3.3.Выбор заготовки

Выбор заготовки для дальнейшей механической обработки является одним из важнейших этапов проектирования технологического процесса изготовления детали. От правильности выбора заготовки установления ее форм, размеров, припусков на обработку, точности размеров и твердости материала в значительной степени зависят характер и число операций, трудоемкость изготовления детали, величина расхода материала и инстру­мента и, в итоге, стоимость изготовления делали.

Метод получения заготовок определяется назначением и конструк­цией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, экономичностью изготовления.

Выбрать заготовку – значит установить способ ее получения, наме­тить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления.[123]

Основные виды заготовок в машиностроении – стальные и чугунные отливки, штамповки, прокат, поковки.

Фасонные детали, не подвергающиеся ударным нагрузкам, действию растяжения и изгиба, а также для деталей сложной формы изготавливают из чугунных отливок. Детали, испытывающие большие нагрузки, изготавливают из стальных отливок.

Детали, работающие преимущественно на изгиб и кручение, изготавливают из поковок и штамповок. Порядок расчета размеров поковок и штамповок приведен в [123]

Штамповки(полученные ковкой в штампах) по форме и размерам наи­более близки к готовой детали, что повышает производительность механиче­ской обработки и снижает коэффициент использования металла. Этот метод получения заготовок наиболее распространен в условиях серийного и массового производства. Припуск на сторону 1..5 мм ГОСТ 7505 – 89.

Поковки(полученные свободной ковкой) применяются преимущественно для крупных деталей: тяжелых, коленчатых, ступенчатых валов из углеродистых и конструкционных легированных сталей, а в единич­ном и мелкосерийном производстве – и для мелких деталей. Припуск на сторону 5…15 мм ГОСТ 7829 – 70 и ковка на прессах ГОСТ 7062 – 90.

Заготовки из прокатаприменяются для изготовления деталей, у которых нет значительной разницы в поперечных сечениях. Прокат используется в единичном и мелкосерийном производстве. Размер диаметров заготовок, изготовляемых из круглого сортового проката, приведены в ГОСТ 2590 – 2006 в зависимости от номинального значения максимального диаметра детали и ее общей длины.

Отливки наиболее распространены для деталей ложной формы. Для этих оливок припуск обычно состоит от 5…25 мм на сторону ГОСТ 53464 – 2009. Порядок расчета размеров отливки приведен в .[123]

Вид заготовки оказывает значительное влияние на характер техноло­гического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки.

Таким образом, выбирая вид заготовки необходимо учитывать усло­вия работы детали, материал, размеры, форму, экономичность производст­ва и др.

3.4. Обоснование выбора технологических баз

Выбор баз является одним из важнейших вопросов при разработке технологического процесса механической обработки деталей, так как правильным выбором баз в значительной мере обеспечивается заданная точ­ность обработки.

Базы подразделяются:

1. по назначению:

– конструкторская – совокупность поверхностей, линий, точек, от которых заданы размеры и положение деталей при разработке конструкции;

– технологическая – база, используемая для определения положения заготовки или изделия при изготовлении или ремонте;

– измерительная – база, используемая для определения относительного положения заготовки или изделия и средства измерения.

2. по лишаемым степеням свободы:

– установочная – база, используемая для определения относительного положения заготовки или изделий и средств измерений;

– направляющая – база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы: перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вдоль другой оси.

– опорная – база, используемая для наложения на заготовку или изделия связи, лишающих их одной степени свободы: перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг этой оси;

– двойная направляющая – база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их четырех степеней свободы: перемещение вдоль двух координатных осей и поворота вокруг этой оси;

– двойная опорная – база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы: перемещение вдоль двух координатных осей.

3. по характеру проявления:

– скрытая – база в виде воображаемой плоскости, оси или точки;

– явная – база в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок.

Выбор технологических баз определяет точность линейных размеров, относительное положение поверхностей, полу­чаемых в процессе обработки, выбор режущих инструментов, станочных при­способлений, производительность обработки. При выборе баз необходимо ру­ководствоваться принципами совмещения и постоянства баз.

Принцип совмещения баз, когда в качестве технологических баз принимаются основные базы, т.е. конструкторские базы, используемые для определения положения детали в изделии. В случае несовпадения техноло­гических и конструкторских баз возникает необходимость пересчета до­пусков, заданных конструктором, в сторону их уменьшения;

Принцип постоянства баз, когда на всех основных операциях ис­пользую одни и те же базы. Для соблюдения этого принципа часто создают базы, не имеющие конструкторского назначения (например, центровые гнезда у валов и т.п.).

Технологические базы выбирают в два этапа. Сначала выбирают техноло­гические базы, необходимые для получения наиболее ответственных размеров детали и используемые при обработке большинства поверхностей заготовки. Затем решается вопрос о базировании заготовки на первой операции техноло­гического процесса.

На первой операции технологического процесса изготовления детали должны быть обработаны те поверхности заготовки, которые в дальнейшем бу­дут служить технологической базой при чистовой обработке. Во всех возможных случаях в качестве черновой базы принимаются поверхности, удобные для уста­новки и в дальнейшем не обрабатываемые.

Черновая база должна обеспечивать устойчивое положение заготов­ки в приспособлении. Черновая база может быть использована только один раз для получения первой чистовой базы, так как повторная установка на одни и те же точки поверхности практически невозможна.

Для деталей, не обрабатываемых полностью, в качестве черновых баз следует принимать поверхности, которые в готовой детали останутся необработанными.

Для деталей, у которых обрабатываются все поверхности полностью, за черновую базу принимают поверхность с наименьшим припуском на обработку.

Выбирая чистовые установочные базы, следует принимать поверхно­сти, от которых заданы основные размеры обрабатываемых поверхностей (конструкторские базы), для того, чтобы достичь наибольшую точность механической обработки.

Необходимо стремиться использовать одну и ту же базовую поверх­ность во всех операциях, тем самым соблюдая принцип единства баз.

При наличии у деталей несколько поверхностей, которые могут быть приняты за чистовую базу, выбирают поверхность с наименьшим допус­ком.

При обосновании выбора баз нужно отметить, почему именно эта или иная поверхность принята в качестве базовой [6].