5. РАСЧЁТ ЗАГОТОВКИ, ПОЛУЧАЕМОЙ СПОСОБОМ ГОРЯЧЕЙ ОБЪЁМНОЙ ШТАМПОВКИ

Направленность раздела:

1. Ознакомление с правилами расчёта размеров заготовки, получаемой способом горячей объёмной штамповки.

Чертёж поковки разрабатывается по чертежу готовой детали в соответст-

вии с ГО Т 7505-89 [10].

При разработке чертежа поковки (заготовки) необходимо прежде всего ре-

Кр = 1,5…1,8.

Д Группа стали определяется в зависимости от среднегоИмассового содержа-

ния углерода и легирующих элементов (Si, Mn, Cr, Ni, W, V и т.д.).

ГОСТ 7505-89 предусматривает три группы стали:

М1 – сталь с массовой долей углерода до 0,35% или суммарной массовой долей легирующих элементов до 2%; М2 – сталь с массовой долей углерода свыше 0,35 до 0,65% или суммарной долей легирующих элементов от 2 до 5% включительно; М3 – сталь с массовой долей углерода свыше 0,65% или суммарной долей легирующих элементов свыше 5%.

Разделение сталей на указанные группы учитывает различное сопротивление деформированию и, следовательно, различный по интенсивности износ штампов.

Степень сложности С определяется путём вычисления отношения массы Мп (объёма Vп) поковки к массе Мф (объёму Vф) геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки:

26

В зависимости от величины C установлены четыре степени сложности штамповочных поковок: С 1 – свыше 0,63; С 2 – от 0,32 до 0,63 включительно;

3 – от 0,16 до 0,32 включительно; С 4 – до 0,16.

Класс точности поковки устанавливается в зависимости от оборудования для её изготовления, а также исходя из предъявляемых требований к точности размеров поковки. Обычно класс точности при штамповке на паровоздушном

При определении припуска на механическую обработку центрального отверстия следует иметь в виду, что наметки в поковках с последующей прошивкой делаются только при диаметре центрового отверстия готовой детали не менее 30 мм. Для небольших отверстий (диаметром менее 30 мм) и в высоких поковках делают неглубокие наметки с двух сторон. В этом случае отверстия получают не прошивкой на прессе, а сверлением и растачиванием. Наличие наме-

ток под отверстия несколько уменьшают объём механической обработки.

На поверхностях, входящих в состав линейныхИразмеров детали (длина L, высота H), размеры припусков могут различаться в связи с различием шерохо-

если припуски Z1 и Z2 на противоположных сторонах не равны.

27

Таблица 5.1

Основные пр пуски на механическую обработку (на сторону) [10]

На все полученные размеры поковки по табл.5.2 определяются поля допусков и допускаемые отклонения размеров. По полученным данным формируются чертежи «холодной поковкиИ» (рис. 5.1), а затем чертежи «горячей поковки». Последние отличаются тем, что все размеры изменяются на 1,5 % (усадка), а высотные размеры проставляются от

линии разъема.

28

29

Рис.5.1. Чертежи: а – детали «опора»; б – заготовки-штамповки (тонкими линиями нанесены контуры детали)

30

6. АНАЛИЗ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВАЛОВ ПРИ ТОЧЕНИИ

Валы являютсябАодними из наиболее распространенных и ответственных деталей, от точности и качества изготовления которых во многом зависит срок эксплуатации машин.

НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ

Направленность раздела:

1. Ознакомлен е с пр чинами возникновения погрешностей обработки де-

талей типа валов при точен и на токарных станках.

2. Определение величины упругих отжатий заготовки вала удинзаг (Х) от вер-

шины резца при точении.

3. Определить условия, при которых возможно обеспечить максимальную

точность обработки деталей типа валов. Д

Основными техническими требованиями являются:

-прямолинейность и соосность участков вала;

-правильность геометрической формы в поперечных и продольных сечениях вала (отсутствие овальности, конусности, бочкообразности и т. д.).

Так как конструкция вала предрасположена к упругим деформациям от действия режущего инструмента, то для выполнения вышеперечисленных технических требований необходимо создание определенных условий закрепления деталей на станке, которые обеспечивали бы наименьшие упругие деформации вала в процессе его обработки. Основным критерием при выборе способа закрепления заготовки вала на токарном станке является отношение её длины ℓ к её диаметру d.

Цилиндрические детали малой относительной длины (ℓ/d ≤ 4) хорошо закрепляются консольно в трехкулачковом самоцентрирующем патроне.

Для цилиндрических деталей средней относительной длины (4 < ℓ/d ≤ 10)

сцелью повышения их жесткости при обработке используются дополнительные опоры. В качестве дополнительной опоры правого конца вала применяютсяИ

31

жесткие (невращающиеся и вращающиеся) центры, которые устанавливаются в пиноли задней бабки. На правом торце заготовки в этом случае засверливают центровое конически-цилиндрическое отверстие, в которое входит конец центра. Центровые отверстия выполняют по ГОСТ 14034–74 специальными центровочными сверлами. При этом левый конец вала может закрепляться либо в трехкулачковом самоцентрирующем патроне, либо опираться на передний

Сцентр (этот способ закрепления детали называют “обработка в центрах”. При обработке в центрах крутящий момент на деталь передается поводковым патроном и хомутиком.

При обработке дл нных валов (ℓ/d >10) применяют люнеты, предохра-

няющие заготовку от прог ба. Люнет выступающими регулируемыми опорами настраиваютУсилв прот воположную по отношению к режущему инструменту

сторону вала. Пр меняются неподвижные люнеты (станина люнета крепится на станине станка) подв жные (корпус люнета крепится на суппорте станка).

ями, вызывающ ми упругую деформацию всех составляющих системы ПИД (станокбА– пр спосо ление – инструмент – деталь), являются составляющ е с лы резан я Px, Py, Pz в направлениях осей прямоугольной системы коорд нат XYZ (р с. 6.1).

Рис. 6.1. СоставляющиеДсилы резанияИ:

Px – осевая; Py – радиальная; Pz – тангенциальная

Жесткостью СПИД, J (кгс/мм), называется отношение радиальной составляющей силы резания Py (кгс) к суммарному смещению Y (мм) лезвия режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности заготовки, измеряемому в направлении нормали к этой поверхности [12], т.е.

J = Pу / Y.

Система СПИД при работе станка может подвергаться динамическим нагрузкам, которые зависят от состояния поверхности обрабатываемой заготовки, степени износа режущего инструмента, режимов резания (глубина резания, величина подачи, скорость резания) и многого другого.

Чтобы охарактеризовать систему СПИД в рабочем состоянии вводится динамический коэффициент µ, который, как показывают опытные результаты,

32

изменяется в достаточно широких пределах. Так, например, с повышением скорости резания от 7,6 до 237,5 м/мин µ при черновом точении и в зависимости от способа закрепления детали на станке возрастает [12]:

-при консольном закреплении в патроне – от 1,10 до 1,22;

-при закреплении в патроне и в центре – от 1,16 до 1,47;

-при закреплении в центрах – от 1,15 до 1,61.

Радиальная составляющая силы резания Py рассчитывается по [2]:

где Cp, x, y, n – зав сят от конкретных условий обработки [2]; t – длина лезвия

где σв – предел прочности обрабатываемой стали, МПа;

33

Кφр – коэффициент, учитывающий величину главного угла в плане проход-

ного резца (при φ = 45º, Кφр = 1,0 [2];

Кγр – коэффициент, учитывающий величину переднего угла режущей части резца (при γ = 10º, Кγр = 1 [2];

Кλр – коэффициент учитывающий величину угла наклона главного лезвия резца (при λ = 5º, Кλр = 1,25 [2];

Кrp – коэффициент, учитывающий величину радиуса закругления вершины

x= 0,5ℓ.

Сучетом динамичности процесса точения

34