17. Вибір технологічного устаткування, інструменту та оснастки для механічної обробки деталей.

18. Методи розрахунку технологічних допусків при багатоопераційному процесі виготовлення РЕМА.

В умовах масового і серійного виробництва застосовується принцип взаємозамінності. Взаємозамінність – це властивість незалежно виготовлених з заданою точністю деталей (складальних одиниць) забезпечувати складання без підгонки.

Принцип взаємозамінності базується на комплексі науково-технічних положень, виконання яких при конструюванні, виробництві та експлуатації забезпечує взаємозамінність деталей, складальних одиниць, виробів.

Базою взаємозамінності є єдина системою допусків і посадок.

Системою допусків і посадок називають закономірно побудовану сукупність допусків і посадок, оформлену у вигляді стандарту. Стандарт поширюється на гладкі елементи деталей, циліндричні і обмежені паралельними площинами, а також на утворені ними з’єднання і встановлює вихідні ряди допусків і основних відхилень для номінальних розмірів до 3150 мм.

Для характеристики поверхонь, що утворюють з’єднання використовують терміни: “отвір” і “вал”. Вал – термін, що умовно застосовується для позначення зовнішніх елементів деталей, включаючи і нециліндричні елементи. Отвір – термін, що умовно застосовується для позначення внутрішніх елементів деталей, включаючи і нециліндричні елементи.

Елементи деталей характеризуються розмірами. Розмір числове значення лінійної величини (діаметра, довжини тощо) у вибраних одиницях вимірювання. Розрізняють номінальні, дійсні, граничні, середні розміри.

Номінальний розмір – розмір, відносно якого визначаються відхилення. Це розмір, який вказується на кресленні. Визначається з розрахунку на міцність, закруглюється до більшого розміру з ряду нормальних лінійних розмірів за ГОСТ 6636.

Дійсний розмір – розмір елемента встановлений вимірюванням.

Граничні розміри ( ) – два гранично допустимі розміри елемента, між якими повинен знаходитись дійсний розмір.

Точність елементів деталей характеризується допуском і граничними відхиленнями розмірів.

Допуск Т – різниця між найбільшим і найменшим граничними розмірами або алгебраїчна різниця між верхнім і нижнім відхиленням див. рисунок 2.1. Допуск отвору Допуск вала Допуск – міра точності розміру. Від допуску залежить вибір обладнання, інструменту, методу обробки а також трудомісткість і собівартість виготовлення деталі (вузла)

Граничне відхилення – алгебраїчна різниця між дійсним і відповідним номінальним розмірами. Розрізняють верхнє та нижнє граничні відхилення.

Верхнє відхилення ES, es – алгебраїчна різниця між найбільшим граничним і відповідним номінальним розмірами, див. рисунок 2.1.

Нижнє відхилення EI, ei – алгебраїчна різниця між найменшим граничним і відповідним номінальним розмірами, рисунок 2.1.

Відхилення вибирають з ДСТУ ISO 286-2 – 2002 (ГОСТ 25347) в залежності від величини розміру і заданого квалітету точності.

З’єднання деталей утворюються при з’єднанні двох деталей (отвору і вала) і можуть забезпечувати переміщення або нерухомість деталей.

Посадка – характеризує з’єднання деталей, що визначається величиною забезпечення в ньому зазорів чи натягів.

Зазор S – різниця між розмірами отвору і вала до складання, якщо розмір отвору більший за розмір вала. Зазор характеризує свободу взаємного переміщення з’єднання.

Натяг N – різниця між розмірами вала і отвору до складання, якщо розмір вала більший за розмір отвору. Натяг – ступінь опору взаємному зміщенню деталей у з’єднанні.

При виготовленні деталей їхні розміри приймають різні значення в межах допуску. Змінюється також значення зазору чи натягу. Тому посадка характеризується

Розрізняють рухомі, з натягом і перехідні посадки, а також посадки в системі вала і в системі отвору.

Посадка в системі отвору – посадка в якій необхідні зазори і натяги утворюються сполученням різних полів допусків валів з полем допуску основного отвору, див. рисунок 2.2 Основний отвір – отвір, нижнє відхилення якого дорівнює нулю.

Посадка в системі вала – посадка в якій необхідні зазори і натяги утворюються сполученням різних полів допусків отворів з полем допуску основного вала, див. рисунок 2.3. Основний вал – вал, верхнє відхилення якого дорівнює нулю.

19. Технологія виготовлення заготовок і деталей методом холодної штамповки.

Холодним листовим штампуванням можуть бути одержані вироби і заготівки з низько вуглецевої сталі, пластичної легованої сталі, міді, латуні (із змістом міді більше 60%), алюмінію і деяких його сплавів, а так само з інших пластичних листових матеріалів товщиною від десятих часток міліметра до 68 мм.

Листове штампування металу в холодному стані - один з поширених способів отримання деталей складної конфігурації з тонкими стінками. Вироби одержують з дуже малими допусками при високій якості поверхні. В більшості випадків холодноштамповані вироби застосовують для збірки машин без механічної обробки.

Всі холодноштамповані роботи можуть бути розбиті на наступні основні групи: роз'єднувальні, формоутворювальні, пресувальники, комбіновані і штампо-складальні операції.

Холодне штампування листового матеріалу виробляють за одну або декілька послідовних операцій (розділові і операції зміни форми).

До розділових операцій відносять різання, вирубку по контуру і інші, при яких частина металу відділяється від заготовки.

До операції зміни форми відносять гибку, витяжку і ін.

При холодному штампуванні початковим матеріалом є заготовки товщиною від декількох сотих міліметра до 5 - 6 мм у вигляді стрічки, смуг і листів з кольорових металів і сплавів, малоглеродистої і легованої сталі і ін. Заготовки завтовшки більше 5 - 6 мм штампують звичайно в гарячому стані.

Різання листового металу виробляють ножицями або на пресах за допомогою відрізних штампів.

При виборі матеріалу для виготовлення якого-небудь штампованого виробу необхідно враховувати наступне:

1) механічну міцність, твердість, ударну в'язкість;

2) опірність корозії;

3) теплопровідність і теплостійкість;

4) електро- і магнітопровідність;

5) вага;

6) зносостійкість і довговічність.

Технологічні властивості металу, у свою чергу, залежать від механічних властивостей, хімічного складу, структури і величини зерна, напряму волокон при плющенні, термообробці, ступеня деформації.

Для виготовлення корпусу масляного фільтру використовується сталь 08Юпс (спокійна сталь, що розкислює алюмінієм), оскільки саме вона найкраще підходить для виготовлення такої форми деталі.

Після того, як прокатали листи, на них треба розташувати вирубувані деталі, так щоб максимально заощадити матеріал.

У штампувальному виробництві економія матеріалу багато в чому визначається розкроєм - доцільним розташуванням деталей на заготовці. Особливо важливе значення економії металу пояснюється тим, що вартість матеріалу складає 60 - 80 % від загальної вартості виробу, тоді як вартість заробітної платні звичайно складає 5 - 15 %. Якщо врахувати, що в середньому відходи при листовому штампуванні складають 30 - 40 %, то кожен відсоток зменшення відходів дає можливість зменшити собівартість деталей на 0,4 - 0,5 %.

Вирубку круглих деталей можна виробляти в один, два і декілька рядів при паралельному і шаховому розташуванні їх. При шаховому розкрої економія збільшується за рахунок зближення рядів.

Для визначення розмірів заготівки при витяжці виходять з основного закону обробки тиском: вага (G) і об'єм (V) матеріалу до витяжки - заготовки повинен бути рівний вазі (G') і об'єму (V') матеріалу після витяжки - готового виробу.

Для визначення розмірів плоскої заготовки при витяжці порожнистих тіл існує п'ять методів:

Аналітичні методи: метод рівності поверхонь; метод рівності об'ємів; метод рівності вагів.

Графічні методи: графо-аналітичний метод; графічний метод.

Для визначення розмірів заготовки майбутнього корпусу масляного фільтру для автомобілів ВАЗ 2101-2106, необхідно використовувати метод рівності об'ємів, оскільки товщина бічних стінок відрізняється від товщини дна і початкової заготовки.

При витяжці порожнистого циліндра, у якого дно і бічні стінки мають різну товщину і умовно зв'язані під прямим кутом

Витяжкою називається процес перетворення плоскої порожнистої заготовки у відкритий зверху порожнистий виріб, здійснюваний за допомогою витяжних штампів. Радіус закруглює робочої грані матриці забезпечує плавність перетворення круглої листової заготовки в ковпачок. При витяжці виробів пуансоном плоска частина заготовки (фланець) може згущатися з утворенням складок. Для запобігання цьому явищу застосовують притиски.

При витяжці за один прохід можна одержати ковпачок діаметром в 1,8 - 2 рази менше діаметру початкової заготовки. При більшій деформації зусилля витяжки зростає настільки, що метал руйнується (відривається дно ковпачка). Подальше зменшення діаметру ковпачка досягається подальшими витяжками.

Витяжку із стоншуванням застосовують при виготовленні циліндрових деталей завглибшки до 10 діаметрів. Цей спосіб дозволяє одержати деталі, що мають відносно точні розміри і високі прочні властивості. Можливість формозміния за одну операцію обмежені руйнуванням стінки після виходу з матриці, що вимагається точністю напівфабрикатів, працездатністю змащувального покриття, тепловиділенням у вогнищі деформації і іншими чинниками.

При витяжці із стоншуванням в матрицю діаметром Dn+1 встановлюють порожнисту заготівку діаметром Dn. Пуансон діаметром dn+1 входить в заготовку завтовшки sn з невеликим зазором і в процесі виконання операції проштовхує її через одну або декілька (від двох до п'яти) матриць, розташованих одна під іншою співісний з пуансоном. Діаметри робочих частин матриць, що послідовно зменшуються, менше зовнішнього діаметру заготоівки. Зазор між пуансоном і матрицею, що відповідно зменшується, менше товщини sn стінки заготівки. Отже, при витяжці зменшується як діаметр, так і товщина стінки і одночасно збільшується довжина деталі, що витягується.

Витягнута таким чином деталь щільно прилягає до поверхні пуансона. При зворотному ходу пуансона деталь упирається у вихідний скат матриці або знімача і знімається з пуансона.

Сили тертя на зовнішній поверхні заготовки сприяють збільшенню розтягуючих напруг їх, діючих в стінках протягнутої частини заготовки, а сили тертя на внутрішній поверхні заготовки як би розвантажують небезпечний перетин зменшуючи розтягуючі напруги в стінках протягнутої частини заготовки. Ця особливість витяжки із стоншуванням і є основною причиною порівняно великих допустимих деформацій і значного приросту відносної висоти заготовки за один перехід.

Заготовки для витяжки можуть бути одержані комбінованою витяжкою, зворотним і прямим видавлюванням, прямим видавлюванням, рідше гарячим штампуванням з подальшою механічною обробкою.

На заготовках не допускаються дефекти, непіддатливі виправленню, - грубі забоїни, надриви, запресовка, розшарування металу і ін.

Найчастіше витяжкуіз стоншуванням використовують для отримання деталей (напівфабрикатів), що мають зовнішню поверхню циліндрову, а внутрішню - конічну.

Конусність пуансона повинна бути в межах 0,0005 - 0,1. Зворотна конусність не допускається, за винятком випадків, коли необхідно одержати невелике потовщення стінки деталі на малій довжині.

Інструмент для витяжки із стоншуванням стінки для спеціалізованих пресів звичайно включає пуансон, матриці (від однієї до п'яти) і знімача. Пуансон кріплять до повзуна преса, матриці закріплюють на столі преса. Спосіб кріплення повинен забезпечувати можливість швидкої заміни інструменту.

Оскільки прес витяжки із стоншуванням стінки вимагає великого ходу повзуна, направляючі пристрої (звичайно направляюча втулка) застосовують тільки при жорстких вимогах по розмірності, перекосу кромки і кривизні осі.

Для зменшення тертя між заготовкою і робочою поверхнею витяжного штампу, а також для полегшення знімання або виштовхування виробу з штампу застосовується мастило заготовки і інструменту.

При виборі складу мастила слід виходити з того, щоб мастило добре утримувалося на поверхні металу при витяжці, вона не повинна викликати корозії металу і штампу, повинна складатися з недефіцитних і недорогих матеріалів і не повинна робити шкідливого впливу на здоров'я робітників.

У штампувальному виробництві застосовується велика кількість різноманітних мастил: мильна вода, машинне масло, масло суріпиці, вазелін, сало, тальк, а також їх суміші в різних пропорціях.

З метою використовування корисних сил тертя, виникаючих між витяжним пуансоном і матеріалом, рекомендується мастити заготовку тільки із сторони, прилеглої до матриці.

Видалення мастила з поверхні відштампованих виробів виробляється гарячим знежиренням або електролітичним знежиренням в лужному розчині.

Формуванням називається штампувальна операція, при якій відбувається зміна форми заздалегідь витягнутого виробу з метою отримання остаточного профілю або точніших розмірів виробу.

Формування може вироблятися на кривошипних пресах простої і подвійної дії, а також на гідравлічних пресах.

20. Методи раціонального розкрою листових матеріалів для холодної штамповки.

Підготовка матеріалів до штамповки. Холодній штамповці піддаються різні матеріали: сталі, латуні, томпак, гетинакс, текстоліт, оргскло. Цей вид обробки характеризується високим коефіцієнтом використання матеріалу, низькою собівартістю, 2-3 класом обробки і шорсткістю обробленої поверхні К.=2,5...0.32

Вимоги до правильного та раціонального розкрою листа:

1. смугу на листі розмішувати так, щоб вихід деталей був максимальним:

2. передбачувати обрізку однієї із сторін листа для одержання прямокутних смуг;

3. враховувати допуски на ширину і довжину листів з мінімальними допусками;

4. при рівних коефіцієнтах використання матеріалу бажано розрізку вести по довжині листа, в напрямі прокату; '

5. при розкрої листа для вирубки заготовок деталей з наступною операцією гнуття, також для деталей магнітопроводу враховувати напрям прокату, анізотропність магнітних властивостей тощо.

Розрізка листів матеріалу товщиною до 4 - 6мм проводиться, як правило, не гільйотинних ножицях типу НГ-3133. Розрізняють декілька різновидностей розкрою: однорядний, дворядний паралельний дворядний з шахматним розташуванням, багаторядний з штамповкою різних деталей і мінімальними відходами, розкрій з кутовим відхилом деталей, безвідходний розкрій. Використання багаторядного розкрою в шахматному порядку підвищує коефіцієнт використання матеріалу, особливо при застосуванні штампів послідовної дії.

При безвідходному розкрої вирубка проводиться через крок, що підвищує продуктивність праці. Мета - підвищити якість деталей при високій продуктивності та максимальному використанні матеріалу

21. Особливості групових операцій холодної штамповки в залежності від типу виробництва.

Основними особливостями холодного штампування є:    - Висока продуктивність і дешевизна виробів в силу надзвичайно малої тривалості виконання операції, що обчислюється частками хвилини.  - Взаємозамінність одержуваних деталей.  - Можливість включення в єдиний технологічний процес виготовлення деталі разом з механічною обробкою, різанням, зварюванням, пайкою та ін  - Сприятливі умови для повної або часткової автоматизації управління процесом. Недоліком холодного штампування є відносно висока ціна штампів, однак це не є перешкодою для широкого застосування холодного штампування в серійному і масовому виробництвах, де підвищені витрати на підготовку виробництва окупаються досить швидко. Всі операції холодного штампування поділяють на три основні групи: 1. роздільні операції, що полягають у повному або частковому роз'єднання оброблюваного матеріалу (відрізка, вирубка, пробивання, обрізання та ін.) 2. формозмінні , які полягають у зміні форми матеріалу та заготовки шляхом пластичного деформування без їх руйнування (гнуття, витяжка, формування, холодне видавлювання, карбування та ін.)

3. Штамп-складальні, забезпечують складання вузлів на пресах, штампах, пристосуваннях. Для підвищення продуктивності холодного штампування, підвищення якості деталей та зменшення кількості необхідних штампів кілька простих операцій об'єднують в одну складну комбіновану, що виконується в одному, кілька ускладненому штампі. Наприклад, об'єднують операції вирубки та згинання, вирубки і витяжки, витяжки і пробивання. Штампи, призначені для виконання таких об'єднаних операцій, називають комбінованими. Для холодного штампування у виробництві застосовують різні метали, та неметалеві матеріали: низковуглецева , вуглецеві якісні та леговані сталі, пружинну сталь, мідь, бронзу, латунь, мельхіор, папір, картон, шкіру, фібру, текстоліт, целулоїд, слюду та ін. Холодне штампування металу може здійснюватися як з об'ємною заготовки - катання, тягнуть, пресованого прутка, або товстої смуги, так і з листової заготівлі - листового матеріалу. Крім основних фізико-механічних властивостей (міцність, твердість, пружність, структура, теплопровідність, електричні та магнітні властивості), штампувало матеріал повинен мати технологічністю-дешевизною, недефіцитних і здатністю оброблятися тиском.

Для роз'єднувальних операцій можна застосовувати всі перераховані вище матеріали. Для формозмінних операцій застосовуються лише ті матеріали, які володіють достатньою пластичністю. Холодну листову і об'ємну штампування успішно застосовують на заводах, що випускають автомобілі, мотоцикли, трактори, літаки, вагони; в електротехнічної та радіотехнічної промисловості; при виробництві приладів, годинників та багатьох інших предметів народного споживання.

22. Методи розрахунку заготовок для одержання деталей гнуттям.

Гнуття — це найбільш бажаний спосіб формування об’ємних деталей. Він не руйнує матеріал, не понижує його міцність, корозійну стійкість та швидкий у виконанні. Вироби виконані з застосуванням гнутих елементів мають також набагато естетичніший вигляд, ніж конструкції зварені з окремих деталей.

А) для розрахунку довжини згину , необхідно враховувати положеня нейтральної лінії, яка залежить від матеріалу, товщини заготовок, кута згину.

Для деталей з кутом згину

В процесі гнуття в залежності від пружних властивостей матеріалу можлива зміна форми, яка залежить від кута пружинення. Кутом пружинення називається різниця між дійсним кутом і кутом на інструменті, і він залежить від механічних властивостей матеріалу, радіуса гнуття , товщини матеріалу, способу гнуття.

Б) Визначення розмірів плоских заготовок при гнутті ґрунтується на рівності довжини заготовки довжині нейтрального шару зігнутої деталі і зводиться до визначення положення і дожини нейтрального шару в залежності від відносного радіусу згину . Нейтральний шар – це шар, що знаходиться між розтягнутими і стисненим шарами. Радіус кривизни нейтрального шару знаходиться за формулою  

 де  – зовнішній радіус зігнутої деталі, мм;

 – внутрішній радіус гнуття.

Визначення довжини нейтрального шару зводиться до визначення прямолінійних і криволінійних ділянок. Довжина нейтрального шару в зігнутій ділянці визначається за формулою

  ,або при ,

де  – довжина нейтрального шару в зігнутій ділянці,

 – кут зігнутої ділянки,

х – коефіцієнт, що визначає положення нейтрального шару (визначається експериментально),

 – внутрішній радіус гнуття,

 – товщина заготовки.

При наближених розрахунках приймаємо .

23. Методи розрахунку заготовок для одержання деталей витяжкою.

Витяжкою називається операція при якій одержується тонкостінна деталь шляхом одночасного чи поетапного формування Якщо в процесі відбувається зменшення товщини матеріалу, то це називається витяжкою із змінним профілем.

Процес витяжки без зміни товщини забезпечити можливо ТІЛЬКИ з використанням спеціальних затисних пристосувань. Зазор між пуассоном і матрицею це повинен перевищувати товщину матеріалу Для складання технологічного процесу необхідно розрахувати розміри заготовки, число операцій витяжки. Для цього необхідно користуватися такими правилами

1. якщо висота деталі менша половини її діаметру а товщина стінок менша 1 мм, то можна розмір заготовки розрахувати за внутрішніми розмірами на кресленні без врахування допусків,

2. якщо висота деталі більша половини діаметру тоді лінія розрахункового контуру повинна відповідати середній лінії деталі

3. якщо радіуси менше 0, 2-0,3 товщини деталі то їх в розрахунок заготовки не беруть

4. якщо розмір деталі по висоті повинен бути точним, тоді необхідно передбачити обрізку і для цього встановити відповідний припуск

Розміри плоскої заготовки при витяжці визначаються такими методами:

• методом рівності об'ємів витягнутої деталі і плоскої заготовки,

• методом рівності поверхонь

• методом рівності вагових показників Метод рівності об'ємів використовується при ВИТЯЖЦІ деталей із зменшенням товщини стінок. Діаметр заготовки

де v-об'єм витягненої деталі, мм, s - товщина матеріалу, мм.

Метод рівності ваги використовується при наявності готового виробу чи макету. Розмір заготовки, виходячи ІЗ рівності ваги заготовки і деталі, без врахування припусків визначається за формулою:

де -вага виробу, ге, -питома вага матеріалу, гс/см³, S-товщина, см

Для витяжки виробів, що мають форму тіл обертання, діаметр заготовки визначають за теоремою Гюльдена графоаналітичним метдом а потім перевіряють експериментально.

Дня визначення необхідної кількості операцій використовують розрахунок за коефіцієнтами витяжки де в основі лежить дотримання допустимої межі деформації матеріалу

Сумарний коефіцієнт витяжки:

де зoвнішній діаметр деталі що витягується, мм, - діаметр заготовки, мм.