- •Раздел 2. Разработка маршрутной и операционной
- •Раздел 3. Технология изготовления типовых деталей..173
- •1. Виды, этапы и структура сборки
- •Проектирование технологических
- •3. Методы обеспечения точности сборки
- •Раздел 2. Разработка маршрутной и
- •4. Принципы, методы и последовательность
- •4.2. Принципы проектирования
- •4.3. Методы проектирования
- •4.4. Последовательность проектирования
- •4.5. Разработка, приемка и передача в производство
- •4.6. Освоение технологических процессов
- •5. Отработка конструкций заготовки и детали
- •5.1. Виды и показатели технологичности
- •5.2. Последовательность отработки на
- •5.3. Пример отработки на технологичность
- •Определение конструкторского и
- •6.1. Определение конструкторского кода деталей
- •Характеристика технологического
- •Технологический классификатор деталей,
- •6.4. Примеры определения технологического кода
- •Численное обоснование методов
- •7.1. Классификация методов изготовления заготовок
- •7.2. Численное обоснование метода изготовления
- •7.2.1. Определение затрат на изготовление заготовки
- •7.2.2. Определение затрат на механическую обработку
- •Часовые приведенные затраты
- •Примеры численного обоснования методов
- •Выбор методов черновой, чистовой,
- •Параметры шероховатости и квалитеты точности при различных видах лезвийной обработки отверстий
- •Шероховатости и степени точности при обработке резьб
- •Последовательность обработки поверхностей
- •10. Базирование и закрепление заготовок,
- •10.1. Классификация и характеристика баз
- •10.2. Принципы базирования заготовок
- •10.3. Выбор технологических баз и способов
- •10.4. Расчет погрешностей базирования
- •11. Предварительный выбор оборудования,
- •12. Численное формирование состава
- •12.1. Численное формирование состава переходов
- •12.2. Примеры численного формирования состава
- •13. Определение структуры операций
- •14. Расчет операционных припусков,
- •Общие понятия о припусках
- •14.2. Расчетные формулы для определения
- •14.3. Примеры расчета операционных припусков
- •Определение режимов обработки
- •Расчет режимов обработки
- •Примеры расчетов режимов обработки
- •15.3. Расчет режимов по эмпирическим формулам
- •Расчет погрешностей технологического
- •Путь резания в общем виде для других видов обработки можно определить по формуле
- •17. Техническое нормирование технологического
- •18. Особенности автоматизированного
- •Раздел 3. Технология изготовления
- •Разработка технологий изготовления валов
- •Параметры шероховатости и степени точности при различных видах обработки резьбовых поверхностей
- •Разработка технологий изготовления
- •21. Разработка технологий изготовления
- •Разработка технологий изготовления
- •Разработка технологических процессов
- •Разработка технологических процессов
- •Разработка технологических процессов
- •Разработка технологий изготовления
- •Технология машиностроения
- •394026. Воронеж, Московский просп., 14
Разработка технологических процессов
изготовления корпусных деталей
Служебное назначение корпусных деталей.
Корпусные детали машин представляют собой базовые детали, на них устанавливают различные детали и сборочные единицы, точность относительного положения которых должна обеспечиваться как в статике, так и в процессе работы машины под нагрузкой. В соответствии с этим корпусные детали должны иметь требуемую точность, обладать необходимой жесткостью и виброустойчивостью, что обеспечивает требуемое относительное положение соединяемых деталей и узлов, правильность работы механизмов и отсутствие вибрации.
Рис. 21.1. Классификация корпусных деталей: а – коробчатого типа; б – с гладкими цилиндрическими поверхностями; в – корпус гидромашины сложной формы; г – корпуса с направляющими; д – детали типа кронштейнов;
Технические требования.
В зависимости от конструктивного исполнения и сложности к корпусным деталям предъявляют следующие технические требования, характеризующие различные параметры их геометрической точности.
Точность геометрической формы плоских базирующих поверхностей регламентируется следующими требованиями. Плоскостность поверхности в пределах ее габаритов. Для поверхностей размером до 500 мм отклонения от плоскостности и параллельности обычно находятся в пределах 0,01 ... 0,07 мм, а у ответственных корпусов – 0,002–0,005 мм.
Предельные отклонения от параллельности или перпендикулярности одной плоской поверхности относительно другой составляют 0,015/200–0,1/200, а для деталей повышенной точности — 0,003/200–0,01/200. Точность расстояния между двумя параллельными плоскостями. Для большинства деталей она находится в пределах 0,02–0,5 мм, а у корпусных деталей повышенной точности — 0,005–0,01 мм. Точность диаметральных размеров и геометрической формы отверстий. Диаметральные размеры главных отверстий, выполняющих в основном роль баз под подшипники, соответствуют 6–11-му квалитетам.
Отклонения геометрической формы отверстий — некруглость в поперечном сечении и конусообразность или изогнутость в продольном ограничивают в пределах 1/5–1/2 допуска на диаметр отверстия. Точность относительного углового положения осей отверстий. Отклонения от параллельности и перпендикулярности осей главных отверстий относительно плоских поверхностей составляют 0,01/200–0,15/200, предельные угловые отклонения оси одного отверстия относительно оси другого — 0,005/200–0,1/200.
Точность расстояния от осей главных отверстий до базирующей плоскости для большинства деталей составляет 0,02–0,5 мм. Точность расстояний между осями главных отверстий 0,01–0,15 мм. Соосность отверстий в пределах 0,002–0,05. Параметр шероховатости плоских базирующих поверхностей Ra 2,5–0,63 мкм, параметр шероховатости поверхностей главных отверстий Ra 1,25–0,16 мкм, а для ответственных деталей до Ra 0,08 мкм.
В большинстве случаев к определенной корпусной детали предъявляют технические требования на отдельные из названных параметров при конкретных значениях номиналов и допускаемых пределах отклонений. Рассмотрим на примерах методику назначения технических требований на отдельные параметры точности корпусных деталей исходя из служебного назначения.
Материал и заготовок.
Серый чугун является основным конструкционным материалом для изготовления корпусных деталей. При относительно невысокой стоимости он обладает хорошими литейными свойствами, что позволяет получать отливки сложной конфигурации. Серый чугун хорошо обрабатывается и имеет неплохие физико-механические свойства, которые можно изменять в требуемом направлении с помощью модификации чугуна и термической обработки. Отливки из серого чугуна обладают высокой циклической вязкостью, что способствует демпфированию колебаний.
Для малонагруженных деталей типа крышек, плит, поддонов применяют чугун СЧ 12. Корпусные детали с направляющими, к которым предъявляют повышенные требования на износостойкость, изготовляют из серого чугуна СЧ 21 и модифицированного чугуна марок СЧ 32, СЧ 35.
Для получения тонкостенных отливок применяют чугуны с повышенным содержанием фосфора, способствующего улучшению литейных свойств, а также высоким содержанием углерода (до 3,6 %) и кремния (до 2,8 %).
Плиты спутников делают из сталей ЗОЛ, 40Х, 12ХНЗА, 20ХЗВМФ. Корпусные детали ходовой части машин, работающих под большими нагрузками, выполняют из серого чугуна СЧ 21, СЧ 24, а также из ковкого чугуна К 4 35-10.
Для получения повышенной прочности картеры задних
мостов автомобилей большой грузоподъемности изготовляют из литейных сталей 40Л, 40ЛК.
Ковкий чугун и литейные стали применяют также для изготовления корпусных деталей сельскохозяйственных и дорожных машин, подверженных вибрации, ударным и знакопеременным нагрузкам.
Блоки цилиндров, головки блоков различных двигателей делают из чугуна марок СЧ 21, СЧ 24 и алюминиевых сплавов.
Корпуса высоконапорных насосов, компрессоров изготовляют из чугунов повышенной прочности СЧ 24, СЧ 28 или стального литья. Корпуса паровых турбин, работающих при температуре 250-400 °С и высоком давлении, делают из модифицированных чугунов повышенной прочности или углеродистой стали ЗОЛ. Для корпусов паровых турбин применяют также легированные (молибденовые и хромомолибденовые) стали. Корпуса электродвигателей отливают из стали 15Л.
Для корпусных деталей малой массы широко применяют алюминиевые и магниевые сплавы АЛ4, АЛ8, АЛ10В, АЛ13.
Сварные корпусные детали редукторов, сварные детали типа кронштейнов, стоек, угольников в большинстве случаев изготовляют из листовой малоуглеродистой стали СтЗ, Ст4.
Штампо-сварные картеры задних мостов автомобилей делают из листовой стали 35, 40. По сравнению с литыми картерами они имеют меньшие габариты и массу.
Методы изготовления заготовок.
Основными способами получения литых заготовок являются: литье в песчаную форму в кокиль, под . давлением, литье в оболочковые формы, а для малых по массе и габаритам деталей - литье по выплавляемым моделям. Для корпусных деталей широко используют литье в песчаную форму.
Литье в кокиль применяют для получения фасонных отливок из цветных сплавов, чугуна и стали в условиях серийного и массового производства. Размеры отливок могут достигать до 1,5 м, а масса — от нескольких килограммов до нескольких тонн. Отливки в кокиль имеют более высокую точность размеров (11-й, 12-й квалитеты), параметр шероховатости поверхности отливок Ra=10–5 мкм.
Литьем под давлением получают в основном точные отливки корпусных деталей из цветных сплавов. Этот способ обеспечивает получение фасонных отливок сложной конфигурации с тонкими стенками и различными по размерам отверстиями с внутренними или наружными резьбами. Такие отливки имеют хороший внешний вид, параметр шероховатости поверхности Ra 5-1,25 мкм.
Литье в оболочковые формы одноразового пользования применяют для получения ответственных фасонных отливок из различных материалов в серийном и массовом производстве. Получаемые этим способом заготовки корпусных деталей имеют небольшие размеры (до 500–700 мм) и массу не более 50 кг. Точность размеров таких отливок соответствует 12–14-му квалитету, параметр шероховатости поверхности Ra10–2,5 мкм. Высокая точность размеров отливки позволяет уменьшить припуски на обработку до 0,25–0,5 мм или вообще исключить обработку резанием большинства поверхностей.
Сварные заготовки из стали применяют в единичном и мелкосерийном производстве для корпусов относительно простой геометрической формы и для корпусов. Применение сварных и штампо-сварных заготовок в серийном производстве требует хорошо оборудованного сварочного цеха.
Технологически процесс изготовления
корпусных деталей.
Для различных по конструкции и размерам корпусных деталей технологический процесс обработки резанием включает следующие основные этапы: черновая и чистовая обработка плоских поверхностей или плоскости и двух отверстий, используемых в дальнейшем в качестве технологических баз; обработка остальных наружных поверхностей; черновая и чистовая обработка главных отверстий; обработка мелких и резьбовых отверстий; отделочная обработка плоских поверхностей и главных отверстий; контроль точности.
В зависимости от технических требований между этапами черновой и чистовой обработки заготовки может быть предусмотрено естественное или искусственное старение для снятия внутренних напряжений.
Контроль корпусных деталей.
Контролируют точность размеров и относительного положения плоских поверхностей и главных отверстий, точность геометрической формы и шероховатость базирующих поверхностей детали, правильность относительного положения резьбовых и других мелких отверстий.
В условиях единичного и мелкосерийного производства контроль выполняют с помощью универсальных измерительных средств. В крупносерийном и массовом производстве контроль геометрической точности корпусных деталей выполняют на специальных приборах, обеспечивающих автоматическое измерение одновременно нескольких параметров.
Для контроля корпусных деталей наиболее целесообразно применять координатно-измерительные машины.