Методы получения заготовок для ступенчатых валов, материалы, базирование, структура ТП

Валы предназнач. для передачи крутящего момента и монтажа на них различных деталей. По конструкции подраздел. на гладкие, ступен­чатые, фланцевые и валы-шестерни. Вал считается жестким, если отношение длины к диаметру равно 12-15. При большем отношении вал является нежестким. Валы представляют собой сочетание цилиндрических, кониче­ских, резьбовых, зубчатых, шлицевых, шпоночных поверхностей. При перехо­де от одной ступени к другой предусматриваются канавки или галтели. На торцах вала снимают фаски. Посадочные поверхности валов выполняют по 6-8 квалитетам с шероховатостью 0, 63 - 2, 5 мкм. Заготовки для валов получают из проката, ковкой, штамповкой, высадкой на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ), обжатием на ротационно-ковочных машинах, поперечно-винтовой и поперечно-клиновой прокаткой. Валы изготавливают из углеродистых и легированных сталей: 45, 40Х, 45ХНМ, 38Х2МЮА и пр. В зависимости от назнач. вала подвергают раз­личным видам термич. и химико-термической обработки: нормализации, улучшению, закалке, цементации, азотированию и пр. Базами при обработке валов являются центровые отверстия и посадочные поверхности. Для исключ. погрешности базирования ступеней вала по длине используют плавающий передний центр. B этом случае базой явл. торец заготовки, опорой которого служит поводковый патрон. Типовой ТП изготовления валов из проката включает: правку, обдирку и резку проката; создание базовых поверхностей - центровых отверстий; черн. и чистовое обтачивание; сверление и растачивание центрального отверстия, если вал полый; нарезание резьб; фрезерование шлицев, шпоночных пазов и лысок; нарезание зубьев для вала-шестерни; сверление радиальных отверстий; термообработку; черновое и чистовое шлифование шеек, зубьев, шлицев и резьб; финишную-обработку шеек - суперфиниширование, притирку и полирование; контроль размеров. Основные принципы базир. заготовок: 1. При высоких требованиях к точности обработки необходимо выбирать схему базирования котор. обеспеч. наименьшую погрешность установки. 2. Для повыш. точности необх. применять принцип совмещения баз — совмещать технологическую, измерительную и сборочную базы. 3. Соблюдать принцип постоянства баз. Для установки заготовок на первой операции ТП используют необработанные поверхности применяемые в качестве технологических баз Эти поверхности используют однократно при первой установке. Для заготовок, полученных точным литьем и штамповкой, это правило не явл.обязательным Выбранная черная база должна обеспечивать равномерное распределение припуска при дальнейшей обработке и наиболее точное взаимное расположение обработанных и необработанных поверхностей деталей.

17.2. Методика расчёта и выбора механизир. приводов присп-ний (на пр-е пневматич. и гидравлических).

Выбрав способ базир. деталей и разместив установочные элементы в приспособлении, определяют величину, место приложения и направление сил для зажима обрабатываемой детали. Затем подбирают конструкцию привода для перемещения зажимных устройств при зажиме и разжиме детали. Величину сил зажима и их направление определяют в зависимости от сил резания и их моментов, действующих на обрабатываемую деталь. Для этого к детали прикладывают все действующие на неё силы и решают шесть уравнений статики на равновесие детали. Найдя силу на штоке пневмоцилиндра и зная давление сжатого воздуха, определяют диаметр пневмоцилиндра:

D= 1, 4* . где Q - сила на штоке; Р - давление сжатого воздуха. При Р = 4 кГс / см', D = 0, 7 * . (см). Найденный размер диаметра пневмоцилиндра округляют по нормали и по принятому диаметру определяют действительную осевую силу на штоке.

Аналогично рассчитывают диаметр поршня гидроцилиндра зная силу на штоке и давление

D=1, 13* , (cm).

При выборе типа привода учитывают их особенности. К (+) пневмоприводов относятся: 1.Возможность регулирования силы зажима детали; 2. Простота управления зажимными устройствами: 3. Бесперебойность работы при изменениях температуры воздуха. К (-) пневмоприводов относятся: 1. Недостаточная плавность перемещения рабочих элементов, особенно при переменной нагрузки; 2. Небольшое давление сжатого воздуха в полостях пневмоцилиндра и пневмокамеры; 3. Относительно большие размеры пневмоприводов для получения значительных сил на штоке пневмопривода.

Гидроприводы имеют ряд преимуществ перед пневмоприводами: 1. Высокое давление масла на поршень гидроцилиндра создаёт большую осевую силу на штоке;

2. Из-за высокого давления масла в полостях гидроцилиндра можно уменьшить размеры и вес гидроцилиндра; Возможность бесступенчатого регулирования сил зажима и скоростей движения поршня со штоком. К (-) гидроприводов относятся: 1. Сложность гидроустановки и выделение площади для её размещения: 2. Утечки масла, ухудшающие работу гидропривода.

(1). Пневматические приводы. В качестве источника энергии исп-ся воздух под давлением. Для станочных присп-ний принимают Рв=0, 4-0, 6 Мпа. Конструктивно применяются пневмоцилиндры и пневмокамеры.

а) пневмоцилиндры: - одностороннего действия

Рв´ pD²_ц/4=Ршт; Ршт.=Рв´ pD²_ц/4´ h-q; q – реакция пружины; - двухстороннего действия

Ршт.= Рв´ pD²_ц/4´ h; Ршт.= Рв´ (pD²_п/4-pD²_шт/4)´ h.

б) пневмоцилиндры: исп-ся в качестве основного привода или вспом-го для предвар-го удержания заг-ки в приспособлении. Особенностью констр-ции явл. наличие диафрагмы из прорезиновой ткани, а также корпуса и крышки, выполненных литьём или штамповкой. Пневмокамеры значит.дешевле пневмоцил-ов, но обладают непостоянством силы по длине перемещения штока. Относительно постоянная сила обеспечивается на ограниченной длине перемещения штока: На участке DL: Ршт.= Рв´ p(D-d)²/4´ h. (2 ). Гидравлические приводы. В качестве источника энергии исп-ся масло под давлением. Приводы выполняются в виде цилиндров. (+) – обладают значительно большей силой на штоке по сравнению с пневмоприводом; -имеют значительно меньшие габариты, что позволяет механизировать присп-ния, устанавливаемые в стеснённых зонах резания; не требуют спец-ой смазки. (-) – высокая стоимость привода за счёт повышения прочности элементов констр-ции, более кач-го выполнения уплотнений в подвижных парах; - питание осущ-ся как правило индивид-но или групповыми гидростанциями. Исходными данными для расчёта гидравлических приводов явл-ся: 1. усилие на штоке Р, 2. ход поршня L, 3. время рабочего хода поршня t. Задаваясь давлением масла (р), можно определить площадь поршня (F): F=P/p; отсюда диаметр цилиндра: D=(4P/pp)^1/2. Секундная произ-ть насоса опред-ся по формуле: Q=v/th₁=FL/th₁=PL/tph_{1 ;} h₁- объёмный КПД системы, который учитывает утечки в золотнике и цилиндре.Мощность, расходуемая на привод насоса: N=Q´ p/7500´ h₂=PL/7500´ h₁h₂; h₂- КПД насоса силового узла.

Задача

Билет № 18

18.1 Методы и этапы механической обработки поверхностей. Показатели точности и шероховатости при различных этапах механической обработки.

. Нормы точности изделия устанавливаются конструктором и заданы на чер­теже. Для технолога эти нормы явл. законом. Чтобы обеспечить требова­ния чертежа, необход. знать факторы, которые влияют на точность и шеро­ховатость поверхности при мех. обработке, и уметь управлять ими. Методы и этапы мех. обработки поверхности. Мех. обработка поверхности производится, в основном, резанием металла лезвийным(точением, фрезерованием, сверлением) или абразивным инструментом(шлифование, хонингование, суперфиниширование), а также пла­стическим деформированием(раскаткой ролика­ми, калибровкой отверстий шариками или оправками). В тоже время одина­ковые показатели можно получить различными методами. Например, тонкое точение обеспечивает 7-8 квалитет точности и шероховатость поверхности 0, 2 - 1, 2 мкм. Близкие показатели можно получить шлифованием. ТП представляет собой совокупность операций, при выполнении которых, обработке подвергается одна или несколько поверхно­стей. В результате заготовка превращается в готовую деталь. Обработать каж­дую поверхность по требованиям чертежа за один тех.переход удается не всегда. В самом сложном вариан­те обработка поверхности включает следующие этапы: Черновой, на котор. удаляется с поверхности заготовки основная часть при­пуска, обеспечивается точность обработки по 12-14 квалитету, а шерохова­тость поверхности составляет более 12, 5 мкм. Получистовой, на котор. обработка поверхности выполняется с допусками по 10-11 квалитету, а ее шероховатость составляет 3, 2 - 10 мкм. На первых двух этапах применяются, в основном, точение, строгание и фрезерование. Чистовой, на котором по точности имеем 7-9 квалитет, а по шероховатости -0, 63 - 2, 5 мкм. Здесь применяются точение, фрезерование, шлифование, раз­вертывание и протягивание. Отделочный, (тонкая обработка) на котором за счет применения тонкого то­чения и растачивания хонингования, суперфиниширования, точность обработ­ки повышается до 5-6 квалитета, а шероховатость составляет менее 1 мкм.

Если заготовка получена точным литьем или холодной штамповкой с точностью по 12-14 квалитету с шероховатость поверхности не более 10 мкм, то необходи­мость чернового этапа обработки отпадает. Однако, в большинстве случаев процесс мех. обработки состоит из нескольких этапов. Каждый этап выполняется соответствующим методом обработки и на соответствующем оборудовании. Например, черновой этап токарной обработки можно выпол­нять на старых изношенных станках, в то время как для чистового этапа тре­буются точные станки. Способы достижения заданной точности изделий при мех. обработке. Заданную точность обработки заготовки можно достигнуть методом пробных ходов и промеров, а также методом автоматического получения размеров. Сущность метода пробных ходов и промеров заключ. в том, что к обрабатываемой поверхности заготовки, установленной на станке, подводят режущий инструмент и с короткого участка заготовки снимают стружку. После этого станок останавливают и делают пробный замер полученного размера, определяют величину его отклонения от чертежа и вносят поправку' в положение инструмента, которую отсчитывают по делениям лимба станка. При обработке заготовок по методу автоматич-о получения размеров, станок предварит. настраивается на заданный размер и поверхность обрабатывается за 1 рабочий ход. Прим. при обр-ке деталей партииями в крупносер. и массовом пр-ве. При этом методе задача обеспечения требуемой точности обработки переносится с рабочего-оператора на настройщика выполняющего предварительную настройку станка, на инструментальщика, изготовляющего специальные приспособления и на технолога, назначающего технологические базы и размеры заготовок.

18.2. Формальное описание технологического процесса на примере графовых и табличных моделей. Уровни проектирования ТП. Декомпозиции при проектировании технологического процесса