- •Часть I
- •Введение
- •1. Металлургия и литейное производство
- •1.1. Элементы теплофизики металлургических и литейных процессов
- •1.1.1. Теплофизические характеристики материалов. Основной закон теплопроводности
- •1.1.2. Определение затрат энергии на нагрев и плавление металлов
- •1.1.3. Уравнение теплопроводности. Фундаментальное решение
- •1.1.4. Метод точечных источников тепла. Выравнивание температуры в неограниченном стержне
- •1.1.5. Температурное поле стержня при постоянной начальной температуре и постоянной температуре на торце
- •1.1.6. Закономерности отвода тепла в литейную форму
- •1.2. Производство чугуна и стали
- •1.2.1. Производство чугуна
- •1.2.2. Оценка потерь тепла через стены шахтной печи при стационарном теплообмене с окружающей средой
- •1.2.3. Сущность процесса выплавки стали
- •1.2.4. Производство стали
- •1.3. Литье в песчаные формы
- •1.3..1. Изготовление песчаных литейных форм
- •1.3.2. Закономерности кристаллизации и затвердевания отливки в литейной форме
- •1.3.3. Основные технологические операции и закономерности получения отливок в песчаных формах
- •1.4. Специальные способы литья
- •1.4.1 Способы литья в оболочковые формы и по выплавляемым моделям
- •1.4.2. Литье в кокиль
- •1.4.3. Литье под давлением
- •1.4.4. Центробежное литье
- •2. Обработка материалов резанием
- •2.1. Кинематические и геометрические параметры способов обработки резанием
- •2.1.1. Способы лезвийной и абразивной обработки
- •2.1.2. Координатные плоскости и действительные углы режущего лезвия
- •2.1.3. Характеристики режима резания и сечения срезаемого слоя [1]
- •2.1.4. Усадка стружки и относительный сдвиг
- •2.1.5. Скорости деформаций и истинные деформации в зоне стружкообразования
- •2. 2. Силы резания
- •2.2.1. Технологические и физические составляющие силы резания при точении
- •2.2.2. Схема и расчет сил при свободном прямоугольном точении
- •2.2.3. Схема и расчет сил при свободном косоугольном точении
- •2.2.4. Силы при фрезеровании торцово‑коническими прямозубыми фрезами
- •2.2.5. Силы при фрезеровании цилиндрическими фрезами с винтовыми зубьями
- •2.2.6. Удельные силы
- •2.3. Теплофизика и термомеханика резания
- •2.3.1. Температура в полуплоскости от равномерно распределенного быстродвижущегося источника теплоты
- •2.3.2. Термомеханическое определяющее уравнение для адиабатических условий деформации
- •Для решения уравнения (2.64) воспользуемся заменой переменной:
- •Интегрируя уравнение (2.64), получаем функцию, описывающую влияние истинного сдвига p на удельную работу деформации aw и на предел текучести:
- •2.3.3 Температура деформации и тепловой поток из зоны стружкообразования
- •2.3.4. Температура передней поверхности инструмента
- •2.3.5. Температура задних поверхностей инструмента
- •О природе явлений, приводящих к изнашиванию и деформации инструмента
- •Обрабатываемость материалов
- •2.4.4. Выбор материала и геометрических параметров инструмента, назначение рациональных режимов черновой и чистовой обработки резанием
- •2.5. Проектирование заготовок и их предварительная обраьотка резанием
- •2.5.1. Маршрутный технологический процесс механической обработки заготовки
- •2.5.2. Определение допусков на диаметральные размеры обработанных цилиндрических поверхностей
- •2.5.3. Определение диаметральных размеров заготовки
- •2.5.4. Определение линейных размеров заготовки
- •2.5.5. Разрезание прутков проката дисковыми пилами
- •2.5.6. Сверление и зенкерование заготовок на вертикально-сверлильных станках
- •2.5.7. Растачивание отверстия на токарном вертикальном шестишпиндельном полуавтомате
- •Библиографический список
- •Часть I
2.5.4. Определение линейных размеров заготовки
Методику определения линейных размеров заготовки также рассмотрим на примере детали «Коронная шестерня» (см. рис. 2.46).
Обозначим торцовые поверхности заготовки цифрами 1, 2, 3, 4, 5. Из совокупности линейных размеров детали выберем только те размеры, которые связаны с линейными размерами проектируемой заготовки (табл. 2.9).
Линейные размеры заготовки обозначим буквами Hi,j с индексами, соответствующими поверхностям, между которыми указывается размер заготовки (рис. 2.47). Размеры заготовки Hi,j связаны с линейными размерами детали Li,j и припусками Zi на обработку соответствующих торцовых поверхностей. Для наглядности проиллюстрируем эту связь с помощью графа (рис. 2.52).
Таблица 2.9
Линейные размеры детали Li,j и связанные с ними размеры
заготовки Hi,j
Обозначение размера
|
Минимальный размер, мм |
Максималный размер, мм |
Допуск, мм |
L1,3 |
35 |
35,34 |
0,34 |
L3,4 |
5,8 |
6,0 |
0,2 |
L2,4 |
12,9 |
13,5 |
0,6 |
L1,5 |
224,85 |
226 |
1,15 |
H1,3 |
5 |
||
H1,4 |
5 |
||
H1,5 |
10 |
||
H2,4 |
5 |
У
Рис.
2.52. Граф линейных размеров заготовки
и детали «Коронная
шестерня»
Согласно нормам точности [1, с. 147] допуск на поковки весом 25–40 кг размерами 260–360мм составляет 5мм (+3, –2). Смещение поверхностей штампа и радиальное биение цилиндрических поверхностей для размеров нормальной точности – 1,2 мм. Минимальный односторонний припуск поковок весом 40–100 кг включает шероховатость RZ = 320 мкм, глубину дефектного слоя h=350 мкм, погрешность установки и погрешность закрепления. Таким образом, для рассматриваемой детали «Коронная шестерня» можно принять минимальный односторонний припуск при однократной черновой обработке равным 2 мм. При обработке с двумя установками детали припуск следует увеличить на 0,3 мм, с тремя – еще на 0,1 мм. Таким образом, примем:
,
(2.120)
Максимальный припуск на поверхности 4 должен быть больше минимального на величину, равную сумме погрешностей, вызванных размерным износом инструмента, колебаниями припуска заготовки и допуском на установку инструмента. Как показывают расчеты, допуск на черновую обработку должен быть не менее 0,35–0,4 мм. Поскольку это меньше допуска на размер L2,4, примем его равным этому допуску, т. е. 0,6 мм:
(2.121)
Из графа (рис. 2.53) следует:
(2.122)
и, в частности,
(2.123)
откуда
. (2.124)
Размер больше размера на величину допуска мм:
. (2.125)
Максимальный припуск на торцовую поверхность 2
. (2.126)
Выберем следующий подходящий контур из графа (рис. 2.52), включающий только один новый размер и припуск: :
(2.127)
и, в частности,
(2.128)
откуда
. (2.129)
Размер больше размера на величину допуска мм:
. (2.130)
Максимальный припуск на торцовую поверхность 1
. (2.131)
Теперь рассмотрим контур графа, включающий припуск :
, (2.132)
(2.133)
. (2.134)
Размер больше размера на величину допуска мм:
, (2.135)
. (2.136)
И, наконец, рассмотрим контур, включающий припуск Z3:
, (2.137)
, (2.138)
, (2.139)
. (2.140)
Расчетные и округленные (принятые) линейные размеры заготовки приведены в табл. 2.10. Для сравнения здесь же приведены значения линейных размеров по заводским данным.
Таблица 2.10
Расчетные и заводские значения линейных и диаметральных размеров заготовки «Коронная шестерня»
Обозначение размера |
Расчетные данные, мм |
|
30–35 |
|
46,5–51,5 |
|
18,5–23,5 |
|
237–247 |
C1 |
315–322 |
C2 |
255–261 |
C3 |
218–224 |
C5 |
260–266 |
C6 |
192–202 |