Для оценки параметров шероховатости используют значения из численного ряда предпочтительного применения, установленного ГОСТ 2789-73:
400; 200; 100; 50; 25; 12,5; 6,3; 3,2; 1,6; 0,8; 0,4; 0,2; 0,1; 0,05; 0,025;0,012.
В конструкторской практике параметр Ra является предпочтительным.
Основная причина выхода из строя узлов машин - это износ и дефекты поверхностей сопряженных деталей.
Износостойкость подвижных соединений в значительной степени зависит от качества поверхности. Износ трущихся поверхностей характеризуется приработкой поверхностей, во время которой стираются выступающие гребешки микронеровностей. После приработки в течение периода службы происходит медленный износ поверхностей. При большой высоте микронеровностей зазор у сопрягаемых деталей увеличивается быстрее и сокращается запас на износ. В неподвижных соединениях при запрессовке происходит смятие выступов микронеровностей. При этом изменяются размеры сопрягаемых деталей, что приводит к уменьшению натяга в посадках и снижению надежности соединения.
Микронеровности являются концентраторами напряжений и приводят к снижению прочности деталей.
При работе в агрессивных средах из-за скопления агрессивных веществ во впадинах микронеровностей уменьшается сопротивление коррозии.
Рассматриваемые вопросы: Виды и способы получения заготовок. Заготовки для типовых деталей.
Заготовка – это предмет производства, из которого изменением формы и размеров, свойств материала и шероховатости поверхности изготавливают деталь.
Выбрать заготовку – значит определить ее рациональный вид, определяющий конфигурацию заготовки, метод ее получения, размеры, припуски на обработку.
При выборе заготовки учитывают форму, размеры и массу детали, материал, масштаб производства, периодичность повторения, размеры припусков на обработку и точность размеров.
Конфигурация заготовки вытекает из конструкции детали и определяется ее размерами и материалом, а также условиями работы детали.
Метод получения заготовки определяется назначением и конструкцией детали, материалом и объемом выпуска.
Материал заготовки обычно задается конструктором на рабочем чертеже. Конструктор назначает технические требования, предъявляемые к детали, и может задавать метод изготовления заготовки. Технолог при разработке технологического процесса обработки детали обязан проверить обоснованность принятых конструктором решений. От правильности выбора заготовки зависят трудоемкость и себестоимость обработки. При изготовлении заготовки, максимально приближающейся по форме и размерам к готовой детали, значительная часть трудоемкости относится на долю изготовления заготовки и меньшая часть – на механическую обработку. И, наоборот, при изготовлении заготовок простой формы с большими припусками основная доля трудоемкости приходится на механическую обработку.
Заготовки деталей получают литьем, обработкой давлением (ковкой, штамповкой), резкой листового, сортового и фасонного проката, а также комбинированными способами.
Литые заготовки получают разными методами литья. Метод литья в песчаные формы применяют для заготовок любых масс, конфигураций и габаритов. В общем объеме производства всех видов отливок он составляет 80%. Метод отличается технологической универсальностью и дешевизной, но для него характерны большие припуски на механическую обработку.
Литьем в оболочковые формы получают заготовки сложной конфигурации с минимальными припусками, при этом часть поверхностей может не подвергаться механической обработке. Отличается малым расходом формовочных материалов, но формы дороже в изготовлении.
Литье по выплавляемым моделям применяют для изготовления сложных, точных заготовок их труднообрабатываемых сплавов с высокой температурой плавления. Самый трудоемкий метод литья.
Литье в металлические формы (кокиль) позволяет многократно использовать форму.
Литье под давлением позволяет получать высокоточные заготовки с хорошей шероховатостью поверхности. Этим методом производят сложные тонкостенные отливки из цветных металлов.
Методом центробежного литья получают заготовки тел вращения. Применяют для литья из титановых сплавов.
К методам получения заготовок обработкой давлением относят ковку, горячую и холодную объемную штамповку, прокат.
Для получения заготовок деталей единичного и мелкосерийного производства применяют способ свободной ковки на ковочных молотах или гидравлических прессах. Ковкой на молоте или прессе получают заготовки самых разнообразных деталей: от мелких до крупногабаритных. Заготовки, получаемые этим способом, характеризуются сравнительно грубым приближением к форме готовой детали и требуют больших затрат на последующую механическую обработку.
Для большего приближения формы заготовки к форме готовой детали и уменьшения расхода материала в мелкосерийном производстве применяют подкладные штампы.
В серийном и массовом производствах заготовки изготовляют в закрытых штампах. Для получения заготовок высадкой из пруткового материала применяют штамповку на горизонтально-ковочных машинах.
В современном машиностроении применяют штампосварные и штамполитые заготовки. Эти виды заготовок позволяют получать сложную конфигурацию, которая обычно получается в результате литья. Заготовку делят на простейшие части, получаемые штамповкой или литьем, а затем сваривают. Этот вид заготовок снижает трудоемкость, металлоемкость и себестоимость изделия.
Рассмотрим вопрос выбора заготовок для типовых деталей.
1. Корпусные детали
Для корпусных деталей, отличающихся большим разнообразием конструктивных форм, размеров, материалов, наиболее распространено получение заготовок методом литья и сварки. Крупные заготовки получают литьем в песчаные формы ручной и машинной формовки, оболочковые формы, кокильным литьем. Часто отливками являются части заготовок, которые затем сваривают. Части заготовок могут быть получены штамповкой или гибкой с последующей сваркой.
Заготовки мелких корпусных деталей (массой до 100 кг) получают литьем под давлением (заготовки из цветных металлов и сплавов) и литьем по выплавляемым моделям.
Механическая обработка корпусных заготовок сводится в основном к обработке плоскостей и отверстий.
2. Заготовки для валов
В технологии машиностроения в понятие валы включают собственно валы, а также оси, пальцы, штоки и другие детали, образованные наружными поверхностями вращения при значительном преобладании длины над диаметром. Валы могут иметь шпоночные пазы, лыски, шлицевые и зубчатые поверхности, осевые и радиальные отверстия.
Валы в основном изготавливают из сталей. Для гладких валов небольшого диаметра и для ступенчатых валов с небольшой разницей диаметров используют круглый прокат. Заготовки ступенчатых валов с большой разницей диаметров и коленчатых валов получают методом свободной ковки, ковки с использованием подкладных и закрытых штампов. Заготовки небольших валов можно получать на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ). Литьем получают заготовки для тяжелых и коленчатых валов. 3. Детали типа зубчатых колес и шкивов
Для заготовок небольшого диаметра (до 60 - 80 мм) с небольшой разницей диаметров венца и ступицы возможно использование калиброванного прутка. Заготовки большого диаметра получают свободной ковкой, штамповкой. Крупные заготовки получают литьем. Возможно получение заготовок по частям (ступицы, обода или венца, диска) с последующей сваркой.
Рассматриваемые вопросы: Припуски на обработку деталей. Опытностатистический метод. Расчетно-аналитический метод определения припусков. Основы технического нормирования.
Заготовки, предназначенные для механической обработки, имеют припуск на обработку.
Припуском называется слой материала, удаляемый в процессе механической обработки заготовки для достижения требуемой точности и качества обработанной поверхности детали.
Припуски разделяются на промежуточные и общие.
Промежуточный припуск – слой материала, удаляемый при выполнении одного технологического перехода.
Общий припуск – слой материала, необходимый для выполнения всех технологических переходов при обработке данной поверхности. Общий припуск равен сумме всех промежуточных припусков для данной поверхности. Общий припуск можно определить как разность размеров заготовки и готовой детали.
Величину припуска можно определить двумя методами: - опытно-статистическим; - расчетно-аналитическим.
При использовании опытно-статистического метода общие и промежуточные припуски назначаются по таблицам, которые составлены на основе обобщения и систематизации производственных данных передовых заводов. Недостатком этого метода является назначение припусков без учета конкретных условий обработки, в предположении наихудших условий и в повышении запаса надежности. В связи с этим припуски, назначаемые по опытностатистическому методу, как правило завышены, так как они ориентированы на то, чтобы избежать возможного брака при любых условиях обработки.
Опытно-статистический метод определения припусков используют в основном в единичном и мелкосерийном производствах, так как этот метод дает завышенные величины припусков, однако сокращает время на расчет припусков.