Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 120100 «Технология машиностроения» (стр. 4 из 7)
При выборе баз рекомендуется использовать литературу [7, 8, 9, 13, 19, 20].
При определении последовательности методов обработки деталей машин следует стремиться к обеспечению необходимых эксплуатационных свойств (износостойкость, выносливость, сопротивление коррозии и др.), которые зависят от размерной точности и качества их поверхностей. Последнее, в свою очередь, определяется совокупностью характеристик шероховатости поверхности, физико-механическими свойствами (твердость, микротвердость, величина и знак остаточных напряжений и др.) и микроструктурой поверхностного слоя.
Размерная точность и шероховатость поверхностей детали определяются способом (последовательностью способов) ее механической обработки. Каждому способу механической обработки соответствует свой диапазон размерной точности и высоты микронеровностей.
Для обеспечения требуемых физико-механических свойств поверхностного слоя детали машин подвергаются упрочняющей обработке. Различным способам такой обработки присущи свои технологические возможности [21].
В курсовом проекте производится выбор и определение последовательности способов механической и упрочняющей обработки, обеспечивающих требуемую размерную точность и качество поверхности детали, а следовательно, требуемые эксплуатационные свойства.
При выборе и определении способа (последовательности способов) механической и упрочняющей обработки необходимо руководствоваться техническими требованиями чертежа детали, а также известными зависимостями между параметрами качества поверхности и условиями эксплуатации детали. Так, например, повышение износостойкости достигается за счет высокой твердости (микротвердости) поверхностного слоя. Увеличение выносливости обеспечивается в результате создания минимальной высоты микронеровностей, значительной твердости (микротвердости) и сжимающих остаточных напряжений и т. д.
В случае если достижение одинаковых параметров качества поверхности возможно при различных способах механической обработки, производится сопоставление их себестоимости по приведенным затратам СП.З.
Себестоимость рассчитывается по формуле:
 | (1) |
где ТШТ - штучное время на операции.
Значения приведенных затрат, точности и высоты микронеровностей поверхности деталей, достигаемые при различных способах механической обработки наружных поверхностей тел вращения и цилиндрических отверстий, приведены в табл. 2.
Технологические возможности некоторых способов упрочняющей обработки сведены в табл. 3.
Используя исходные данные, а также сведения из табл. 2 и табл. 3, осуществляют выбор и определение последовательности способов обработки детали. При выборе способа упрочняющей обработки следует иметь в виду, что стали с содержанием углерода до 0,4 % подвергаются химико-термической (термодиффузной) обработке. Поверхностное пластическое деформирование используется для нетермообрабатываемых деталей. Абразивная финишная обработка производится после химико-термического или термического упрочнения.
Таблица 2
Приведенные затраты, точность и высота микронеровностей при различных способах обработки
| Способ | Приведенные затраты СП.З., руб/час | Квалитет допуска размера | Параметр шероховатости Ra, мкм |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Наружные поверхности вращения | |||
| Обтачивание: -получистовое или однократное -чистовое -тонкое | 224 224 269 | 11-13 8-10 6-9 | 2,5-1,6 6,3-0,4 1,6-0,2 |
| Шлифование: -предварительное -чистовое -тонкое | 230 230 317 | 8-9 6-7 5-6 | 6,3-0,4 3,2-0,2 1,6-0,1 |
| Притирка, суперфиниширование | - | 4-5 | 0,8-0,1 |
| Цилиндрические отверстия | |||
| Сверление и рассверливание | 237 | 9-13 | 2,5-0,8 |
| Зенкерование: -литого или прошитого отверстия -чистовое после чернового сверления | 237 237 | 10-13 8-9 | 2,5-0,4 2,5-0,4 |
| Развертывание: -нормальное -точное -тонкое | 237 237 237 | 10-11 7-9 5-6 | 12,5-0,8 6,3-0,4 3,2-0,1 |
| Протягивание: -литого или прошитого отверстия -чистовое после чернового сверления | 268 268 | 10-11 6-9 | 12,5-0,8 6,3-0,2 |
| Растачивание: -черновое -чистовое -тонкое | 361 361 241 | 11-13 8-10 5-7 | 2-1,6 6,3-0,4 3,2-0,2 |
| Шлифование: -предварительное или однократное -чистовое -тонкое | 361 361 241 | 8-9 6-7 5 | 6,3-0,4 3,2-0,2 1,6-0,1 |
| Притирка, хонингование | 228 | 4-5 | 1,6-0,1 |
Таблица 3
Классификация и технологические возможности способов упрочняющей поверхностной обработки деталей машин
| Процессы и параметры поверхностного слоя, обусловливающие упрочнение | Спо-соб уп-роч-нения | Технологические возможности | ||||||
| Материал заго-товки | Точ-ность обра-бот-ки | Пара-метр шеро-хова-тости Ra, мкм | Твердость обработанной поверхности | Вели-чина оста-точ-ных напря-жений, Па | Тол-щина упр. слоя, мм | |||
| миним.ум | максим.ум | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Упрочнение пластическим деформированием поверхностного слоя (наклепом). Повышение физико-механических свойств поверхностного слоя, изменение величины и знака остаточных напряжений в поверхностном слое, улучшение микрогеометрии обработанной поверхности | Нака-тыва-ние роли-ками | Чу-гун, сталь, спла-вы из цвет-ных ме-тал-лов | Сох-раня-ется от пред-шест-вую-щей | 1,6-0,5 | Уве-личи-вает-ся на 20-50% | 600-900 | 1,0 1 | 2,0 2 |
| Нака-тыва-ние шари-ком | --«-- | --«-- | 0,4-0,05 | --«-- | 600-900 | 0,3 | 0,5 | |
| Рас-каты-вание шари-ком (ро-ли-ком) | --«-- | 7-9 квал. | 0,4-0,5 | --«-- | 600-900 | 0,1 | 0,5 | |
Окончание табл.3
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Упрочнение поверхностной химико-термической (термо-диффузионной) обра-боткой. Изменение фи-зико-химических свойств и структуры поверхностного слоя, изменение величины и знака остаточных напряжений в поверхностном слое | Це-мен-тация | Ма-лоуг-леро-дис-тая | Ко-роб-ле-ние (по-вод-ка) 0,05-0,15 мм | Увели-чива-ется в 2-4 раза | 60-70 HRC | 400-1000 | 0,5 | 2,0 |
| Азо-тиро-вание | Сталь чугун | Ко-роб-ле-ние 0,05-0,15 мм | --«-- | 650-1200 HV | 400-1000 | 0,05 | 0,60 | |
| Циа-ниро-вание | Сталь | --«-- | --«-- | 60-75 HRC | 400-1000 | 0,01 | 2,5 | |
| Хро-миро-вание | --«-- | --«-- | --«-- | 1600-2000 HV | - | 0,02 | 0,30 | |
| Упрочнение поверх-ностной закалкой. Изменение физико-механических свойств и структуры поверхностного слоя, изменение величины и знака остаточных напряжений в поверхностном слое | За-калка с на-гре-вом | Сталь | Ко-роб-ле-ние 0,03-0,07 мм | Не изме-няется | 1600-2000 HV | 400-1000 | 0,2 | 10 |
Выбор оборудования определяют условия производства, технологические возможности станков (размеры обрабатываемой детали, мощность), их точность, производительность, возможность обработки данного вида детали и др. В зависимости от типа производства используются и различные модели станков. Для массового производства следует использовать автоматы, полуавтоматы, автоматические линии, агрегатные станки, а для серийного производства предпочтение следует отдавать станкам с ЧПУ, переналаживаемым линиям и т. д.