- •Раздел 1. Основы взаимозаменяемости в машиностроении
- •1. Взаимозаменяемость в машиностроении
- •1.1. Понятие о взаимозаменяемости и ее виды
- •2.1. Понятия о размерах, отклонениях, допусках и посадках
- •2.2. Обозначение посадок и предельных отклонений
- •3. Единая система допусков и посадок
- •3.1. Принципы построения Единой Системы Допусков
- •3.2. Система допусков и посадок гладких цилиндрических сопряжений
- •4. Система нормирования и обозначения шероховатости поверхности
- •4.1. Параметры шероховатости
- •4.2. Обозначение шероховатости поверхности на чертежах
- •4.3. Контроль гладких цилиндрических деталей калибрами
- •4.3.1. Назначение и классификация калибров
- •4.3.2. Допуски калибров
- •4.3.3. Расчет исполнительных размеров калибров
- •4.3.4. Маркировка калибров
- •5. Допуски и посадки типовых сопряжений
- •5.1 Система допусков и посадок подшипников
- •5.1.1. Назначение и классы точности подшипников качения
- •5.1.2. Допуски и посадки подшипников качения
- •5.1.3. Выбор посадок подшипников качения
- •5.2 Взаимозаменяемость, методы и средства
- •5.2.1. Назначение и виды резьб
- •5.2.2. Основные параметры крепежных, цилиндрических резьб
- •5.2.3. Взаимозаменяемость цилиндрических резьб
- •5.2.4. Приведенный средний диаметр резьбы
- •5.2.5. Система допусков и посадок метрических резьб
- •5.2.5.1. Посадки с зазором
- •5.2.6. Степени точности резьбы
- •5.2.7. Длина свинчивания
- •5.2.8. Классы точности резьбы
- •5.2.9. Обозначение точности и посадок метрической резьбы
- •5.3. Взаимозаменяемость, методы и средства контроля шпоночных и
- •5.3.1. Допуски, посадки и контроль шпоночных соединений
- •5.3.2. Классификация шлицевых соединений
- •5.3.3. Допуски и посадки шлицевых соединений
- •5.3.4. Обозначение шлицевых соединений
- •5.3.5. Контроль точности деталей шлицевых соединений
- •Раздел II. Теоретические основы технологии
- •6. Понятия и определения в машиностроении
- •6. 1. Основные определения в машиностроении
- •6.2. Характеристика типов производств
- •7. Базирование в машиностроении
- •7.1 Основные понятия и определения
- •7.2 Классификация баз в машиностроении
- •7.3. Выбор баз и принципы базирования
- •7.4 Погрешность базирования
- •7.5. Перерасчет размеров и допусков при смене баз
- •8. Точность в машиностроении
- •8.1. Понятие точности в машиностроении
- •8.2 Погрешность от упругих деформаций технологической
- •8.2.1 Методы определения жесткости
- •8.3. Погрешность установки заготовки в приспособление
- •8.4. Погрешность настройки технологической системы
- •8.4.3. Автоматическое получение размеров на настроенных станках
- •8.5. Погрешности, возникающие от размерного износа
- •8.6 Погрешности от температурных деформаций
- •8.6.1 Тепловые деформации станка
- •8.6.2. Тепловые деформации обрабатываемых заготовок
- •8.6.3 Температурные деформации режущего инструмента
- •10. Статистические методы исследования
- •10.1 Виды погрешностей и их характеристика
- •10.2 Законы распределения погрешностей
- •10.3 Оценка точности обработки методом
- •11. Формирование качества деталей машин
- •11.1 Показатели качества поверхностей деталей машин
- •11.2 Влияние способов и условий обработки
- •11.3 Влияние шероховатости и состояния поверхности
- •11.3.1 Влияние шероховатости поверхности на
- •11.3.2 Влияние деформационного упрочнения на износостойкость
- •11.4. Технологическая наследственность
- •11.5 Технологические методы повышения качества
- •11.5.1 Дробеструйная обработка
- •11.5.2 Наклепывание бойками
- •11.5.3 Обкатывание поверхности детали шариками или роликами
- •11.5.4 Раскатывание отверстий
- •11.5.5 Обработка стальными щетками
- •11.5.6 Наклепывание поверхности ударами шариков
- •11.5.7 Алмазное выглаживание
- •Раздел III. Проектирование технологических
- •12. Классификация технологических процессов
- •12.1 Классификация технологических процессов
- •12.2 Технологическая документация
- •12.3 Концентрация и дифференциация операций
- •12.4 Структура технологических операций
- •12.5 Исходные данные для проектирования технологического
- •13.1 Технологичность конструкции детали и проработка
- •13.3. Установление маршрута механической обработки
- •13.4 Разделение технологического процесса на этапы
- •13.5 Формирование плана операций
- •13.6 Выбор технологических баз
- •13.7 Выбор оборудования, режущего и мерительного
- •14.1 Выбор метода изготовления заготовки
- •Расчет себестоимости изготовления детали по вариантам
- •14.2 Расчет припусков на механическую обработку
- •14.2.1. Методы определения припусков
- •14.2.2 Расчет максимального припуска
- •14.3 Расчет межоперационных размеров
- •15.1 Расчет режимов резания при обработке детали
- •15.2 Нормирование технологического процесса
- •15.2.1 Задачи и методы нормирования
- •15.2.2 Классификация затрат рабочего времени
- •15.2.3 Структура нормы времени
- •15.2.4 Особенности нормирования многоинструментальной
- •16 Документирование технологических
- •16.1. Общие указания по разработке технологических процессов
- •Виды и комплектность технологических документов при разработке техпроцесса сборки (гост 3. 111983 и гост 3. 112184)
- •Виды и комплектность технологических документов при разработке техпроцесса изготовления детали (гост 3. 111983 и гост3. 112184)
- •Содержание граф основной надписи карт технологического процесса
- •16.2. Оформление технологических карт
- •16.2.1. Оформление маршрутной карты
- •16.2.2. Оформление операционной карты
- •16.2.3. Оформление карты эскизов
- •16.2.4. Оформление карты технического контроля
- •16.2.5. Оформление технологического процесса
- •16.3. Унификация технологических процессов
- •16.4. Типизация технологических процессов
- •16.5 Проектирование групповых технологических процессов
- •16.5.1. Последовательность проектирования группового технологического процесса
- •16.6 Стандартизация технологических процессов
- •Раздел IV. Методы обработки типовых
- •Обработка цилиндрических поверхностей
- •17.1 Обработка наружных цилиндрических поверхностей
- •17.2 Обработка внутренних поверхностей
- •18 Обработка плоских поверхностей
- •18.1 Фрезерование плоских поверхностей
- •18.2 Фрезерование пазов, канавок и уступов
- •18.2.1 Обработка шпоночных канавок
- •18.2.2 Обработка шлицевых поверхностей
- •19.1 Обработка фасонных поверхностей
- •19.1.1 Обработка фасонных поверхностей точением, растачиванием
- •19.1.2 Растачивание и сверление фасонных поверхностей
- •19.1.3 Обработка фасонных поверхностей фрезерованием
- •19.1.4 Обработка фасонных поверхностей шлифованием
- •Отделочная обработка
- •Шлифование поверхностей
- •20.1.1. Шлифование деталей типа тел вращения
- •20.1.2 Шлифование плоских поверхностей
- •20.2 Хонингование отверстий
- •20.3 Притирка и суперфиниширование
- •20.4 Электроэрозионная обработка
- •20.5. Ультразвуковая обработка деталей
- •Раздел V. Технология производства типовых
- •21. Технология производства валов
- •21.1 Конструктивные разновидности валов
- •21.2 Технические требования и заготовки для валов
- •21.3 Технология обработки валов
- •21.2. Технология производства втулок и дисков
- •21.2.1 Конструктивные разновидности втулок и дисков
- •21.2.2 Технические условия и заготовки для втулок и дисков
- •21.2.3 Технология обработки втулок и дисков
- •22. Технология производства деталей
- •22.1 Конструктивные разновидности деталей
- •22.1.2 Технические условия и заготовки для изготовления
- •22.1.3 Технология обработки рычагов
- •22.2 Технология производства зубчатых колес
- •22.2.1 Конструктивные разновидности зубчатых колес
- •22.2.2 Требования к зубчатым колесам, материалы
- •22.2..3 Основные этапы обработки зубчатых колес
- •22.2.4 Методы нарезания зубьев
- •22.2.5 Отделка зубчатых колес
- •23. Технология производства корпусных
- •23.1 Виды корпусов и материалы для их изготовления
- •23.1.2 Технические требования и заготовки для
- •23.1.3 Технология обработки корпусных деталей
- •23.1.3.1 Базирование корпусных деталей
- •23.1.3.2 Технология обработки корпусных деталей
- •24. Технология обработки заготовок
- •24.1 Основные сведения о станках с программным
- •24.2 Классификация станков с программным управлением
- •24.3 Классификация и виды промышленных роботов
- •24.4 Технологические возможности станков с чпу
- •24.5 Особенности достижения точности и выбор баз
- •24.6 Выбор режущего, вспомогательного инструментов
- •Раздел VI. Технологические процессы
- •25. Структурные компоненты сборки машин
- •25.1. Классификация сборочных работ
- •25 .2. Организационные формы сборки
- •25.3 Расчеты сборочных размерных цепей
- •25.3.1 Метод групповой взаимозаменяемости
- •Где ∆max и ∆min — наибольший и наименьший зазоры соединения.
- •25.3.2 Методы пригонки и регулирования
- •26. Проектирование технологических
- •26.1. Структура и содержание технологического процесса
- •26.2. Установление последовательности сборочных
- •26.3. Сборочные работы в крупном машиностроении
- •26.4. Нормирование сборочных работ
- •26.4.1 Основные показатели процесса сборки изделий
- •26.4.2 Испытания машин
14.1 Выбор метода изготовления заготовки
Метод получения заготовки определяется технологическими свойствами их материала, формой, габаритами и объемом (типом) производства. В действующем производстве учитываются возможности заготовительных цехов (наличие соответствующего оборудования) и плановые сроки подготовки производства (проектирование и изготовление технологической оснастки). Кроме того, необходимо принимать во внимание тенденции развития технологии машиностроения, в соответствии с которыми рекомендуется (в случае целесообразности) переносить бóльшую часть процесса формообразования детали на заготовительную стадию и тем самым снижать долю затрат на механическую обработку.
По мере усложнения конфигурации заготовки (приближение ее формы к форме готовой детали) и повышения ее точности усложняется, а, следовательно, удорожается технологическая оснастка заготовительного цеха и увеличивается стоимость заготовки. Однако, при этом снижаются в последующем затраты и трудоемкость на механическую обработку. Заготовки простой формы в последующем требуют больших затрат и расходов материала, поскольку объем механической обработки возрастает.
В машиностроении существуют пять методов изготовления заготовок.
отделение (отрезание, вырезание) от сортового проката (прутка, листа, шестигранника и т. д);
обработка давлением (ковка, штамповка и т. д.);
литье (в земляные и песчаные формы, в кокиль, в оболочковые формы, под давлением и т. д.);
порошковая металлургия;
комбинированные способы получения заготовок (штампосварные, литосварные и т. д.), в которых сварка служит соединением различных частей заготовки, предварительно полученных одним из перечисленных выше способов.
Для отделения заготовки от листа может использоваться один следующих способов:
газовая (аценилено-кислородная, кислородно-флюсовая или плазменно-дуговая) резка из листового проката толщиной до 100 … .200 мм, обеспечивающая точность при ручном вырезании ± (4 … 10) мм, а при машинном вырезании ± (1 … 2) мм;
резка на пресс-ножницах с прямыми и фасонными ножами позволяет с точностью ± (1 … 6) мм отрезать заготовки от листа толщиной до 25 мм, а также от квадратного и круглого проката диаметром до 200 мм;
резка на гильотинных ножницах с точностью ± (0,25 … 3) мм листов толщиной до 20 мм;
резка на дисковых ножницах с точностью ± (0,25 … 0,6) мм листов толщиной до 20 мм.
Отрезание заготовок от круглого проката может осуществляться различными способами: на механических или гидравлических прессах, на дисковых или ленточных пилах, на приводных ножовках, на фрезерно-отрезных, токарно-отрезных, абразивно-отрезных станках и установках. На токарно-отрезных станках чаще всего отрезают трубы с точностью ± (0,3 … 4) мм.
Заготовки из круглого проката применяются в основном в мелкосерийном производстве или в тех случаях, когда разница в диаметрах ступеней детали мала (ходовые винты, риф-цилиндры прядильных машин и т. д.).
Изготовление заготовок пластическим деформированием (давлением) реализуется ковкой, штамповкой и другими способами (рис. 14.1). Ковкой получают заготовки относительно простой формы со значительными припусками. Применение подкладных штампов позволяет получать заготовки с относительно сложной формой и повышать их точность Свободная ковка применяется, главным образом, в условиях мелкосерийного производства и для получения заготовок массой до 250 кг. Точность кованных заготовок составляет 19-20 квалитет (IT19 – IT20).
а б
в
г
д е
Рис. 14.1. Заготовки, получаемые ковкой: а – вал; б – шток; в – заготовка для
крышки; г – рычаг; д – вилка; е – коленчатый вал.
В целях снижения трудоемкости свободной ковки заготовки должны ограничиваться плоскими и (или) цилиндрическими поверхностями. Нежелательны конические или клиновые формы поковок, пересечение цилиндрических поверхностей. Односторонние выступы предпочтительнее двусторонних. Нельзя ковкой выполнять ребра жесткости.
При изготовлении заготовок горячей штамповкой используются следующие способы: штамповка в открытых или закрытых штампах; штамповка выдавливанием и прошивкой; штамповка в штампах с разъемными матрицами на прессах или горизонтально-ковочных машинах (ГКМ); штамповка на ковочных вальцах; штамповка на радиально обжимных машинах (ротационная ковка); штамповка с комбинированием нескольких способов.
Штамповка в открытых штампах позволяет получать заготовки, форма которых существенно приближается к форме готовой детали. Однако, при такой штамповке невозможно получить углубления и отверстия в направлении, перпендикулярном ходу молота или пресса. Их можно получать при штамповке в разъемных матрицах на ГКМ.
Точность изготовления заготовок в открытых штампах от группы ее материала, массы и степени сложности. К первой группе относятся стали с содержанием углерода менее 0,45 % и легирующих элементов 2 %. Другие стали относятся ко второй группе. Различают четыре степени сложности поковок в зависимости от величины коэффициента С, который равен
, (14.1)
где Gпок, Gфиг – массы соответственно поковки и простой фигуры, в которую вписывается поковка.
Для первой степени сложности С = 0,63...1,0; для второй С = 0,32… 0,63; для третьей С = 0,16…0,32; для четвертой С < 0,16.
Допуски на изготовление заготовок из материалов второй группы в открытых штампах на 20…30 % больше допусков на изготовление заготовок из материалов первой группы. Допуски на изготовление заготовок четвертой степени сложности в открытых штампах на 30…40 % больше, чем допуски на заготовки первой степени сложности. Поковки, полученные в закрытом штампе, на один квалитет точнее заготовок, полученных в открытом штампе. С увеличением массы заготовок с 10…20 кг до 100…160 кг их точность при изготовлении в открытых штампах снижается на два квалитета. Для повышения точности штампованных заготовок после горячей объемной штамповки их подвергают горячей или холодной калибровке. После калибровки точность увеличивается на 3…5 квалитетов, а параметр шероховатости Rа уменьшается в 4…6 раз (до Rа = 2,5…0,8 мкм).
Некоторые заготовки, полученные холодной объемной штамповкой выдавливанием и холодной высадкой, показаны на рис. 14.2.
а б в г
Рис. 14.2. Типовые заготовки, полученные холодной штамповкой выдавливанием
(а, б) и холодной высадкой (в, г)
По конфигурации отливки делятся на пять групп сложности.
К первой группе относятся отливки простой геометрической формы с наличием невысоких ребер, бобышек, фланцев, выступов и углублений. Наружные поверхности формируются без стержней или съемных частей. Внутренние полости неглубокие и выполняются преимущественно простым стержнем.
Ко второй группе относятся отливки в виде сочетания простых геометрических тел (плит, цилиндрических или открытых коробчатых форм). Наружные поверхности таких отливок плоские или криволинейные при наличии ребер, бортов, бобышек, фланцев, углублений и отверстий простой конфигурации. Внутренние полости простые, большой протяженности или высокие. Для выполнения отдельных частей отливки применяются стержни.
К третьей группе относятся отливки открытой коробчатой или другой формы. Плоские и криволинейные наружные поверхности имеют нависающие части, ребра, бобышки и фланцы с отверстиями и углублениями относительно сложной конфигурации. Внутренние полуоткрытые полости представляют собой сочетание простых фигур, которые имеют большую протяженность или высоту.
К четвертой группе относятся отливки закрытой и частично открытой коробчатой и цилиндрической формы. Наружная поверхность такая же как у отливок третьей группы. Многие части отливок выполняются в виде стержней. Внутренние элементы отливки имеют сложную конфигурацию со значительными выступами и углублениями, расположены в один-два яруса и имеют один или два свободных выхода.
К пятой группе относятся отливки закрытой коробчатой формы. Наружные поверхности имеют сложную геометрическую форму с примыкающими и пересекающимися конструктивными элементами. В процессе изготовления могут применяться стержни. Внутренние поверхности также имеют сложную конфигурацию с криволинейными поверхностями, пересекающимися под разными углами и имеют выступы и выемки.
Точность отливок и шероховатость поверхностей, получаемых различными способами литья приведены в табл. 14.1
Таблица 14.1
Точность размеров и шероховатость поверхностей отливок
Способ литья |
Квалитет точности, параметр шероховатости Rа для материалов |
|||||
Легкие цветные сплавы |
Чугун серый |
Чугун ковкий, сталь |
||||
квалитет |
параметр Rа, мкм |
квалитет |
параметр Rа, мкм |
квалитет |
параметр Rа, мкм |
|
Под давлением |
11…13 |
До 0,63 |
12…14 |
>1,25 |
- |
|
В керамические формы и по выплавляемым моделям |
12…14 |
1…2,5 |
13…15 |
2,5…5 |
14…15 |
2,5…5 |
В кокиль и оболочковые формы |
13…17 |
2,5…5 |
14…17 |
5…10 |
15…18 |
10…20 |
В песчано-глинистые формы и центробежное |
14…18 |
5…10 |
15…19 |
10…20 |
16…20 |
10…20 |