Изделие и его составные части

    Спеканием получают металлокерамические заготовки. Предварительно порошки различных компонентов прессуются при давлении 100...600 МГТа, после чего спекаются. Температура спекания ниже точки плавления основного компонента. Метал­локерамические заготовки изготовляют из металлов, не смеши­ваемых в расплавленном виде (железо—свинец, вольфрам— медь), или композиций, состоящих из металлов и неметаллов (медь — графит и др.). Для деталей, работающих в условиях трения, заготовки изготовляют с пористостью 8... 10 % с после­дующей пропиткой маслом.

    Из пластмасс изготовляют листы, уголки, кольца, трубки, втулки, зубчатые колеса, вкладыши подшипников. Заме­на черных и цветных металлов пластмассами в условиях крупно­серийного и массового производства снижает себестоимость при замене черных, металлов в 1,5...3,5 раза, а цветных — в 5...10 раз.

При комбинированных методах получения заготовок отдельные части заготовок образуются различными способами или они могут изготовляться из различных материалов. В даль­нейшем эти части соединяются между собой с помощью раз­личных операций сборки (сварка, пайка, склейка и т. п.).

6. Факторы, влияющие на выбор способа получения заготовок.

Последовательность выбора способа получения заготовок

Одну и ту же деталь можно изготовить из заготовок, полученных различными способами. Одним из основополагающих принципов выбора заготовки является ориентация на такой способ изготовления, который обеспечит ей максимальное приближение к готовой детали. В этом случае существенно сокращается расход металла, объем механической обработки и производственный цикл изготовления детали. Однако при этом в заготовительном производстве увеличиваются расходы на технологическое оборудование и оснастку, их ремонт и обслуживание. Поэтому при выборе способа получения заготовки следует проводить технико-экономический анализ двух этапов производства - заготовительного и механообрабатывающего.

Факторы, определяющие выбор способа получения заготовок:

1. Форма и размер заготовки

Наиболее сложные по конфигурации заготовки можно изготавливать различными способами литья. Заготовки, получаемые штамповкой, должны быть более простыми по форме. Для простых по конфигурации деталей часто заготовкой является; прокат - (прутки, трубы и т.п.). Для литья и ковки размеры заготовки практически не ограничиваются. Форма (группа сложности) и размеры (масса) отливок и поковок влияют на их себестоимость. Причем масса заготовки влияет активнее.

2. Прочность и качество поверхности.

Чем выше требования к точности отливок, штамповок и других заготовок, тем выше стоимость их изготовления. Это определяется главным образом увеличением стоимости формообразующей оснастки (модели, штампы, пресс-формы), уменьшением допуска на ее износ, применением оборудования с более высокими параметрами точности (и, следовательно, более дорогого), Качество поверхностного слоя заготовки сказывается на возможности ее последующей обработки и на эксплуатационных свойствах детали (например, усталостная прочность, износостойкость

3. Технологические свойства материала.

Часто материал накладывает ограничения на выбор способа получения заготовки. Так, серый чугун имеет прекрасные литейные свойства, но не куется. Титановые сплавы обладают высокими антикоррозионными свойствами, но получить из них отливки или поковки весьма затруднительно. Технологические свойства оказывают влияние на себестоимость изготовления заготовок.

4. Программа выпуска продукции.

Увеличение размера партии ведет к уменьшению себестоимости заготовки. Однако такое снижение себестоимости происходит не однозначно. При увеличении производственной партии свыше определенного значения, - требуется введение дополнительного оборудования, технологической оснастки.

5. Производственные возможности предприятия

6. Длительность технологической подготовки производства

Все работы должны вестись в кратчайшие сроки с минимальной трудоемкостью и стоимостью. Удлинение периода подготовки производства может привести к моральному устареванию изделия, снижению фондоотдачи капиталовложений и т.д. Поэтому начинать подготовку желательно еще во время проектирования изделия.

Последовательность выбора способа получения заготовок

На первом этапе тщательно анализируются детальные и сборочные чертежи изделия, взаимосвязи элементов конструкции при сборке, эксплуатации и ремонте. Анализ сопровождается критической оценкой чертежей с точки зрения технологичности и обоснованности технических требований. Все выявленные недостатки исправляются совместно с разработчиком конструкции.

Затем, исходя из заданной программы выпуска продукции, конфигурации и размеров основных деталей и узлов, а также производственных возможностей предприятия, устанавливается тип и характер будущего производственного процесса (единичное, серийное, или массовое; групповое или поточное).

В соответствии с конструкцией детали и предъявляемыми техническими требованиями устанавливают основные факторы, определяющие выбор вида заготовки и технологии ее изготовления. Факторы желательно располагать в порядке убывания их значимости.

Анализируя степень влияния рассмотренных выше факторов, выбирают один или несколько технологических процессов, обеспечивающих получение заготовок требуемого качества.

После выбора нескольких вариантов получения заготовок для каждого из них конкретизируют: последовательность выполняемых операций (например, штамповка на прессе, затем на ГКМ; вальцовка, затем штамповка и сварка), используемое оборудование, основные и вспомогательные материалы. Если ни у одного из отобранных, способов получения заготовок нет определенных преимуществ, укрупненно проектируют несколько наиболее приемлемых заготовок и технологических процессов их производства.

7. Припуски и напуски на механическую обработку. Структура припуска на механическую обработку при методе пробных проходов.

    Припуск - это слой материала, удаляемый с поверхно­сти заготовки для достижения заданных свойств обрабатывае­мой поверхности. Напуском принято называть ту удаляемую при последующей обработке часть материала заготовки, которая необходима для упрощения формы заготовки по отношению к форме готовой детали. Припуски и напуски бывают симметрич­ными и асимметричными. Различают припуски межоперацион­ные и общие. Существует два метода определения припусков: опытно-статистический метод и расчетно-аналитический

     Опытно-статистический метод определения припус­ков. При этом методе припуск на основании опытных данных о фактических припусках, при которых производилась обработка заготовок аналогичных деталей машин, устанавливается сум­марно на весь технологический процесс механической обработ­ки, без расчета припуска по составляющим его элементам. Опытно-статистические значения припусков не учитывают схем базирования и других условий выполнения операций. Эти зна­чения обычно завышены, так как не учитывают особенностей выполнения технологических процессов и соответствуют усло­виям обработки, при которых припуск должен быть наи­большим.

     Расчетно-аналитический метод определения припус­ков. Припуски на обработку определяют таким образом, чтобы на выполняемом технологическом переходе были устранены погрешности заготовки, имевшиеся после выполнения пред­шествующего перехода. К погрешностям заготовки относятся дефекты поверхностного слоя и отклонения формы и располо­жения поверхностей (овальность, конусообразность, отклонения от соосности и параллельность и др.). Качество поверхностного слоя здесь определяется шероховатостью и глубиной повреж­денного слоя, т. е. слоя обезуглероженного и имеющего микро­трещины.

     Метод пробных проходов и промеров. Минимальный припуск может сниматься у заготовки с минимальным размером, что приведет к готовой детали с максимальным размером, т.е.

Zmin.i = l(i-l)min -li max

    Если станочник, обрабатывая максимальную заготовку, сразу или за счет нескольких проходов получил размер готовой детали li min, то брака не будет, но будет сниматься максималь­ный припуск Zmax.i=l(i-1) - li min. При этом Zmax.i = (l(i-1).min+Ti-1)-

(li max-Ti)=Zmin i+Ti.1+Ti.

8. Структура припусков при получении размеров на настроенном станке

9. Точность обработки деталей. Виды погрешностей. Закон распределения размеров

Под точностью обработки понимают степень соответствия изготовленной детали требованиям чертежа и технических условий. Точность детали слагается из точности выполнения размеров, формы, относительного положения поверхностей детали и шероховатости поверхностей. Под точностью формы поверхности понимают степень соответствия ее размеров в осевом и поперечном сечениях геометрической форме.

Виды погрешностей:

1. Отклонение размера.

2. Отклонение расположения поверхности (в данном случае несовпадение оси реального цилиндра с осью вращения идеального цилиндра – эксцентриситет).

3. Отклонение формы детали в поперечном сечении. К этой группе погрешностей относятся: огранка о трехвершинным профилем и овальность.

4. Волнистость поверхности.

5. Шероховатость поверхности.

При конструировании деталей следует исходить из того, что погрешности параметров не только неизбежны, но и допустимы в определенных пределах, при которых деталь удовлетворяет требованиям правильной сборки и функционирования изделия

Погрешности размера, расположения поверхности, формы, шероховатости и волнистости возникают в процессе изготовления детали по ряду причин, в том числе:

1. Погрешности станка.

2. Погрешности инструмента и приспособлений.

3. Износ инструмента.

4. Упругие деформации в системе ”СПИД”

5. Температурные деформации

6. Погрешность измерительных инструментов.

7. Погрешности заготовок.

Закон нормального распределения в большинстве случаев оказывается справедлив при механической обработке заготовок с точностью 8,9 и 10 квалитетов и грубее, а при обработке по 7,8 и 6 квалитетам распределение их размеров подчиняется закону Симпсона, который графически выражается равнобедренным треугольником.

Закон равной вероятности распространяется на распределение размеров заготовок повышенной точности (5-6 квалитет и выше), при их обработке по методу пробных ходов . Из-за сложности получения размеров высокой точности вероятности попадания размера заготовки в узкие допуска становится одинаковой.

Распределение таких величин, как эксцентриситет, биение, разностенность, непараллельность, неперпендикулярность, овальность, конусообразность, и некоторых других, подчиняются закону распределения эксцентриситета (закон Релея).

Композиция законов Гаусса и равной вероятности создает кривые распределения различной формы ,зависящей от степени воздействия на конечное распределение каждого из составляющих законов. Для расчетов точности обработки заготовок при подобной композиции законов распределения удобно пользоваться функцией распределения a (t).

Изложенные законы распределения размеров используются для установления надежности проектируемого технологического процесса в обеспечение обработки заготовок без брака ,определения количества вероятного брака при обработке, расчета настройки станков, сопоставления точности обработки заготовок при различном состоянии оборудования, инструмента, СОЖ, и .т.д.

10. Неточность станка в ненагруженном состоянии

     Точность станка оценивают в ненагруженном состоянии и в работе. Точность станка в ненагруженном состоянии, называемая геометрической точностью станка, зависит от точности основных его деталей и качества сборки. Геометрическую точность оценивают, определяя геометрические погрешности.

    Для проверки геометрической точности станка руководствуются стандартными нормами точности. Все новые станки, а также станки, прошедшие ремонт, должны соответствовать нормам точности. Квалифицированный фрезеровщик должен знать геометрическую точность своего станка и уметь выполнить основные проверки точности.

     Контроль геометрической точности станка позволяет получить сведения о всех основных погрешностях изготовления и сборки станка, влияющих на точность обработки заготовок. Для этого стандартами предусмотрен ряд проверок, которые можно разделить на две группы: А — проверки геометрических погрешностей станка, влияющих на точность положения заготовки на столе и на точность выполнения заданных перемещений заготовки по отношению к инструменту; Б — проверки геометрических погрешностей станка, вызывающих погрешности положения инструмента по отношению к заготовке.    Так, радиальное биение шпинделя фрезерного и токарного станка допускается не более чем 0,01—0,015 мм, а допустимая непараллельность и непрямолинейность направляющих токарного или продольнострогального станка на длине 1000 мм не должна превышать 0,02 мм. В процессе эксплуатации станок подвергается износу, что приводит к увеличению погрешности детали.

19. Принципы простановки размеров на чертежах

1.  На чертеже должно быть задано минимальное число размеров, но достаточное для изготовления контроля детали.

2.     Каждый   размер   следует   приводить на чертеже лишь один раз.

3.     Размеры, относящиеся к одному конструктивному элементу,     следует группировать в одном месте.

4.   Не допускается включение ширины фасок и канавок в общую размерную цепочку размеров   . Размеры     фасок    и канавок   должны быть заданы отдельно. Удобнее канавки выно­сить и показывать форму канавки и все ее размеры в масшта­бе увеличения.

5.  Все размеры, которые задают на чертежах деталей, условно делят на две группы:

а)   размеры функциональные. К ним относят размеры, определяющие качественные показатели изделия: размеры сборочных размерных цепей, сопряженные размеры, диамет­ры посадочных мест валов для зубчатых, червячных колес, муфт, подшипников и других деталей, размеры резьб на валах для установочных гаек, диаметры расположения винтов на крышках подшипников;