МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Кафедра «Ракетные двигатели»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Технология производства авиационных и ракетных двигателей» и «Технология изготовления деталей и сборка жидкостных ракетных двигателей» для студентов специальности 160700.65, 24.05.02 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей» очной формы обучения

Часть 3

Воронеж 2015

Составители: д-р. техн. наук, проф. Ю.Р. Копылов канд. техн. наук Н.Д. Беслик

УДК 621.9.06-529 (03)

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Технология производства авиационных и ракетных двигателей» и «Технология изготовления деталей и сборка жидкостных ракетных двигателей» специальности 160700.65, 24.05.02 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей» очной формы обучения / ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет"; сост. Ю.Р. Копылов, Н.Д. Беслик. Воронеж, 2015. 39 с.

Разработанные методические указания предназначены для студентов, выполняющих лабораторный практикум по дисциплинам «Технология производства авиационных и ракетных двигателей» и «Технология изготовления деталей и сборка жидкостных ракетных двигателей».

Библиогр: 5 назв. Табл. 34

Рецензент: д-р техн. наук А.Ф. Ефимочкин. Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук

проф. B.C. Рачук

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета.

© ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет", 2015

ВВЕДЕНИЕ

Размер припуска существенно влияет на себестоимость изготовления детали. Завышенный припуск увеличивает затраты труда, расход материала, режущего инструмента и электроэнергии. Заниженный припуск требует применения более дорогостоящих способов получения заготовки, усложняет установку заготовки на станке, требует более высокой квалификации рабочего. Кроме того, он часто является причиной появления брака при механической обработке. Назначаемый припуск должен быть оптимальным для данных условий производства.

Оптимальный припуск зависит от материала, размеров и конфигурации заготовки, вида заготовки, деформации заготовки при ее изготовлении, толщины дефектного поверхностного слоя и других факторов. Известно, например, что чугунные отливки имеют дефектный поверхностный слой, содержащий раковины, песчаные включения; поковки, полученные ковкой, имеют окалину; поковки, полученные горячей штамповкой, имеют обезуглероженный поверхностный слой.

Припуск может быть определен расчетно-аналитическим методом. В отдельных случаях (например, когда еще не разработана технология механической обработки) припуски на обработку различных видов заготовок выбирают по нормативным таблицам

В работе представлены методические указания по выбору припусков по нормативным таблицам и аналитическому расчету операционных припусков и предельных размеров. Представлена методика и примеры расчета припусков для различных методов изготовления заготовок и видов обработки.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИПУСКОВ ПО НОРМАТИВНЫМ ТАБЛИЦАМ. РАСЧЕТ ОПЕРАЦИОННЫХ ПРИПУСКОВ

И ПРЕДЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ АНАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ»

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

Перед началом работы повторите материалы по расчету и определению по нормативным таблицам припусков [1–6].

Для выполнения работы необходим дисплейный класс, справочная литература и учебная литература.

Цель проведения лабораторной работы приобретение практических навыков по расчету и определению по нормативным таблицам припусков.

План проведения и задачи лабораторной работы:

1.Изучить указанные разделы в [1-5].

2.Получить и проанализировать задание соответствующего варианта выданного чертежа заготовки или детали.

3.Рассчитать и определить по нормативным таблицам припуск для наиболее точных поверхностей.

4.Сформировать номинальные и предельные размеры заготовки для поверхностей по двум координатам.

5.Оформить отчет [6] и защитить выполненную работу в установленные учебным графиком сроки.

1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ПРИПУСКАХ

Припуски на механическую обработку определяются расчетно-аналитичеоким и опытно-статистическим методами. Растет припусков и назначение их по таблицам ГОСТов следует производить после отработки конструкции детали и заготовки на технологичность и технико-экономического обоснования метода изготовления заготовки.

2

Для определения заготовки припуск определяется для наиболее точных поверхностей заготовки, расположенных по двум трем координатам. При этом эта расчетная поверхность должна выполняться при изготовлении заготовки.

Для вычисления операционных припусков необходимо знать весь состав переходов, параметры качества поверхностного слоя по переходам: среднеарифметическая высота профиля микронеровностей, толщина дефектного слоя, погрешности формы и расположения заготовки в переходах и погрешности установки заготовки в переходах.

Перед началом расчета припусков необходимо выполнить эскиз заготовки с указанием схемы ее установки на стан.ке или в приспособлении н выделением поверхностей, для которых рассчитываются или назначаются по таблицам припуски на обработку.

В конце расчета выполняется эскиз заготовки с назначенными номинальных размеров, предельных отклонений, припусками и допусков. Строится схема расположения припусков и допусков. Результаты расчета и назначения припусков заносятся в сводную таблицу.

Припуск на механическую обработку - это слой металла, удаляемый с поверхности заготовки с целью получения требуемых по чертежу формы и размеров детали. Припуски назначают только на те поверхности, требуемые форма и точность размеров которых не могут быть достигнуты принятым способом получения заготовки.

Припуски делят на общие и операционные. Общий припуск на обработку - это слой металла, необходимый для выполнения всех необходимых технологических операций, совершаемых над данной поверхностью. Операционный припуск - это слой металла, удаляемый при выполнении одной технологической операции. Припуск измеряется по нормали к рассматриваемой поверхности и равен сумме операционных припусков.

Размер припуска существенно влияет на себестоимость изготовления детали. Завышенный припуск увеличивает

3

затраты труда, расход материала, режущего инструмента и электроэнергии. Заниженный припуск требует применения более дорогостоящих способов получения заготовки, усложняет установку заготовки на станке, требует более высокой квалификации рабочего. Кроме того, он часто является причиной появления брака при механической обработке. Поэтому назначаемый припуск должен быть оптимальным для данных условий производства.

Оптимальный припуск зависит от материала, размеров и конфигурации заготовки, вида заготовки, деформации заготовки при ее изготовлении, толщины дефектного поверхностного слоя и других факторов. Известно например, что чугунные отливки имеют дефектный поверхностный слой, содержащий раковины, песчаные включения; поковки, полученные ковкой, имеют окалину; поковки, полученные горячей штамповкой, имеют обезуглероженный поверхностный слой. Припуски определяют расчетами, когда технология механической обработки еще не разработана припуски на обработку различных видов заготовок выбирают по нормативным таблицам.

Слой металла, снимаемый на первой операции, может колебаться в широких пределах, т. к. помимо операционного припуска часто приходится удалять напуск. Напуск — это избыток металла на поверхности заготовки (сверх припуска), обусловленный технологическими требованиями упростить конфигурацию заготовки для облегчения ее изготовления. Напуск в большинстве случаев удаляется механической обработкой, реже остается в изделии (штамповочные уклоны, радиусы закруглений и др.).

2.РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИПУСКОВ И ПРЕДЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ

Припуски определяются приближенно по справочникам и нормативным таблицам и более точно расчетноаналитическим методом [1-5]. Расчет припусков выполняется

4

по всем последовательно выполняемым переходам для поверхностей, имеющих наибольшее количество переходов.

Припуски определяются для наиболее точных поверхностей как сумма погрешностей, возникающих при ее обработке; среднеарифметической высоты микронеровностей Rz; толщины дефектного слоя h; пространственных

отклонений формы ф и расположения р поверхностей; погрешности установа у (базирования и закрепления)

заготовки. Исходные данные и указанные параметры заносятся в таблицу для всех переходов и операций рассчитываемой поверхности.

1.Вычертим таблицу табл. 1. Занесем в столбец 1 номера маршрутов обработки рассматриваемой поверхности.

2.Определим элементы припуска Rz, h, фр, ус из

нормативных таблиц (см. § 3-5 методических указаний).

3. Занесем значения элементов припуска в столбцы 2, 3, 4, 5 для всех переходов и метода изготовления заготовки.

Таблица 1 Результаты расчетов припусков и предельных размеров

наименьший предельный размер для наружной поверхности или наибольший – для внутренней поверхности.

5

Для автоматического достижения размеров настроенными на размеры инструментами на станках с ЧПУ расчет припусков выполняется в следующей последовательности.

4. Определим минимальные припуски на размеры для каждого перехода.

При односторонней последовательной обработке наружных или внутренних поверхностей, например, при фрезеровании, минимальный односторонний припуск

При двух сторонней обработке противолежащих наружных или внутренних поверхностей минимальный двух сторонний припуск

При одновременной обработке наружной и внутренней поверхностей двух сторонний припуск

микронеровностей Rz; h – толщины дефектного слоя; фр–

суммарные погрешности отклонения формы и рассчитываемой поверхности

где ос– отклонение оси заготовки от прямолинейности;кр – кривизна заготовки на 1 метр ее длины;

Lз – длина заготовки между ее торцами;

ц – смещение оси заготовки в результате погрешности обработки центровочных отверстий

где Тd1 , Td2 – допуски на диаметры d1 и d2 , используемые

при базировании заготовки в призмах на центральной операции.

Погрешность установки заготовки в центрах в радиальном направлении примем условно равной нулю.

5 Определим максимальные припуски.

Для наружной поверхности диаметром D: для односторонней обработки

поверхностей; индексы i-1, i – обозначают предшествующий и выполняемый переходы.

6. Определим предельные размеры по переходам.

Для наружных поверхностей: наименьшие размеры

Здесь А – размеры при односторонней (например, фрезерной) обработке, D – размеры при одновременной двухсторонней (например, токарной) обработке.

Последовательность расчета предельных размеров по переходам. Из чертежа но номинальному размеру и предельным отклонения определяются наименьший предельный размер для наружной поверхности в i-ом конечном переходе: здесь он является расчетным размером.

Наибольший предельный размер определяется для внутренней поверхности для i-ого конечного перехода: здесь он является расчетным размером. Один из этих размеров заносят в колонку 7 для i-го перехода в табл. 1.

Для наружных поверхностей, далее вычисляются наименьшие предельные размеры по переходам, затем – наибольшие предельные размеры по переходам по формулам

(10-17).

Для внутренних поверхностей сначала вычисляются наибольшие предельные размеры, затем – наименьшие.

Общие суммарные операционные припуски определяются как сумма припусков по переходам.

7. Определим правильность расчетов по формулам:

При односторонней обработке (например, фрезеровании)

Zimax Zimin Ti 1 Ti ;

Zоmax Zоmin Тз Тд.

При двухсторонней обработке (например, точении)

2Zimax 2Zimin TDi 1 TDi ; 2Zоmax 2Zоmin ТDз ТDд .

8

3. НОРМАТИВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВЫСОТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ И КВАЛИТЕТОВ ТОЧНОСТИ

Когда технология механической обработки еще не разработана припуски на обработку различных видов заготовок выбирают по нормативным таблицам. Процедура определения припусков регламентируются нормативными документами.

Таблица 2

Экономическая точность и шероховатость внутренних цилиндрических поверхностей при различных видах

Продолжение табл. 2

чугуна, алюминия и алюминиевых сплавов следует брать меньшие значения пара-метра, для сплавов на медной основе при слесарной обработке, шлифовании и доводочных работах

– брать любые из указанных интервалов, при остальных видах обработки – большие значения. В круглых скобках указаны предельно достижимые шероховатости и квалитет. Средние значения шероховатости отмечены одной звёздочкой. Квалитеты для чугуна отмечены двумя звёздочками.

Таблица 3 Параметры шероховатости и квалитеты точности при

Здесь примечания и обозначения параметров те же, что и в табл. 2.

11