Методичні рекомендації. При виконанні цього етапу вибору заготовки необхідно керуватися інформацією зі спеціальної літератури [1,1011,1213] і

При виконанні цього етапу вибору заготовки необхідно керуватися інформацією зі спеціальної літератури [1, 1011, 1213] і, як мінімум, вивчити нижченаведенеподаний нижче матеріал.

Зазвичай в у курсових проектах з технології машинобудування застосову­ють заготовки з прокату, штамповані заготовки і виливки. Це визначається тією обставиною, що на ці згадані види заготовок існують прейскуранти й методики техніко--економічного розрахунку собівартості.

Прокат може застосовуватися як в ролі заготовкаи для безпосереднього виготовлення вироб­ництва деталей або як вихідна заготовка при пластичному формоутворенні. Спеціальний прокат застосовується в умовах масового або крупносерійного великосерійного вироб­ництва, що в значнійою міріою знижує припуски й обсяг механічної обробки. Дані про Ввиди прокату, його характеристикуи й галузіь застосування наведеноі в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1

Галузь застосування поковок -– серійне й і масове виробництво. Характе­ристика деяких, найбільш розповсюджених поширених методів виготовлення виробництва заготовок тиском, що які використовуються у курсових проектах, наведені в таблиці 3.2.

Таблиця 3.2

Штампування на кривошипних пресах в у 2 -– 3 рази продуктивніше, ніж штампування на молотах, припуски й допуски зменшуються на 20...35%, витрата металу знижується на 10...15%. Заготовки для деталей типу стерижня зі пстотовщенням, кілець, втулок, деталей, зщо мають наскрізниіми й глухимиі отворами, доцільно виготовляти на горизонтально-–кувальних машинах (ГКМ).

Виливки застосовуються для виготовлення складних деталей, як дрібних, так і великогабаритних. Особливістю таких деталей є незначний обсяг меха­нічної об­робки в порівнянні зі складністю виготовлення й точністю просто­рового розта­шування більшої частини допоміжних поверхонь.

Найбільш універсальним методом є лиття в піщано--глинястні форми різної вологості й міцності (лиття в землю), однак виготовлення форм вимагає значних витрат часу. Так, ручне набивання одного кубічного метру формувальної суміші займає 1, 5 -– 2 години, а за допомогою пневматичного трамбування -– 1 годину. Струшуючвальні машини прискорюють набивання в порівнянні з ручним в у 15 разів, а пресування -– в 20 разів.

Литтям у землю по металевих моделях при машинному формуванні одержують виливки масою до 10 -– 15 т при найменшій товщині стінок 3 -– 8 мм.

Лиття в оболонкові форми застосовують головним чином при виго­товленні відповідальних фасонних виливоків. При цьому одержують алюмінієві й сталеві виливки масою до 150 кг; мінімальна товщина стінок для алюмінієвих виливок
1...-1, 5 мм, сталевих -– 3....-5 мм. Забезпечується точність виливки у межах
12 – -14-го квалітетів, параметр шорсткості поверхні Rz 40...-10 мкм. При автоматизації цього методу можна одержувати до 450 напівформ на за годину.

Лиття в кокіль економічно доцільно при розмірі партії деталей не менш 300-–500 шт. для дрібних виливок, і 30-–50 шт. для великих. Продуктивність способу -– до 30 виливок на годину. Цим способом можна виготовляти виливки масою 0, 25-–7 т, що мають точність 13-–15квалітету й Rz 80-...10 мкм.

Лиття по моделях, що витоплюються економічно доцільнео для деталей складної конфігурації з будь-–яких сплавів при партії понад 100 шт. Метод забезпечує виготовлення виливок масою до 50 кг із мінімальною товщиною стінок 0, 5 мм; точністью 11- – 12-го квалітету, Rz 40...10 мкм.

Лиття під тиском застосовується в основному для фасонних виливок із цинкових, алюмінієвих, магнієвих і латунних сплавів. Спосіб вважається доцільним при якщо партіяї більше становить понад 1000 деталей. Продуктивність методу – до 1000 деталей на годину. Можна виготовляти виливки масою до 100 кг із мінімальною товщиною стінок 0, 5 мм; точність 11 -– 12-го квалітету, Rz – не більше 20 мкм.

Відцентрове лиття може застосовуватися при виготовленні заготовок, що які мають форму тіл обертання з концентрацією маси на периферії деталі. Продук­тивність способу до 15 виливок на годину. Маса виливок становить 0, 01-...3 т, мінімальна товщина стінок – 0, 5 мм, точність – 13 -– 15-го квалітет, Rz – 160-...40 мкм.

3.2 Визначення розмірів заготовки

Якщо визначення розмірів заготовки із сортового прокату полягає в призначенні розміру перетину, точності прокатки по за відповідноиму НТД і розрахунку довжини заготовки з урахуванням припусків на механічну обробку, то проектування інших видів заготовок вимагає виконання певного обсягу проектних процедур.

Методика проектування штампованої заготовки передбачає такі етапи:

1 - 1) призначення встановлення форми штампування (поковки);

2) - визначення розмірів заготовки з урахуванням припуску на механічну обробку;

3 - 3) призначення граничних відхилень розмірів заготовки;

4 - 4) призначення встановлення технологічних параметрів штампування, що визначають ковальські на­пуски (штампувальні ухилиуклони, радіуси закруглень внутрішніх кутів і т. ін.)

Перший етап вимагає творчого підходу, оскільки форма заготовки може
різною мірою наближатися до форми готової деталі (впливає на ефективність використання матеріалу і в значнійою міріою на складність штампувального оснащення) і залежить від виду пресового обладнання, форми й розташування площини рознімання штампа. Варіант подання результатів даного етапу проектування заготовки наведений нижче.

Заготовкою для механічної обробки деталі буде поковка, що отриманавиготовлена за допомогою гарячимого об'ємнимого штампуванням. У цьому випадку форма заготовки в значніоюй міріою наближена до форми готової деталі в тій її частині, де перепади ступенів більше 5 мм. Вважаємо, що для умов серійного виробництва заготовка буде формуватися в закритих штампах із плоскою горизонтальною площиною рознімання на кривошипних гарячештампувальних пресах (КГШП) і відповідати степені точності Т3. Конфігурація заготовки наведена на рисунку Хх.

Рисунокунок.Хх – Форма поковки

Після призначення встановлення форми заготовки, визначаються ті поверхні деталі, які з урахуванням припуску на механічну обробку, визначать впливають на розміри заготовки (розміри d₁-–d₄ на рисунку. Х х із попереднього прикладу). Виконання подальших етапів проектування здійснюється відбувається з використанням нормативно--технічного документау (державного стандарту) на відповідний спосіб виготовлення заготовки, а саме:

-– ГОСТ 7062-–79 «Поковки из углеродистой и легированнойвуглецевої та легованої сталіи, які извиготов­ляютьсяготовляемые на пресах ковкой на прессах. Припуски и й допуски»;

-– ГОСТ 7505-–89 «Поковки стальныееві штампованныеі. Допуски, припуски и й кузнечные ковальські напуски»;

-– ГОСТ 7829-–70 «Поковки з вуглецевої та легованої сталі, які виго­товляютьсяПоковки из углеродистой и легированной стали, изготовляемые ковкой куванням на молотах. Припуски и й допуски».

Найбільш уживаним, через свою універсальність, є ГОСТ 7505-–89. Тому методику визначення даних при проектуванні штампованої заготовки наводимо для цього НТД, з посиланням на приводимо для цього нормативного документу [2]відповідні таблиці.

1. Обчислюються та встановлюються вихідні дані для проектування поковки, а саме:

– розрахункова маса (М_пр). Визначається за формулою на с.4, яка включає дані таблиці 1 і масу деталі за робочим кресленням;

– клас точності (Т1-Т5). Встановлюється за таблицею 3. Однозначних рекомендацій з цього приводу немає. Єдина вимога: устаткування й технологічний процес штампування повинні відповідати прийнятому типу виробництва, а також формі й складності заготовки. Варіантом надання інформації з цього приводу є третє речення в прикладі на початку даного підрозділу;

– група сталі (М1-М3). Визначається за таблицею 3, в залежності від кількості вуглецю та легуючих елементів в сталі;

– ступінь складності (С1-С4). Встановлюється з використанням Додатку А. Зверніть увагу на особливість призначення ступеня С4 за пунктом 5 цього додатку.

2. За таблицею 4 визначається вихідний індекс поковки. Використовується призначений щойно комплекс вихідних даних.

Ця процедура часто виконується некоректно і має хибні результати при відсутності навичок. Тому перевірте себе за таблицею 3.3.

Таблиця 3.3 Тест на правильність призначення вихідного індексу

3. Призначається основний припуск на всі поверхні заготовки які підля­гають механічній обробц(табл.5) і, а також граничні відхилення на їх розміріви (табл.10) по за таблицями 5 і 10х з використанням вихідного індексу й інших данихгеометричних параметрів, що які визначаґрунтуютьсяються по на даних робочогоому кресленнюя деталі.

4. Призначається загальний припуск на сторону як сума основного припуску, визначеного по за таблиціею 5, і додаткового, що який визначається по за таблицяхми 6 -– 8.

5. Визначаються виконавчі розміри поковки.

Номінальний розмір поверхні поковки розраховується від номінального розміру відповідної поверхні деталі шляхом додавання (віднімання) загального припуску. Лінійні розміри поковки дозволяється округляти з точністю до 0, 5 мм.

6. Встановлюються параметри поковки, які забезпечують технологічні умови штампування – штампувальні ухилиуклони, радіуси закруглень внутрішніх кутів і т. ін. Ця інформація міститься в тексті розділів 4, 5.

7. Розраховується маса поковки.

Наприклад, для заготовки на Рис. Х додатковий припуск на обробку торцевих поверхонь і циліндрів діаметром d1 й d3 визначається тільки зсувом штампів по площині рознімання (табл.6), а для подовжених циліндрів діаметрами d2 й d4 необхідно додатково врахувати жолоблення внаслідок остигання, тобто дані таблиці 7.

8. Визначається коефіцієнт використання матеріалу за формулою:

, (3.1)

де m_д -– маса деталі за робочим кресленням, кг

m_п -– маса заготовки, обчислена за розрахунковими розмірами, кг.

Приклад подання результатів проектування за пунктами 1-5 даної методики наведено далі.

Розміри заготовки визначаються з урахуванням припусків на механічну обробку, які призначають за ГОСТ 7505-–89. Відповідно до вимог даного нормативного документа, приймаємо такі вихідні дані:

Розрахункова маса заготовки визначається таким чином:

М_пр = М_д × К_р = 0, 1× 1, 5 = 0, 15 кг (х.х)

де М_д – маса деталі, кг;

К_р – розрахунковий коефіцієнт 1, 5 -– 1, 8 для круглих і багатогранних деталей.

Ступінь складності визначається шляхом обчислення відношення маси заготовки (G_п) до маси геометричної фігури (G_ф), у яку вписується форма поковки. При визначенні розмірів геометричної фігури, що описує поковка, виходимо зі збільшення в 1, 05 раза габаритних розмірів деталі. У даному випадку простою фігурою вважаємо циліндр діаметром 36, 8 мм і довжиною 26, 3 мм. Його маса дорівнює 0, 23 кг.

Таким чином, для відношення 0, 65(0, 15/0, 23) ступінь складності стано­вить С1. Інші вихідні дані, що характеризують поковку, наведені в таблиці х.х.

Таблиця х.х Вихідні дані для призначення припусків й допусків

На підставі вихідних даних визначаємо вихідний індекс штампування -– 5. Відповідно до нього визначаються основні припуски на механічну обробку й допуски на розміри заготовки. Додатковий припуск, що враховує зсув по поверхні рознімання штампа (впливає на лінійні розміри) і відхилення від прямолінійності (впливає на діаметр циліндричних поверхонь), призначаємо за таблицями 6, 7 ГОСТ 7505. Розрахунок розмірів заготовки наведений у таблиці х.

Таблиця х.х Розрахунок виконавчих розмірів поковки

Розмір поверхні, мм	Параметр Ra, мкм	Основний припуск, мм	Додатковий припуск, мм	Загальний припуск, мм	Виконавчий розмір заготовки, мм
Æ 35 -–0, 62	25	0, 6	0, 2	0, 8	Æ 36, 6
Æ 30b12	25	0, 6	0, 2	0, 8	Æ 31, 6
25 -–0, 52	25	0, 6	-–	0, 6	26, 2
5 -–0, 3	25	0, 6	–	0, 6	6, 2
Æ 20Н7	1, 6	0, 8	0, 2	1, 0	Æ 18

Методика проектування виливка передбачає ті ж етапи, що й методика проектування штампованих заготовок. Відмінність полягає в тому, що форма заготовки вже задана робочим кресленням деталі, оскільки значна частина поверхонь не піддається механічній обробці, а зберігає параметри заготовки. Крім того, для призначення припусків на механічну обробку й граничні відхилення від розмірів використовується інший нормативний документ -– ГОСТ 26645-–85 «Допуски й припуски на механічну обробку виливок із чорних та кольорових сплавів» [3]. Алгоритм використання даного стандарту наведений на рисунку 3.1.

Рисунокунок 3.1 – Алгоритм використання ГОСТ 26645-85

1. Призначаючи Вибираючи параметри з таблиць і додатків нормативного документау, обов'язково ознайомтеся із примітками, якщо такі є.

2. Вид остаточної механічної обробки поверхні, на яку призна­чається припуск (див. таблицю 7), залежить від вимог робочого креслення до квалітету розміру та якості поверхні. Так, чорнова обробка характеризується 12-им квалітетом і пара­метром Ra не менше ніж 12, 5 мкм; напівчистова -– 11-–10-им квалітетом й Ra 6, 3-...3, 2 мкм; чистова -– 9-–8-им квалітетом й Ra 3, 2-...1, 6 мкм; тонка -– 7-–6-им квалітетом й Ra 0, 8-...0, 4 мкм.

Нижче наведено приклад реалізації методики проектування виливка в пояснювальній записці:

х.х Обґрунтування способу формоутворення заготовки

Технологічний процес лиття призначаємо виходячи з маси, конфігурації деталі й типу виробництва. Зважаємо на середньосерійний тип виробництва. Оскільки деталь має кілька поверхонь, які за вимогами робочого креслення не піддаються механічній обробці й розміри 14-го квалітету, доцільно застосувати лиття в металевий кокіль. Цей спосіб лиття забезпечує відносно високу точність розмірів (12-й квалітет), стабільність форми при високій продуктивності та прийнятній вартості у разі не складної конфігурації й малих розмірів деталі в умовах серійного виробництва. З огляду на просту форму деталі й незначні розміри, буде використаний багатомісний кокіль із однією площиною рознімання.

х.х Визначення розмірів заготовки.

Розміри виливків та їхню точність визначимо виходячи з вимог державного стандарту (ГОСТ 26645-–85), що поширюється на виливки із чорних і кольорових металів та сплавів. Цей стандарт встановлює допуски розмірів, форми, розташування й нерівностей поверхні, допуски маси й припуски на обробку. Номінальний розмір виливка приймається однаковим з номінальним розміром деталі для необроблюваних поверхонь і дорівнює сумі середнього розміру деталі й загального припуску на обробку для поверхонь, призначених до механічної обробки.

Норми точності встановлюються на виливок в цілому й характеризуються класом розмірної точності виливка, ступенем жолоблення, ступенем точності поверхонь і класом точності маси. Обов'язково встановлюються класи розмірної точності й точності маси виливка.

У таблиці х.х наведені значення норм точності для виливок, що є заготовкою для заданої деталі. При цьому прийнято до уваги, що сталевий сплав не підлягає подальшій термічній обробці і виливається в металевий кокіль без піщаних стержнів.

Ряд припусків призначається залежно від прийнятого ступеня точності поверхні. Вибираємо четвертий, з рекомендованого діапазону, тобто 2-–5.

Величина припуску на механічну обробку призначається по таблиці 7, залежно від ряду припуску, загального допуску елемента поверхні й виду остаточної механічної обробки.

Таблиця х.х

Для того, щоб визначити, на які поверхні необхідно встановити припуск на механічну обробку та на яких поверхнях утворюється технологічний напуск, а які залишаться неопрацьованими, проектується форма виливка. Вона подається на рисунку х.

Рисунокунок х – Форма виливка

Значення припусків і допусків на розміри заготовки, встановлені за прийнятими вихідними даними відповідно до ГОСТ 26645-–85, наведено в таблиці х.х. Для поверхонь виливка, що підлягають механічній обробці, призначається симетричне відхилення розмірів. Для інших поверхонь допускається будь-–яке розташування поля допуску, у тому числі й однобічне.

При проектуванні заготовки приймалося до уваги, що форма деталі у поєднанні з прийнятою формою рознімання форми, дозволяє використати мінімальні радіуси округлення. Для деталей, які виливаються у металеві форми, уклони зовнішніх поверхонь рекомендується приймати в межах 0°40¢ -– 2°50¢, а внут­рішніх -– 1°50¢ -– 5°40¢. З урахуванням цих рекомендацій і даних таблиці х.х оформлене робоче креслення виливка.

Таблиця х.х Розрахунок виконавчих розмірів виливка

в міліметрах

х.х Визначення коефіцієнта вагової точності виливка

Одним з показників технологічності конструкції заготовки є коефіцієнт вагової точності, що визначається за формулою:

, (х.х)

де G_д -– маса готової деталі;

G_з-– маса заготовки, що надходить із заготівельного цеху.

Використовуючи дані робочого креслення виливка, визначаємо масу заго­товки шляхом поділу її форми на елементарні геометричні фігури, для яких визначаються об’єм і маса, з урахуванням щільності сталі 45Л. Розрахунок виконано в таблиці х.х.

Таблиця х.х Розрахунок вагової точності виливка

Значення коефіцієнта вагової точності недостатньо високе як для виливка, що виготовляється в умовах серійного виробництва. Але з огляду на те, що деталь має значну кількість отворів і гвинтову нарізку, які неможливо виконати методом лиття, значення К_в.т.= 0, 64 вважаємо допустимим.

3.3 Оформлення конструкторського документа на заготовку

Конструкторський документ на заготовку із сортового прокату не оформляється, просто робиться позначка в основному написі робочого креслення такого виду:

Очевидно, що в «чисельнику» наведено умовне позначення круглого прока­ту, який відповідає нормативному документу (ГОСТ 2590-–88 «Прокат сталевий гарячекатаний круглий. Сортамент»), а в «знаменнику» -– позначення матеріалу й НТД на технічні умови для виготовлення (ГОСТ 4543-–71 «Сталь легована конструкційна. Технічні умови»).

– механічні властивості (твердість, якщо марка матеріалу допускає можливість її зміни за рахунок термічної обробки);

– вимоги до точності розмірів і відносного розташування поверхонь, що не позначені на зображенні деталі (текстом або посиланням на відповідний НТД);

– посилання на технічні умови, яким повинен відповідати даний вид заготовки (див. таблицю 3.4).

Таблиця 3.4 Перелік НТД на технічні умови при виготовлені заготовок

4 Розробка технологічного маршруту виготовлення деталі

Метою виконання цього розділу є оформлення зведеного технологічного документа у вигляді маршрутної карти (МК) за ГОСТ 3.1118-–84. Карта містить інформацію про послідовність технологічних операцій, устаткування, яке при цьому використовується, й відповідні трудозавитрати. Щоб одержати дані для заповнення МК, необхідно виконати зазначені нижче проектні процедури.

4.1 Визначення методів обробки поверхонь