Требования к точности и шероховатости поверхностей. Обоснование выбора черновых и чистовых баз

Страницы работы

Содержание работы

3 Требования к точности и шероховатости поверхностей

Данный анализ производится на основе чертежа детали (рисунок 1).

Одной из наиболее ответственных поверхностей данной детали является место посадки ротора Æ46. Точность их изготовления влияет на надежность и долговечность работы двигателя. Поэтому после токарной операции необходима операция окончательной обработки поверхности, поскольку точение не обеспечивает заданную степень точности. В качестве такой операции выбирают шлифование, которое обеспечивает не только заданную чертежом степень точности вала, но и приемлемый класс шероховатости. Величина шероховатости играет большую роль, влияя на предел выносливости материала.

 Не менее ответственными поверхностями данной детали являются по­садочные места под подшипники качения – поверхность Æ42. К ним предъявляются жесткие требования как на точность выполнения размеров и класса шероховатости так и на форму и взаимное расположение поверхностей. Для получения этих поверхностей заданного качества производят тонкую об­работку точением. Окончательная обработка данных поверхностей заключа­ется в шлифовании. Экономические показатели точности процесса шлифования обеспечивают заданные чертежом требования.

Важной рабочей поверхностью вала является поверхность Æ44 – участок, на который насаживается коллектор. К точности исполнения диаметральных размеров и к классу шеро­ховатости предъявляются высокие требования. Это обусловило применение в качестве оконча­тельной операции для данной поверхности шлифование.

Шпоночный паз рассматриваемой детали играет большую роль в пере­даче крутящего момента. Точность установки шпонки, а значит, и точность изготовления шпоночного паза влияет на долговечность со­единения. В качестве метода получения шпоночного паза выбирают фрезерование шпоночной фрезой. Данный вид обработки обеспе­чивает необходимые параметры точности размеров и класса шероховатости.

Два центровых отверстия являются чистовыми базами для последующих операций механической обработки и операций контроля изделия. Получение чис­товых баз на первой операции механической обработки обеспечивает сниже­ние погрешностей установки изделия и повышает точность.

4 Обоснование выбора черновых и чистовых баз

Черновыми базами для первой операции механической обработки явля­ются цилиндрическая поверхность и торцовые поверхности заготовки (рисунок 2).

Первой операцией механической обработки является подрезка торцов заготовки и сверление двух центровых отверстий. Базой выбирают цилинд­рическую поверхность для обеспечения необходимой точности получаемых центровых отверстий. Заготовка ложится на призматические по­верхности приспособления, что приводит к исключению погрешности бази­рования центровых отверстий относительно вертикальной оси заготовки. Для базирования заготовки в продольном направлении, ее доводят до упора в то­рец.

На первой операции механической обработки получают чистовые базы для последующих операций механической обработки и контроля изделия. Этими базами являются два центровых отверстия и торцы. Получение чис­товых баз на первой операции обработки изделия обеспечивает сниже­ние погрешностей установки изделия и повышает точность.

5 Способ получения заготовки

Вал в электрической машине – наиболее нагруженная деталь, передающая крутящий момент исполнительному органу. От прочности и точности вала зависит надежность работы электрической машины. Вал имеет ступенчатую форму с уменьшающимися ступенями к обоим концам. Валы изготовляют из стали марки сталь 45.

В качестве рассматриваемых вариантов получения заготовки выбирают следующие

1. Заготовка из пруткового материала

2. Заготовка - поковка, полученная на горизонтально - ковочной ма­шине (ГКМ).

3. Заготовка из поперечно клинового проката.

Далее рассматривают эти варианты подробнее.

Заготовка из пруткового материала.

Диаметр прутка выбирают исходя из класса точности прутка, особен­ностей отрезки заготовки на прессах, припусков на обработку максимального диаметра вала и величины дефектного слоя. В качестве заготовки выбирают пруток диаметром d = 55± 4 (мм).

Заготовка данного типа позволяет вести механическую обработку на токар­ных многошпиндельных горизонтальных прутковых автоматах, что повышает производительность обработки и снижает себестоимость. Длину заготовки выбирают исходя из припусков на подрезание торцов изделия, припуска на отрезку заготовки и скоса при отрезке заготовки на прессах l = 590 (мм). Коэф­фициент использования материала (КИМ) = 70%.

Полученное значение свидетельствует, что большая часть металла будет переведено в стружку. При программе выпуска изделий 350000 дет/год масса утерянного материала будет очень большой и время обработки каждой детали возрастет, что для массового производства не допустимо. Поэтому, чтобы уменьшить количество утерянного металла, выбирают другие способы получения заготовки.

Заготовка - поковка, полученная на ГКМ. Данный тип заготовки требует наличия специального кузнечно-ковочного оборудования на заводе. ГКМ является сложным и дорогостоящим оборудованием, требующей высокой квалификации обслуживающего персо­нала. Также получение данного вида заготовок требует наличия специализи­рованной оснастки для ГКМ. Кроме того, на ГКМ нельзя получить высокие точность и шероховатость поверхности детали, по этому припуски на обработку будут большими, и время обработки возрастет. Для массового производства этот фактор является весьма существенным.

Заготовка из поперечно клинового проката. Эти заготовки наиболее совершенны, их форма и размеры отличаются незначительно от размеров вала. Благодаря высокой точности и чистоте поверхности заготовки на механическую обработку оставляют припуск небольшой величины, который снимается за один рабочий ход на токарном станке.

Несмотря на некоторый выигрыш в экономической эффективности получения за­готовок из прутка, выбирают способ получения заготовки из поперечно клинового проката как способ, дающий намного более рациональное использование материала, более высокие точность и шероховатость поверхности детали, а также меньшие время обработки и количество операций.

6 Краткое описание принятого технологического процесса

Разработка в данной курсовой работе технологического процесса осуществляется на основании нескольких основных принципов. Последова­тельность выполнения операций в технологическом процессе определяется величиной снимаемого припуска на конкретной операции. Прежде всего, вы­полняются операции, характеризующиеся максимальным припуском, сни­маемым при обработке. Данный принцип обусловлен тем, что при снятии больших величин припуска в детали по истечении некоторого промежутка времени выяв­ляются остаточные напряжения, приводящие к деформации де­тали. При несоблюдении данного принципа после "тяжелых" в динамиче­ском отношении операций произойдет де­формация детали, и на обработан­ных заранее поверхностях с высокой точностью проявят­ся искажения формы и размеров настолько, что данные поверхности окажутся дефектны­ми. По­этому первой операцией механической обработки является фрезерование, ха­ракте­ризующееся большими величинами снимаемого припуска, а последней операцией являет­ся шлифование, характеризующееся малыми величи­нами снимаемого слоя металла и вы­сокими требованиями к качеству обрабо­танной поверхности.

В качестве черновых баз на первой операции механической обработки используют поверхности, обеспечивающие надежное закрепление заготовки при обработке, данные поверхности должны быть максимально чистыми и ровными. Черновые базы обеспечивают получение чистовых постоянных баз, используемых для базирования на последующих операциях механической обработки. При определении схемы базирования заготовки на последующих опе­рациях механической обработки руководствуются принципом постоянства чистовых баз. На основании этого принципа базирование на операциях меха­нической обработки однотипно. Соблюдение данного условия обеспечивает наименьшую погрешность обработки, наименьшие отклонения формы и рас­положения поверхностей, полученных на разных операциях. Так для разра­ботанного технологического процесса постоянными чистовыми базами яв­ляются центровые отверстия.

Станочное оборудование, применяемое при обработке, выбирают ис­ходя из возможности обработки заготовки с заданными габаритами и величин рабочего хода исполнительных узлов станка. Для массового производства большое значение имеет высокая производительность станка, которая должна обеспечивать обработку заданного количества деталей при выбранных режимах резания.

7 Экономическое обоснование техпроцесса

Обтачивать валы можно на токарных станках, токарно-многорезцовых полуавтоматах или на токарных гидрокопировальных полуавтоматах.

При обработке на токарно-многорезцовых автоматах, когда одновременно работают несколько резцов, основное время меньше, чем при обработке одним резцом на токарных гидрокопировальных станках. Но подготовительно-заключительное время и время на техническое обслуживание на многорезцовых полуавтоматах достигает значительных размеров. На наладку таких станков с большим количеством обрабатывающих резцов уходит так много времени, что применение многорезцовых токарных станков становится не целесообразным. Кроме того, количество одновременно работающих резцов ограничивается жесткостью детали, мощностью станка и конструкцией резцедержателей.

На точность обработки на многорезцовых автоматах влияют кроме общих, ряд дополнительных факторов: неточность размеров, определяющих расположение резцов, неодинаковый износ резцов, меняющаяся величина отжатия в системе СПИД, что происходит из-за последовательного вступления в работу резцов, закрепленных в резцедержателях.

Обтачивание же валов на гидрокопировальных автоматах имеет ряд преимуществ перед обтачиванием на многорезцовых станках. Так время на наладку и подналадку гидрокопировальных станков значительно меньше, чем на наладку. Кроме того, на гидрокопировальном автомате обработку можно вести с более высокими скоростями, чем на многорезцовых станках, т.е. при малых затратах основного времени.

При обработке на гидрокопировальных автоматах получают более высокие точность и шероховатость поверхности детали. Величина отжатия в упругой системе незначительна. На основании этих факторов выбирают обработку на гидрокопировальных полуавтоматах.

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Курсовые работы
Размер файла:
44 Kb
Скачали:
0