|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Обработка плоских поверхностей
В большинстве случаев плоские поверхности выполняют роль баз. Технические требования на их обработку определяются назначением этих поверхностей. Наиболее широкое применение при обработке плоских поверхностей получили строгание, фрезерование и шлифование. Строгание производят на продольно-строгальных и поперечно-строгальных станках. Эти станки имеют широкое применение как в единичном, так и в серийном производстве. При строгании заготовок из чугуна для черновой обработки скорость резания не превышает 15…20 м/мин, а для чистовой – 4…12 м/мин. После каждого рабочего хода осуществляется подача резцового суппорта с резцом в поперечном направлении. Обратно стол возвращается со скоростью в 2…3 раза большей, чем скорость рабочего хода. Строгание, как и точение разделяют на черновое и чистовое. При черновом строгании на продольно-строгальных станках глубина резания может достигать 20 мм и более, скорость резания 10…20 м/мин. Чистовую обработку вследствие тихоходности строгальных станков производят с малой подачей или резцами с широкой режущей кромкой (шириной 20…40 мм) при большой подаче (10…25 мм/дв.ход). Режимы обработки назначают в зависимости от требуемой точности и шероховатости обрабатываемой поверхности. Точность обработки во многом зависит от квалификации и опыта рабочего, а также от типа и состояния станка. В обычных условиях погрешность обработки на строгальных станках находится в пределах 0, 1…0, 2 мм на 1м длины. На современных продольно-строгальных станках, имеющих плавные и равномерные движения стола, при чистовом строгании получают точность 8…9 квалитетов, шероховатость поверхности Rа=2, 5…1, 25 мкм. Вследствие низкой производительности строгальных станков процесс строгания по возможности заменяют фрезерованием. В настоящее время фрезерование является наиболее распространенным и производительным методом обработки плоских поверхностей. Фрезерование плоскостей осуществляется цилиндрическими и торцовыми фрезами. Фрезерование торцовыми фрезами более производительно, чем цилиндрическими. Это объясняется тем, что в первом случае обработка металла производится одновременно несколькими зубьями, а при фрезеровании цилиндрическими фрезами лишь двумя-тремя зубьями. Кроме того, можно использовать торцовые фрезы больших диаметров (до 800мм), с большим числом зубьев с закрепленными режущими пластинами из твердых сплавов. Точность фрезерования зависит от типа станка, инструмента, режимов резания и других факторов. При фрезеровании плоскостей торцовыми фрезами точность обработки составляет по 8…11-му квалитетам, а шероховатость поверхности Rа=2, 5…1, 25 мкм. При скорости резания 200…300 м/мин с подачей 0, 03…0, 20 мм на зуб фрезы можно получить точность до 7-го квалитета, а шероховатость поверхности Rа=0, 63…0, 16 мкм. Шлифование плоских поверхностей применяется как для черновой, так и для чистовой обработки. Припуск на черновое шлифование принимается значительно ниже, чем для фрезерования. Шлифовальный круг вращается с окружной скоростью 25…50 м/с. Поперечная подача выражается в долях высоты круга (0, 2…0, 3 высоты круга) и продолжается до тех пор, пока не будет перекрыта вся ширина обрабатываемой поверхности, после чего круг подаётся на глубину резания. При чистовых проходах глубина резания не превышает 0, 01 мм. Основной способ закрепления обрабатываемых стальных заготовок на плоскошлифовальных станках – с помощью магнитного стола или магнитной плиты. Заготовки из немагнитных материалов закрепляют с помощью универсальных или специальных приспособлений. Выбор исходных заготовок деталей машин
Основные требования к заготовкам Одним из показателей, характеризующих экономичность выбранной заготовки, является коэффициент использования материала Км. Его определяют как отношение массы детали q к массе заготовки Q: Км= q/Q В среднем по машиностроению коэффициент использования металла сравнительно невысок и составляет Км=0, 7…0, 75, в крупносерийном и массовом производстве Км=0, 85…0, 9, а в единичном Км=0, 5…0, 6. Фасонные детали, не подвергающиеся ударным нагрузкам, а также растяжению и изгибу (например, корпуса подшипников, крышки, шкивы и др.) целесообразно изготовлять из чугунных отливок; для фасонных деталей машин, работающих в тяжелых условиях больших знакопеременных нагрузок вместо чугунных целесообразно применять стальные отливки. Однако крупные отливки из стали обычно не отливают ввиду сравнительной трудности получения таких отливок. Из чугуна отливают также достаточно крупные заготовки, например рамы, станины, плиты, коробки, картеры, маховики и др. Заготовки в виде поковок и штамповок применяются обычно для деталей, работающих преимущественно на изгиб, растяжение, кручение. Такие заготовки чаще всего имеют существенную разницу в поперечных сечениях в разных своих частях (например, различные рычаги, коленчатые валы, шатуны, зубчатые колеса и др.) При изготовлении поковок можно максимально приблизить конфигурацию заготовки по форме и размерам к готовой детали. Следует отметить, что заготовки в виде штамповок целесообразно применять лишь в крупносерийном и массовом производстве, так как для получения таких заготовок необходимо изготовлять дорогостоящую технологическую оснастку – штампы. В этом случае стоимость штампов переносится затем на большое количество заготовок, полученных в этих штампах. Заготовки, полученные свободной ковкой на молотах или прессах, применяются преимущественно в единичном и мелкосерийном производстве для получения как достаточно крупных, так и мелких деталей. При этом себестоимость кованых заготовок значительно выше, чем штампованных. Для получения деталей непосредственно на металлорежущих станках в качестве заготовок широко используется сортовой прокат различных профилей. При этом заготовки из проката применяют обычно для деталей, приближающихся по конфигурации к какому-либо профилю проката – круглому, квадратному, шестигранному и к другим формам сечений. Желательно, чтобы изготовляемые детали не имели значительной разницы в поперечных сечениях. В этом случае при обработке заготовки количество снимаемого металла будет минимальным. Следует отметить, что изготовляемые из проката детали (за исключением валов) имеют сравнительно небольшие размеры. Горячекатаный сортовой прокат широко используется также для получения поковок и штамповок. На токарных автоматах и полуавтоматах в качестве заготовок применяются калиброванные холоднотянутые прутки. Для нормальной работы зажимных цанг колебание диаметров прутков не должно превышать 0, 3…0, 4 мм. Во многих случаях калиброванные прутки не подвергаются обработке лезвийным инструментом, а непосредственно шлифуются. При работе на револьверных станках с зажимом в кулачках может применяться горячекатаный прокат. В различных отраслях промышленности в качестве заготовок широко используется листовой прокат. В частности, заготовки из листового проката применяют для изготовления деталей обшивки автомобилей, автобусов, вагонов, тракторов, химических аппаратов, морских судов и др.
Предварительная обработка заготовок Заготовки, поступающие на обработку, должны соответствовать техническим требованиям и проходить входной контроль. Это позволяет выявить различные дефекты в заготовках и исключить обнаружение их на последующих операциях технологического процесса изготовления деталей. Поковки и штамповки из высокоуглеродистых сталей, а также чугунные и стальные отливки могут подвергаться термической обработке (отжигу или нормализации) с целью улучшения их структуры и обрабатываемости на металлорежущих станках. Основным дефектом сортового проката является искривление оси в результате неравномерности остывания после изготовления. Могут быть также дефекты процесса изготовления (прокатки, отрезки, механической обработки) и транспортировки. Для устранения искривления заготовок применяют правку проката в горячем или холодном состоянии. Для этой цели используют гидравлические и ручные винтовые прессы, правильно-калибровочные станки и другое оборудование. Погрешность правки оценивают кривизной, остающейся после правки, отнесенной к 1м длины заготовки. Так, например, для прутков и заготовок диаметром до 30 мм погрешность составляет около 0, 1…0, 2 мм. Сортовой прокат, поступающий на производство в виде прутков, разрезают на приводных ножовках, дисковых или ленточных пилах, а также на токарно-отрезных и абразивно-отрезных станках. В механических цехах разрезание иногда производят на фрезерных станках прорезными фрезами. Резка прутков и труб из высокотвердых, закаленных сталей наиболее эффективна на абразивно-отрезных станках, оснащенных тонкими, толщиной 3…6 мм абразивными кругами на бакелитовой или вулканитовой связках. Благодаря высокой скорости вращения, достигающей до 80 м/с, круги быстро разрезают пруток, образуя ровный срез с шероховатостью Ra=3, 2…6, 3 мкм. Во избежание пережога торцов зона резания обильно поливается охлаждающей жидкостью. Перед запуском в производство листы и полосы режут на отдельные куски, называемые раскройными картами. Размеры карт согласуются с размерами готовых деталей. Разрезку листовой и полосовой стали толщиной до 25мм производят обычно на гильотинных и дисковых ножницах, тонкий лист можно разрезать вибрационными ножницами. Для разрезания заготовок до 100 мм и выше используют обычно газовую или плазменную резку. С целью экономии металла при вырубке заготовок из стального листа на картах раскроя указывают наиболее рациональное их расположение. При этом предусматривается размещение конфигураций заготовок таким образом, чтобы перемычки между ними были по возможности минимальными. Следует заметить, что для снижения затрат на изготовление заготовок и повышение производительности труда создаются отдельные цехи или предприятия по централизованному изготовлению и снабжению заготовками машиностроительных предприятий. Перед отправкой заготовок потребителям в качестве товарной продукции их грунтуют с целью защиты от коррозии. Для ответственных деталей заготовки сопровождаются сертификатом качества, удостоверяющим соответствие их требованиям действующих стандартов или технических условий. Расчет приспособления на точность Выбор расчетных параметров Приспособление для обработки заготовок является звеном системы СПИД. От точности его изготовления и установки на станке, износостойкости установочных элементов и жесткости зависит точность обработки заготовок. Требуемую точность приспособления можно определить решением размерной цепи системы: заготовка – приспособление – станок – инструмент. При этом выявляется роль приспособления в достижении заданной точности выполняемого на заготовке размера, то есть замыкающего звена размерной цепи. Для этого производят деление допуска, ограничивающего отклонения от выполняемого размера, на части, одна из которых выделяется для приспособления. Однако специальные приспособления проектируются чаще всего до запуска новых изделий в производстве, когда нет возможности уточнения целого ряда вопросов: обрабатываемости примененных в изделии материалов, вида используемого оборудования и т.д. Поэтому параметры точности приспособлений чаще всего определяются по справочникам. Цель расчета на точность заключается в определении требуемой точности изготовления приспособления по выбранному параметру и заданий допусков размеров деталей и элементов приспособления. Расчеты включают следующие этапы: · выбор одного или нескольких параметров приспособления, которые оказывают влияние на положение и точность обработки заготовки; · принятие порядка расчета и выбор расчетных факторов; · определение требуемой точности изготовления приспособления по выбранным параметрам; · распределение допусков изготовления приспособления на допуски размеров деталей, являющихся звеньями размерных цепей; · внесение в ТУ сборочного чертежа приспособления пункта об обеспечении точности приспособления. Выбор расчетных параметров осуществляется в результате анализа принятых схем базирования и закрепления заготовки и приспособления, а также точности обеспечиваемых обработкой размеров. Приспособление рассчитывается на точность по одному параметру в случае, если при обработке заготовки размеры выполняются в одном направлении; по нескольким параметрам, если на заготовке выполняются размеры в нескольких направлениях. Направление расчетного параметра приспособления должно совпадать с направлением выполняемого размера при обработке заготовки. При получении на обрабатываемой заготовке размеров в нескольких направлениях приспособление можно рассчитывать только по одному параметру в направлении наиболее точного по допуску и наиболее ответственного по чертежу. В зависимости от конкретных условий в качестве расчетных параметров могут выступать: · допуск параллельности и перпендикулярности рабочей поверхности установочных элементов к поверхности корпуса приспособления, контактирующей со станком; · допуск угловых и линейных размеров; · допуск соосности (эксцентриситет); · допуск перпендикулярности осей цилиндрических поверхностей и т.д. При расчете кондукторов для сверления заготовок в виде плит, корпусов, кронштейнов с заданием расстояния от боковых поверхностей до отверстий и между отверстиями за расчетные параметры можно принимать: · допуск расположения втулок относительно установочных поверхностей приспособления; · допуск межцентровых расстояний между кондукторами и втулками; · допуск перпендикулярности или параллельности осей втулок относительно рабочей поверхности установочных элементов и опорной поверхности корпуса приспособления.
Примеры выбора расчетных параметров при расчете точности приспособления Пример 1. В приспособлении фрезой 5 обрабатывается плоская поверхность А заготовки в размере а с допуском
Рис. 11.1. Установка приспособления опорной поверхностью В корпуса 2 на стол фрезерного станка. Пример 2. На фрезерном станке обрабатывается заготовка 4 по поверхностям А и В в размерах а и в с допусками При анализе выполняемых размеров а и в, схем базирования и установки, можно установить, что допуск параллельности обрабатываемой поверхности А и В относительно Б и Г детали 4 может быть в пределах допуска В качестве расчетных здесь следует брать два параметра: · допуск параллельности плоскости Г установочных элементов 3 относительно плоскости Д корпуса приспособления; · допуск параллельности плоскости Б опорной пластины 5 и боковой поверхности Е направляющих шпонок 6 корпуса.
Рис. 11.2. Установка заготовки поверхностями А и В на стол фрезерного станка. В случае, если допуск Пример 3. Заготовка 2 устанавливается на наружную поверхность В тарельчатых пружин 7 по отверстию диаметром d и закрепляется закручиванием винта 5 в корпусе 1. При этом через детали 3, 4 и 6 осевая сила от винта 5 передается на пружины 7 (рис. 11.3).
Рис. 11.3. Установка заготовки на наружную поверхность тарельчатых пружин по отверстию. Исходной величиной для расчета на точность является допуск соосности (допустимый эксцентриситет) осей отверстия диаметром d и наружной поверхности диаметром Д. За расчетный параметр следует принять отклонение от соосности (эксцентриситет) установочной поверхности А корпуса (оси корпуса) приспособления и цилиндрической наружной поверхности В пружин 7. Именно от эксцентриситета осей поверхностей А и В будет зависеть точность изготовления детали по относительному расположению цилиндрических поверхностей.
Методика расчета приспособления на точность На точность обработки влияет ряд технологических факторов, вызывающих общую погрешность обработки
Для выражения допуска а, выполняемого при обработке размера, следует пользоваться формулой:
где
Погрешность установки
где
где
Для мелкосерийного и серийного производства:
Для массового и крупносерийного: а) для одноместных приспособлений
б) для многоместных приспособлений
в) для приспособлений-спутников
В общем случае:
где Отсюда погрешность изготовления приспособления:
В связи со сложностью нахождения значений ряда величин точность изготовления приспособления можно определить по формуле:
где кт = 1…1, 2 (в зависимости от количества слагаемых: чем их больше, тем ближе к единице следует принимать значение кт); кт1 – коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках: кт2 – учитывает долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления (
Определение расчетных факторов Допуск а берется с чертежа детали (при окончательной обработке детали). Погрешность базирования Погрешность закрепления Погрешность расположения приспособления При выверки приспособления на станке погрешность Погрешность от перекоса инструмента При обработке поверхностей в кондукторах погрешность
где
Если кондуктор имеет постоянные (неподвижные) втулки, то погрешность При обработке поверхностей фрезами при помощи установов погрешность Погрешность положения заготовки а) для опор с малой поверхностью контакта: б) для опор с развитой поверхностью контакта: где И – размерный износ опоры, мм; N – количество контактов заготовок с опорой в год (количество установок).
Примеры расчета приспособления на точность В заготовке 1 обрабатывается отверстие диаметром 10Н8 при помощи кондуктора 2 с быстросменными втулками 3. Заготовка базируется плоскостью Б на опорные пластины 4 и 5, а отверстием А – на ромбический палец 6 и плоскостью В – на опору 7. Необходимо определить точность изготовления приспособления (рис. 11.4).
Рис. 11.4. Приспособления для обработки деталей. В первую очередь необходимо обосновать параметры для расчета приспособления на точность при выполнении размеров 50 · отклонение от параллельности оси втулки 3 относительно установочной плоскости Г опоры 7; · отклонение от перпендикулярности оси пальца 6 относительно оси втулки 3. Проведем расчет точности изготовления приспособления из условия обеспечения размера 50 Погрешность базирования Погрешность закрепления Погрешность расположения приспособления на станке
Погрешность от перекоса инструмента (п определяется суммой погрешности Погрешность зазора
Погрешность
Определяем экономическую точность обработки: для принятых условий (сверление по кондуктору) (приложение, табл. 15)
Таким образом, на сборочном чертеже приспособления необходимо привести отклонение от перпендикулярности оси пальца 6 относительно оси втулки 3 не более 0, 06 мм. Теперь проведем расчет приспособления на точность при условии выполнения размера 15 Погрешность базирования Погрешность расположения приспособления на станке Погрешность от перекоса инструмента Погрешность от изнашивания установочного элемента (и определяется: Экономическая точность обработки равна ( = 0, 16 мм (приложение, табл. 18) кт1 = 0, 8; кт = 1, 1; кт2 = 0, 6. Тогда имеем:
Таким образом, на сборочном чертеже приспособления необходимо поставить отклонение от параллельности оси втулки 3 относительно установочной плоскости Г опоры 7 не более 0, 04 мм. Пример. Заготовка 1 (рис. 11.5) обрабатывается по поверхностям А, Б и В в приспособлении на фрезерном станке способом автоматического получения заданных размеров. Заготовка 1 устанавливается плоскостями Д и Г на опорные пластины 2 и 3, размещенные на корпусе 4 приспособления. Ориентация приспособления на столе станка относительно Т-образных пазов осуществляется посредством направляющих шпонок 5.
Рис. 11.5. Обработка заготовки в приспособлении на фрезерном станке. При фрезеровании детали размеры 10–0, 2 и 40–0, 14 выдерживаются за счет установки в приспособлении, а размер 15+0, 05 за счет размеров и настройки инструмента. Поэтому для обеспечения при обработке параллельности горизонтальности плоскостей Б и В и боковой плоскости А относительно плоскостей Д и Г заготовки в пределах заданных допусков размеров в качестве расчетных параметров следует принять: отклонение от параллельности рабочей (установочной) плоскости Е опорных плоскостей 2 относительно установочной поверхности Л корпуса 4 приспособления; отклонение от параллельности рабочей (установочной) плоскости М опорной пластины 3 относительно боковой поверхности Н направляющих шпонок 5 приспособления. Расчет точности изготовления приспособления из условия обеспечения размера заготовки 40–0, 14. Погрешность базирования заготовки Погрешность закрепления Погрешность расположения приспособления на станке Погрешность от перекоса инструмента Погрешность
Определяем экономическую точность обработки. Для принятых условий (заготовка из стали, фрезерование отделочное, размер 40 мм) по табл. 10 приложения
Таким образом, на сборочном чертеже приспособления необходимо указать отклонения от параллельности плоскости Е относительно Л не более 0, 03 мм на длине 50 мм или 0, 06 мм на 100 мм. Теперь рассчитаем приспособление на точность из условия обеспечения размера заготовки 10–0, 2 мм. Погрешность базирования Погрешность расположения приспособления на станке
где l – длина детали, мм; S – наибольший зазор между направляющими шпонками приспособления и Т-образным пазом стола станка, мм; L – расстояние между шпонками, мм. Тогда:
Погрешность от перекоса инструмента Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-05-29; Просмотров: 4354; Нарушение авторского права страницы