4.2 Проектирование заготовки, получаемой свободной ковкой

Ковкой на молотах и прессах получают поковки простой конфигурации. Для получения поковок более сложной конфигурации применяют подкладные кольца и штампы. ГОСТ 7829-70 предусматривает 17 типов поковок, изготовляемых ковкой на молотах. Несколько типов поковок, которые могут быть использованы в курсовом проекте, представлены в таблице Б.1 (приложение Б).

Припуски и допускаемые отклонения на механическую обработку представлены в соответствующих таблицах приложения Б. Пример оформления чертежа поковки представлен на чертеже 4.3.

Рисунок 4.3 – Пример оформления чертежа поковки

4.3 Проектирование заготовки, получаемой отливкой

Допуски на размеры и припуски на механическую обработку определяют по ГОСТ 26645-85 «Отливки из металлов и сплавов». Литье в песчаные формы – наиболее универсальный способ в отношении литейных материалов, а также масс и габаритов отливок.

Рассмотрим пример проектирования заготовки для шкива из серого чугуна, эскиз шкива представлен на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 – Эскиз шкива

Способ литья – в песчаные формы, отверждаемые вне контакта с оснасткой. Для выбранного способа литья по таблице В.1 (приложение В) определяем класс точности размеров и масс 7т – 12 и ряды припусков 2-4. Меньшие значение классов точности и рядов припусков относятся к массовому производству, а большие – к мелкосерийному или единичному производству отливок. Для серийного производства принимаем класс точности размеров и масс 9, а ряд припусков 3.

Допуски на основные размеры отливки по таблице В.2, основные припуски – по таблице В.3, а дополнительные припуски - по таблице В.7.

Для определения дополнительного припуска определяем степень коробления, исходя из отношения наименьшего габаритного размера отливки к наибольшему.

Это отношение 116,5/359=0,32, что соответствует степени коробления 1-7 (см. таблицу В.4). Для отливок из черных сплавов рекомендуются большие степени коробления. Принимаем 5-ю степень коробления.

По таблице В.5 для габарита 360 мм и 5-ой степени коробления предельное отклонение составляет ±0,24 мм.

По таблице В.6 при расстоянии между центрирующими устройствами формы до 630 мм и 9-м классе точности размеров отливки предельное отклонение смещения форм не должно превышать ±0,8 мм. Поскольку наибольшее предельное отклонение расположения (0,48+1,6=2,08 мм) больше половины допуска на все размеры, то дополнительный припуск (на сторону) равен 0,4 мм на диаметральные размеры (см. таблицу В.7).

Допуски, припуски и размеры отливки представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Допуски, припуски и размеры отливки

В миллиметрах

Размер детали, мм	Допуск	Основной припуск	Дополнительный припуск	Размер
1	2	3	4	5
Наружный диаметр 350	3,2	4,2×2=8,4	0,4×2=0,8	359±1,6
Наружный диаметр 200	2,8	3,6×2=7,2	0,4×2=0,8	208±1,4
Отверстие диаметром 45	2,0	2,8×2=5.6	0,4×2=0,8	38,5±1,0
Ширина шкива 110	2.4	3,2×2=6,4	0	116,5±1,2
Ширина 70	2.2	3.2×2=6,4	0	76,5±1,1

Эскиз заготовки представлен на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 – Эскиз заготовки (отливки)

4.4 Заготовка, получаемая из проката

Сортовой прокат используют в качестве заготовки разных деталей, когда размеры деталей приближаются к размерам проката. Для заготовок применяют сортовой прокат следующих видов: прутки горячекатаные (круглого, квадратного, шестигранного сечения); прутки холоднотянутые (калиброванные); полосовой и профильный горячекатаный материал; трубы; листы.

Прокат стальной горячекатаный круглый по ГОСТ 2590-2006 выпускают диаметром 5-270 мм.

Прокат стальной калиброванный круглый по ГОСТ 7417-75 выпускают диаметром от 3 до 100 мм с полем допуска h9, h10, h11, и h12.

5 Разработка технологического маршрута обработки заготовки детали

Разработать технологический маршрут обработки заготовки детали – значит, определить необходимые технологические операции, их содержание и последовательность выполнения.

Решение этой задачи зависит от требований точности и качества к обрабатываемым поверхностям, от конфигурации этих поверхностей и заготовки детали. Чем точнее и чище должна быть обработана поверхность, тем больше технологических операций (переходов) необходимо над ней произвести, причем последняя операция должна обеспечить требуемые чертежом точность и качество поверхности.

Различные справочники технологов содержат таблицы экономической точности обработки на металлорежущих станках, которыми и следует руководствоваться при разработке технологического маршрута обработки поверхности заготовок деталей (приложение Г) [7].

При обработке заготовки последовательность формообразования детали определяется следующими положениями: в первую очередь обрабатывают поверхности, которые принимают при дальнейшей обработке в качестве технологических баз (например, центральное отверстие в зубчатом колесе, ступице, шкиве; центровые отверстия в деталях типа вал); далее обрабатывают поверхности в порядке, соответствующем точности их изготовления: чем точнее поверхность и меньше величина шероховатости, тем позже ее обрабатывают; в последнюю очередь производят обработку поверхностей: легко повреждающихся; наиболее точных и чистых; существенно уменьшающих жесткость детали в процессе обработки (при обработке ступенчатых валов ступени меньшего диаметра обрабатывают обычно в конце маршрута).

Если деталь проходит термическую обработку, то процесс механической обработки расчленяется на две части до и после термической обработки. После термической обработки производят только чистовую обработку наиболее точных поверхностей (шейки вала под подшипники, посадочные поверхности зубчатого колеса и т.п.).

При разработке технологического маршрута для конкретной детали следует руководствоваться маршрутами обработки типовых деталей (имеются в учебниках по технологии машиностроения), корректируя их в соответствии с конкретными условиями (типом производства, видами оборудования и оснастки, заготовки и пр.).

После определения последовательности выполнения операций уточните все переходы каждой операции. Содержание переходов формулировать в соответствии с ГОСТ 3.1702 (приложение Д).

При составлении технологического маршрута решается вопрос и о схеме базирования заготовки на каждой операции. При этом необходимо стремиться выдерживать принципы совмещения и постоянства баз, чем можно свести к минимуму погрешности обработки.

Если неизбежна смена одной технологической базы на другую при переходе от операции к операции, то нужно сделать так, чтобы новая база была бы уже обработана и наиболее точно координирована относительно первой. Например, в случае шлифования центрального отверстия зубчатого колеса после термообработки колесо будет базироваться профилем зубьев («делительной окружностью») на роликах или шариках специального патрона.

В соответствии с заданием проектант должен предложить технологический процесс обработки заготовки, построенный по принципу последовательной концентрации операций.

При последовательной концентрации операции планируют таким образом, чтобы на каждый из них выполнялся наибольшей объем обработки, возможный на данном рабочем месте. При этом заготовку можно 2-3 раза переустанавливать. Технологический процесс обработки заготовки оформить в расчетно-пояснительной записке в виде таблицы 5.1. В технологический процесс включают операции термической обработки (если они должны быть) и окончательного технического контроля.

Таблица 5.1 – Технологический процесс обработки заготовки

Номер и код операции	Наименование операции и краткое ее наименование	Схема базирования	Оборудование
1	2	3	4
000 2170	Штамповка Штамповать заготовку
005 4114	Токарная Установ А 1 Установить заготовку 2 Точить торец 1 3 Расточить отверстие 4 Расточить фаску 2 Установ Б 5 Установить заготовку 6 Точить торец 3 7 Расточить фаску 4		Токарно-винторезный станок 16К20

При разработке технологического процесса изготовления детали выбирают необходимое технологическое оборудование. Исходя из объема выпуска деталей (партия деталей 1000 шт /год), следует ориентироваться на универсальную технологическую оснастку.

Определив тип станка, выберете его модель по паспортным данным [8] в соответствии с габаритами и другими характеристиками обрабатываемой детали. При последующем проектировании иногда приходиться заменять одну модель станка на другую, если при проектировании режима обработки выявится несоответствие, например, привода станка.