Технологічні основи виробництва

ДЕТАЛЕЙ МАШИН ТА АПАРАТІВ

БУДІВЕЛЬНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ

 

Модуль 2

Типові технологічні процеси

механічної обробки деталей машин

 

Конспект лекцій

 

 

Мета вивчення дисципліни (модуль 2)

 

Вивчення типових технологічних процесів механічної обробки та складання виробів у машинобудівному виробництві. В результаті вивчення дисципліни студент повинен:

ЗНАТИ……

УМІТИ…..

 

Вивчення типових технологічних процесів механічної обробки і складання виробів у машинобудівному виробництві. В результаті вивчення дисципліни студент зобов'язаний:

- знати типові технологічні процеси при механічній обробці і складанні виробів в машинобудівному виробництві
- вміти використовувати ці процеси в якості аналогів при технологічному проектуванні
- знати сучасні засоби технологічного оснащення машинобудівничого виробництва (металорізальні верстати, інструменти і пріспо-собления для металорізальних верстатів),
- володіти технікою оформлення результатів технологічного проектування ня в стандартних технологічних документах

 

 

Типові технологічні процеси механічної обробки (виготовлення) деталей машин

 

Технологія виготовлення корпусних деталей

 

1.1. Службове призначення, вимоги і конструктивне виконання

 

Корпусні деталі в складальних одиницях є базовими або несучими елементами, призначеними для монтажу на них інших деталей і складальних одиниць. Конструкція цих деталей повинна забезпечувати необхідну точність взаємного розташування встановлених на них елементів, як у статичному стані, так і при експлуатації під навантаженням. Таким чином, при конструюванні і виготовленні корпусних деталей необхідно забезпечити необхідну точність розмірів, форми і розташування поверхонь, а також міцність, жорсткість, вібростійкість, опір температурних деформацій, герметичність, технологічність і зручність монтажу конструкції.

У конструктивному відношенні корпусні деталі можна розділити п'ять ос-новних груп (рис. 2.1):

Рис. 2.1 Класифікація корпусных дета­лей

Перша група – корпусні деталі коробчатої форми у вигляді параллелєпіпе-дов, габарити яких мають однаковий порядок. До цієї групи належать корпуси редукторів, коробок швидкостей металорізальних верстатів, шпиндельних бабок тощо, отвори в яких призначені для установки подшипниковых вузлів (рис. 2.1, а).
Друга група – корпусні деталі з отворами, довжина отворів у яких значно менше діаметра. До цієї групи відносяться блоки циліндрів двигунів внутрішнього згоряння, компресорів, корпусу пневмо - і гидроаппаратури: циліндрів, золотників тощо (рис. 2.1, б). Отвори в цих деталях являються напрямними для поршня або плунжера.

Третя група –деталі складної форми для формування потоків рідини та газу, які є корпусами парових і газових турбін або арматурою водо - і газопроводів: вентилів, трійників, колекторів тощо (рис. 2.1, в).
Четверта група – корпусні деталі з напрямними поверхнями. До цієї групи відносяться столи, каретки, супорти, повзуни, які в процесі роботи здійснюють зворотно-поступальний або обертальний рухи (рис. 2.1, г).
П'ята група – корпусні деталі типу кронштейнів, косинців, стійок тощо, які застосовуються в якості опорних елементів(рис. 2.1, д).

Елементами корпусних деталей є плоскі, циліндричні, фасонні та інші поверхні, які обробляються або залишаються без обробки. Оброблені плоскі поверхні слугують для приєднання за ними деталей і складальних одиниць. Тому вони називаються приєднувальними. При механічній обробці ці поверхні використовують в якості технологічних баз. Фасонні поверхні, як правило, не обробляються. Конфігурація цих поверхонь визначена їх службовим призначенням.
Отвори в корпусних деталях діляться на основні і допоміжні отвори. Діаметр основних отворів значно більше діаметра допоміжних отворів. Основні отвори використовуються як гнізда підшипників і в якості направляючих поршнів і плунжерів. Допоміжні отвори призначені для монтажу болтів, маслюк, масловказателей і можуть бути гладкими та нарізними. Ці отвори також служать базами при механічній обробці

 

1.2 Вимоги до точності

 

Залежно від призначення і конструктивного виконання до корпусних деталей пред'являють наступні норми точності.
1. Точність геометричної форми плоских поверхонь регламентуєься
відхиленням від прямолінійності і площинності поверхні на заданій довжині або в межах її габаритів.
2. Точність відносного розташування плоских поверхонь регламентується відхиленнями від паралельності, перпендикулярності та відхиленням нахилу.
3. Точність діаметральних розмірів регламентується квалитетами

 

Точність геометричної форми отворів регламентується відхиленнями від циліндричності, круглості і профілю поздовжнього перерізу: конусообраз-ності, бочкообразности і сідлоподібності.
5. Точність розташування осей отворів регламентується відхиленнями від співвісності, паралельності і перпендикулярності осей.
6. Шорсткість поверхонь регламентується висотою нерівностей про-філя по десяти точках і середнім арифметичним відхиленням профі-ля.
Вимоги до точності корпусних деталей визначаються конструкцією, призначенням і умовами експлуатації цих виробів. Норми точності для поверхонь встановлюються конструктором окремо в кожному конкретному випадку

 

Методи отримання заготовок і матеріали

Основними методами отримання заготовок для корпусних деталей це лиття і зварювання. Сталеві заготовки невеликих розмірів можна получати куванням і штампуванням. Литі заготовки отримують литтям в піщано-глинистих формах, кокіль, під тиском, оболонкові форми, за виплавленими і газофіційними моделями. Вибір методу лиття залежить від умов виробництва, точності виливки, її розмірів, матеріалу тощо Матеріалом для виливків є в основному сірий чавун. Застосовують також ковкий, високоміцний, жаростійкий, антифрикційний чавун, сталь, кольорові метали: бронзу, ливарну латунь, алюмінієві і магнієві сплави.
Зварні заготовки для корпусних деталей застосовують в дрібносерійному виробництві, коли використання лиття з-за високої вартості оснастки недоцільно. Крім того, рекомендується застосовувати зварні конструкції для деталей, на які діють ударні навантаження. Матеріалом для сварних заготовок є листова м'яка сталь марки Ст. 3

 

2.1.4. Базування корпусних деталей при механічній обробці

 

На перших операціях базування здійснюється на необроблених (чорним) поверхнях, які називаються чорновими базами. Поверхні, оброблені на цих операціях, використовуються як чистові бази. Поверхні для базування необхідно вибирати так, щоб дотримувалися принципи поєднання, сталості та послідовності зміни баз.
Перший принцип полягає у поєднанні при механічній обробці технологічної та вимірювальної баз, що дозволяє виключити похибку базування. Суть другого принципу полягає у використанні одних і тих же баз на всіх або більшості операцій технологічного процесу, що підвищує точність відносного розташування оброблених поверхнонь. Максимальна точність забезпечується при обробці заготовок за одну установу. Третій принцип слід використовувати тоді, коли при механічній обробці, необхідно багаторазово змінювати положення заготовки з установкою на різні бази. У цьому випадку необхідно обробляти поверхні в порядку підвищення точності їх розмірів.

Базування корпусних деталей здійснюється різними способами.
Деталі у формі паралелепіпеда (коробчатої форми) базують по трьох взаємно перпендикулярних поверхонь (рис. 2.2, а). Бази в цьому випадку можуть бути як чистовими так і чорновими.

 

 

 

 

 

 

 

 

Два наступних прикладів є способами базування деталей за чистовими базами.
Деталі, які мають площину з отворами, базують з цієї площини та двох отворів на ній (рис. 2.2, а, б). При встановленні заготовки на верстаті в отвори вставляють пальці: один циліндричний, інший ромбічний (зрізаний) (рис. 2.2, в). Застосування зрізаного пальця дозволяє встановлювати заготовки, у яких допуск на міжцентрову відстань отворів більше допуску на міжцентрову відстань для пальців, що дозволяє знизити вимоги до точності даного розміру в заготовках.

Деталі з фланцями базують за торцем фланця, центральному основним та допоміжним отворам на фланці, в які вставляють відповідно короткий циліндричний і зрізаний пальці.(рис. 2.2, в).
Деталі з співвісними отворами, у яких при розточуванні на заздалегідь налаштованих верстатах необхідно забезпечити рівномірне зняття припуску, рекомендується базувати по цих отворах, використовуючи їх як чорнові бази. Для цього в отвори до розточування вставляють конічні оправки і обробляють поверхні, які потім використовують як чистові бази (рис. 2.3, а). Щоб виключити обертання заготовки навколо осей отворів, в якості ще однієї бази при обробці використовують бічну площину заготовки. Таким чином утворюється розмірний ланцюг між основними отворами і чистовими базами. Аналогічний розмірний ланцюг виконує настрой верстата між його борштангой і установочними елементами на столі. При встановленні заготовки ці розмірні ланцюги поєднуються, що зменшує відхилення від співвісності отворів і борштанги при розточуванні отворів на попередньо налагодженому верстаті і забезпечує більш рівноміоне зняття припуску

Деталі, у яких при розточування отворів на попередньо налаштованому верстаті необхідно забезпечити однакове відстань від осей цих отворів до внутрішніх стінок корпусу, рекомендується базувати по внутрішніх поверхнях стінок корпусу. При цьому використовують трикулачні пристрої(рис. 2.3, б).

Базуванням по цих поверхнях також забезпечується однакова товщина протилежних стінок корпусу при одночасній обробці їх зовні на попередньо налаштованому верстаті.

Якщо конфігурація корпусних деталей не дозволяє надійно її встановити і закріпити, то обробку доцільно вести в пристосування - супутнику. Конструкція пристосування забезпечує зручність його установки разом із заготівлею на верстаті. В цьому випадку базами є поверхні пристосування. Заготівля з однієї операції на іншу переміщується разом з пристосуванням, причому вона обробляється на різних операціях при постійній її установці в пристосуванні, в той час як положення пристосування на різних операціях може змінюватися.