Расчет припусков при механической обработке

Припуск это слой материала, удаляемый с поверхности заготовки для получения заданных размеров изделия.

Общим припуском наз.слой материала, который удаляется с поверхности заготовки для получения заданных размеров готового изделия. Z o = Aзаг-Аизд, где Zo - общий припуск, Азаг- размер заготовки, Аизд- размер готового изделия. Для поверхностей вращения следует различать припуск на диаметр и припуск на сторону.Операц. припуском назыв. слой материала, удаляемый с поверх­ности заготовки при выполнении одной тех.операции. Операционный припуск определяется по формуле Zi=Aзаг_i - Аизд_i гдеZi - операционный припуск, Aзаг_i - размер заготовки на i - той операции, Аизд_i - размер детали на той же операции. Если изделие обрабатывается за п операций, то Промежуточным припуском назыв. слой материала, удаляемый с поверхн. заготовки при выполнении одного тех.перехода. Промежуточный припуск определ. по формуле Zij=Aзаг_ij - Аизд_ij гдеZij - припуск на j - том переходе i - той операции, Aзаг_ij и Аизд_ij - размер заготовки и детали на j - том переходе той же операции. Если изделие на i -той операции обрабатывается за т переходов, то Величина припуска на мех.обработку должна быть оптимальной. Большие припуски приводят к повышенному расходу материала, увелич. трудозатрат, энергоресурсов и материальных средств. Это увелич. себестоимость изделия. При малых припусках с поверхности заготовки полностью не удаляется дефектный слой материала, усложняется выверка заготовки при установке ее на станке, повышаются требования к точности размеров заготовки. Припуски на обработку могут быть симметричными, асиметричными и односторонними. Симметрич. припуски имеют место при обр-е на­руж. и внутренних цилиндрич. и конических поверх-й, а также если противоположные, например плоские, поверхности имеют одинаковые припуски. Асимметрич. припуск будет в том случае, если противополож. поверхности имеют неодинаковые припуски. Если противоположная поверхн.не обрабатывается, то припуск на обрабатываемую поверхность на­зыв.односторонним. Максимал. операцион. припуск определ. как разность между наибольшим предельным размером до обработки, полученным на предыдущейоперации A_i-1^max и наименьшим предельным размером после обработки, полученным на данной операции A_i^min

Z_i^max=A_i-1^max- A_i^min (43) Минимальный операц. припуск определяется как разность между наименьшим предельным размером до обработки, полученным на предыдущей операции A_i-1^min и наибольшим предельным размером после обработки, полученным на данной операции A_i^max

Z_i^min=A_i-1^min- A_i^max (44) Обозначим TAj допуск размера на i - той операции, а TA_i-1 допуск размера на предыдущей, т.е. i-1 операции. Тогда TA_i = A_i^max - A_i^minTA_i-1= A_i-1^max= A_i-1^min (45) Сложив равенства (45) с учетом (43) и (44) получим значение допуска на при­пуск i - той операции TZ_i= Z_i^max- Z_i^min= TA_i-1+ TA_i (46) Номинальным назыв. припуск равный минимал. припуску, сложенному с допуском размера на предыдущей операции Z_i^H= Z_i^min +TA_i-1 (47). При обработке вала его размер уменьшается от операции к операции. При обработке отверстия, его операционные размеры увеличивается. Расчет припусков. Величина припуска на мех.обработку зависит от: материал заготовки, ее конфигурации и размеры, способ получения заготовки, требования к св-ам материала изделия после мех.обработки, точность размеров и шероховатость поверхности. В настоящее время используются два метода определения припусков на ме­х. обработку: опытно-статистический и расчетно-аналитический. При использовании 1го метода величина припуска ус­танавливается по стандартам и таблицам, котор. составлены на основе обобщения и систематизации производственного опыта. В ГОСТах припуски даны в зависимости от массы и габаритных размеров деталей, их конструктивных форм, заданной точности и шероховатости обрабатываемой поверхности. (-) метода заключ. в том, что припуски назнач. независимо от вида ТП. Они, как правило, завышены, т.к. с целью исключения брака назначаются с учетом наиболее неблагоприятных условий обработки. Это приводит к увеличению расхода материала и повышению себестоимости обработки. Расчетно-аналитический метод основан на определении расчетным путем минимального припуска. Величина этого припуска должна быть такой, чтобы на данной операции были удалены погрешности текущей и предшествующей обработки. Величина этих погрешностей определяется по справочникам. Расчет припусков ведут от размеров готовой детали к размерам исходной заготовки. Допуски на промежуточные размеры определятся в зависимости от этапа и метода обработки, которые применяются для получения этих размеров (точение черновое, чистовое, шлифование и. т. д.). Каждому этапу и методу соответств. определенный квалитет точности, по которому в зависимости от величины промежут. размера определяется численное знач. допуска на размер. Данные для этих расчетов представлены в справочниках.

Билет № 29

29.1. Принципы построения систем режущих и вспомогательных инструментов для многоцелевых станков (ОЦ) для обработки корпусных заготовок.

На станках с ЧПУ с автом-й сменой инстр-ых блоков, состаящих из реж-го и вспом-го инстр-та, прим. сис-мы инстр-ой оснастки, основой которых служит унив-ая униф-я подсис-а вспом-го инст-та, предназначенного для станков различ. моделей. Вспом-я сис-ма инст-ов состоит из ряда оправок и ряда патронов для различного вида инст-та. При обр-ке прин-ют станд-ный и спец-ый реж-ий инстр-т. к нему предъяв-ют повыш. требования по точности, жёсткости, быстроте смены и наладки на размер, стойкости, стабильному стружкоотводу, надёжности. Включенный в систему инстр-т позволяет выполнять все основные виды обр-ки пов-ей деталей. На станках с ЧПУв основном используют сборочный вспом-ыйинстр-т, который обладает меньшей жёсткостью по сравнению сосплошным, однако в этом случае сущ-но умен-ся номенклатура примен-го инстр-та. Кроме того сборочный инстр-т хорошо гасит возник-ие при обр-ке вибрации.Широкое применение на станках типа ОЦ начинают находить различные головки для обр-ки группы отв-ий, плоских пов-ей, расположенных под углом и т.д.

29.2. Материалы, термическая обработка, методы получения заготовок, базирование, структура технологического процесса при обработке цилиндрических зубчатых колес.

Цилиндрич. зубч. колеса служат для передачи вращател. дви­жения между валами с параллельными и перекрещивающимися осями. Разли­чают силовые зубчатые передачи, служащие для передачи крутящего момента с изм-ем частоты вращ. валов и кинематические передачи, служащие для точной передачи вращат. движения между валами при небольших значениях крутящего момента. Материал и термическая обработка зубчатых колес. Основн. материал. явл. углеродистые и ле­гированные стали, котор. термически упрочняются до высокой твёрдости, марок 45, 20Х, 40Х, 40XH, 35XM и пр. Основными видами термич. обработки зубчатых колес являются: Объемная закалка явл. наиболее простым способом термообработки ко­лес. (-) закаливается весь зуб, это риводит к тому что возник. трещины и выкрашивание зуба. Поверхностная закалка обеспеч. высокую твердость поверхности зубьев при вязкой сердцевине. Нагрев колес при поверхностной закалке производится в индукторах токами высокой частоты (ТВЧ). Химико-термическая обработка (ХТО) заключ. в насыщении поверхности металла различ. хим. элементами. В настоящее время применяются сле­дующие виды ХТО: Цементация – насыщ. углеродом стали с последующей закалкой. При цементации обеспечивается высокую твердость поверхности зубьев при вязкой сердцевине. Для цемента­ции применяются легированные стали с низким содержанием углерода: 20Х, 12ХН3А, 20ХНМ, 15ХФ и пр. Азотирование — насыщ. стали азотом обеспечивает высокую твердость поверхности зубьев без последующей закалки. Сталями для азотирования яв­л. 38Х2МЮА, 40ХФА, 40ХНА и пр. Зубья после азотирования не шли­фуют. В этой связи азотирование прим. для упрочнения колес зубчатых передач с внутр. зацеплением. (-)явл. дли­тельность процесса (до 60 час.) и малая толщина упрочняемого слоя до 0, 5 мм. Нитроцементация - насыщение стали углеродом и азотом с последующей за­калкой. Ста­лями для данного вида ХТО явл. 40Х, 18ХГТ и пр. Стальное литье прим. для колес большого диаметра. 35 - 55Л, 40ХЛ, ЗОХГСЛ и пр. Литые колеса подвергают нормализации. Чугуны прим. для изготовления зубчатых колес открытых тихоходных передач. Чугун­ные зубч.колеса могут работать без смазки. Для изготовления чугунных колес используют серые чугуны марок СЧ25 - СЧ45, а также высокопрочные чугуны с шаровидным графитом. Методы получения заготовок Заготовки для зубчатых колес в мелкосер. произв-е изготавли­вают из проката или свободной ковкой. В крупносер. и массовом произ­водстве - штамповкой на молотах, прессах и горизонтально-ковочных маши­нах (ГКМ). Металл перед ковкой и штамповкой нагревают до температуры 1200-1300 градусов. Заготовки из проката получ. их отрезкой от прутка на заданный размер. Максим. диаметр 250 ММ. Свободную ковку осуществляют на молотах или прессах между плоскопа­раллельными плитами. Этим методом можно получать заготовки диаметром свыше 250 мм. Штамповку на прессах или молотах заготовок для зубч. колес произ­водят в подкладных или закрепленных штампах. Штамповкой (высадкой) на ГКМ получ. заготовки из прутков для блоков зубчатых колес или валов - шестерен, когдазаготовки с большим пере­падом по диаметру. Базирование зубчатых колес при мех.обработке. Задачей базирования явл. обеспечение соосности делительной окруж­ности колеса и центрального отверстия. От этого зависят такие параметры точности зубчатых колес и передачи, как колебание межосевого расстояния, боковой зазор и ра­диальное биение зубчатого венца. Базовыми поверхностями зубчатых колес на большинстве операций при ме­х.обработке явл. торцевые поверхности и центральное отверстие. Эти поверхности обрабатываются точно в первую очередь. Базовыми поверхностями зубчатых колес типа валов явл. центровые отверстия. Обработка этих деталей начинается с фрезерования торцов и свер­ления центровых отверстий. Структура ТП при обработке цилиндриче­ских зубчатых колес. Технология изготовл. з.колес зависит от сл. факторов: программы выпуска, конструкции, размеров, метода получения заготовок, ма­териала, точности и термической обработки. Основн. факторами явл. точность и конструкция з.колес. Типовой ТП изготовл. зубчатых колес включ. изготовление штамповок или поковок, токарную обработку наружных поверх­ностей и торцов; обработку центрального отверстия, зубонарезание, термиче­скую обработку, отделочные и доводочные операции базовых и зубчатых по­верхностей. Особенностью ТП изготовл.зубчатых колес - валов явл. наличие операций по обработке зубьев, а в остальном он тот же, что и при изготовлении ступенчатых валов.

Билет № 30