), положения отливки в форме (ГОСТ 1855—55, ГОСТ 2009—55).
При назначении припусков стремятся не к увеличению, а к уменьшению их, так как лишний припуск требует дополнительной затраты труда на его снятие и приводит к нерациональному расходу металла в стружку.
Выбор баз. Выбор приспособлений для закрепления детали
Технологическая база - это поверхность, сочетание поверхностей, ось или точка, принадлежащая заготовке и используемая для определения ее положения в процессе изготовления.
Базирование при механической обработке - это придание заготовке с помощью комплекта баз требуемого положения для ее обработки.
В значительной степени маршрут операций технологического процесса предопределяется выбором и назначением комплектов технологических баз.
Комплект баз для деталей, не являющихся телами вращения, определяется, как правило, тремя базами:
- установочной, лишающей деталь трех степеней свободы; направляющей, лишающей деталь двух степеней свободы;
- опорной, лишающей деталь одной степени свободы.
В некоторых случаях для базирования таких деталей, а также для базирования деталей - тел вращения служат базы: двойная направляющая, лишающая деталь четырех степеней свободы, и двойная опорная, лишающая деталь двух степеней свободы в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Графические обозначения баз, а в ряде случаев - опор, зажимов и установочных элементов, приводятся на операционных эскизах операционных карт технологических процессов, а также на сборочном чертеже оснастки.
Выбор базовых поверхностей зависит от конструктивных форм зубчатых колес и технических требований. У одновенцовых колес типа дисков (1 /D < 1) длина поверхности отверстия недостаточна для образования двойной направляющей базы. Поэтому после обработки отверстия и торца установочной базой для последующих операций служит торец, а поверхность отверстия — двойной опорной базой. У валов-шестерен в качестве технологических баз используют, как правило, поверхности центровых отверстий.
На первых операциях черновыми технологическими базами являются наружные необработанные «черные» поверхности. После обработки отверстия и торца их принимают в качестве технологической базы на большинстве операций. Колеса с нарезанием зубьев после упрочняющей термообработки при шлифовании отверстия и торца (исправление технологических баз) базируют по эвольвентной боковой поверхности зубьев для обеспечения наибольшей соосности начальной окружности и посадочного отверстия.
Для обеспечения наилучшей концентричности поверхностей вращения колеса применяют следующие варианты базирования. При обработке заготовок на токарных станках за одну установку их закрепляют в кулачках патрона за черную поверхность ступицы или черную внутреннюю поверхность обода. При обработке за две установки заготовку сначала крепят за черную поверхность обода и обрабатывают отверстие, а при второй установке заготовки на оправку обрабатывают поверхность обода и другие поверхности колес.
Рисунок 1 – Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон
Для закрепления заготовок в виде зубчатого колеса на токарно-винторезном станке применяют трехкулачковый самоцентрирующийся патрон. Кулачки 1, 2 и 3 патрона перемещаются одновременно с помощью диска 4. На одной стороне этого диска выполнены пазы (имеющие форму архимедовой спирали), в которых расположены нижние выступы кулачков, а на другой - нарезано коническое зубчатое колесо, сопряженное с тремя коническими зубчатыми колесами 5. При повороте ключом одного из колес 5 диск 4 (благодаря зубчатому зацеплению) также поворачивается и посредством спирали перемещает одновременно и равномерно все три кулачка по пазам корпуса 6 патрона. В зависимости от направления вращения диска кулачки приближаются к центру патрона или удаляются от него, зажимая или освобождая деталь. Кулачки обычно изготовляют трехступенчатыми и для повышения износостойкости закаливают. Различают кулачки крепления заготовок по внутренней и наружной поверхностям; при креплении по внутренней поверхности заготовка должна иметь отверстие, в котором могут разместиться кулачки.
Рисунок 2 – Приспособление для протягивания отверстия в заготовках с обработанным торцом
Приспособление для внутреннего протягивания отверстий для получения шлицев соединений, заготовка обычно центрируется по протяжке и силой резания прижимается к торцу, благодаря чему исключается возможность ее перемещения. Поэтому в приспособлениях для протягивания отверстий нет ни направляющих, ни зажимных элементов, и они представляют собой стальное кольцо или шайбу с цементированным и закаленным опорным торцом, крепящегося к планшайбе станка как указано на рисунке 2. Оно предназначено для протягивания цилиндрического отверстия в заготовке, где опорный торец обработан перпендикулярно оси отверстия.
Рисунок 3 – Переналаживаемое приспособление для изготовления зубчатых колес с шлицевым отверстием
На рисунке 3 показано приспособление для обработки зубчатых колес с базированием их по шлицевому отверстию на оправке 2. Гайкой 1 через опорное кольцо 3 обрабатываемая деталь прижимается к столу станка. От проворачивания оправка удерживается самозаклиниванием ее в коническом гнезде шпинделя.