|
|
Предварительный выбор метода получения отливкиМЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по контрольно-курсовой работе
по дисциплине
Процессы и методы производства продукции и услуг
Направление подготовки: 221400 Управление качеством
Профиль подготовки: Управление качеством в производственно-технологических системах
Квалификация выпускника: бакалавр Форма обучения: очная
Тула 2012г.
Методическое пособие составлено доцентом О.А. Ерзиным и обсуждена на заседании кафедры АСС факультета механико-технологического, протокол № 1 от " 31 " августа 2011 г. Зав. кафедрой________________А.Н. Иноземцев
Методическое пособие пересмотрено и утверждено на заседании кафедры АСС факультета механико-технологического, протокол №___ от "___"____________ 20___ г. Зав. кафедрой________________А.Н. Иноземцев Порядок выполнения работы Студентам очной формы обучения, приступая к изучению данной дисциплины, необходимо иметь учебную литературу и настоящие методические указания. Рекомендуется освоение курса совмещать с практическим изучением вопроса в технологических отделах машиностроительных предприятий. После изучения темы следует в письменном виде выполнить индивидуальное задание. После получения индивидуального задания студенты заочной формы обучения должны решить следующие задачи: - провести анализ чертежа детали и прочих исходных данных индивидуального задания; - выбрать метод получения поковки, наиболее полно удовлетворяющий условиям задания; - выполнить чертёж заготовки; - рассчитать коэффициент использования материала заготовки; - рассчитать себестоимость заготовки; - ответить на контрольные вопросы, предложенные преподавателем. В отчёте следует представить все расчёты и необходимые эскизы, сопровождающие процесс проектирования. Чертёж штамповки выполняется согласно ЕСКД и ГОСТ на штамповки. Индивидуальное задание, состоящее из трёх вопросов, выдаётся преподавателем. При этом используются задания по проектированию заготовки и перечень контрольных вопросов. Контрольная работа выполняется на листах формата А4 и не должна превышать по объёму 12 листов, чертёж штамповки должен быть выполнен на листе формата А4. Индивидуальное задание подшивается в пояснительную записку вторым листом. В противном случае работа не рецензируется. Все страницы должны быть пронумерованы. При выполнении контрольной работы перед каждым ответом на вопрос необходимо поместить текст вопроса с указанием его номера. Все ответы должны быть краткими по форме, но вместе с тем достаточно полными и точными по содержанию. Ответы иллюстрируются рисунками. Предоставление ответов в виде текстовых материалов и рисунков, полученных с помощью копировальных устройств, недопустимо. Все необходимые расчёты должны выполняться с точностью до 0,1. При выполнении задачи, связанной с проектированием заготовки и расчётом её себестоимости, нужно использовать данные, приведённые в приложении 1. Выбор метода получения заготовки Полное удовлетворение служебного назначения детали и технологический процесс ее механической обработки во многом определяются выбором ее заготовки. Цель настоящих указаний—дать студентам навыки самостоятельного проектирования отливок: выбора метода получения заготовки с учетом конкретных производственных условий и требований, предъявляемых к детали при ее эксплуатации, проектирования чертежа заготовки вручную и с помощью ЭВМ. Для достижения данной цели студенты должны решить следующие задачи в приведенной ниже последовательности: - провести анализ чертежа детали и прочих исходных данных индивидуального задания; - выбрать предварительно два метода получения отливки, наиболее полно удовлетворяющих условиям задания; - выполнить чертежи двух заготовок заданной детали, получаемых выбранными методами (один чертеж выполняется вручную, другой – на IBM PC с помощью графического редактора пакета Kompas 3D); - рассчитать коэффициент использования материала для каждого варианта заготовки; - рассчитать себестоимость этих заготовок; - окончательно выбрать метод получения заготовки; - рассчитать годовой экономический эффект от внедрения выбранного метода получения заготовки. В отчете следует представить все расчеты и необходимые эскизы, сопровождавшие процесс проектирования. Чертежи отливок выполнить согласно ЕСКД и ГОСТ на отливки [2–4].
Факторы, влияющие на выбор метода получения заготовки Метод получения заготовки (литье, обработка давлением, порошковая металлургия.и т.д.) в большинстве случаев определяет конструктор, исходя из требуемых эксплуатационных свойств детали при работе ее в условиях конкретной сборочной единицы (наличие статической или динамической нагрузки, условия трения и т.д.). В общем случае механические свойства литых заготовок ниже, чем кованых или из проката того же металла, однако на трение они работает несколько лучше. Кроме того, трудоемкость обработки литых заготовок в среднем на 15–30% меньше, чем штампованных, из-за большей приближенности первых к форме готовой детали. Поэтому в настоящее время довольно часто стараются получать литыми заготовки деталей, традиционно ранее изготавливаемые штамповкой, переходя при этом на материал, обладающий более высокими механическими свойствами. Например, коленчатый вал можно сделать кованым (штампованным) из стали или литым из высокопрочного чугуна. Материал отливок, получаемых литьем под давлением, методом вакуумного всасывания, имеет высокую плотность и механические свойства, приближающиеся к свойствам металла, обработанного давлением. Штампосварные заготовки в настоящее время часто заменяются сложными по форме, но гораздо более технологичными отливками по выплавляемым моделям. Подобная замена одного метода получения заготовки другим должна сопровождаться комплексным анализом прочностных, технологических и экономических характеристик. При выборе конкретного способа получения отливки, как правило, определяющим фактором является серийность производства, затем учитываются следующие технологические факторы: - технологические характеристики материала заготовки, т.е. его литейные свойства (например, в настоящее время на производстве литье под давлением получают исключительно из цветных сплавов, т.к. такое литье черных металлов из-за их высокой температуры плавления, ведущей к крайне низкой стойкости дорогих пресс-форм, нерентабельно); - конструкционные формы, габаритные размеры заготовки; - требуемая точность получения заготовки, шероховатость и качество ее поверхностей (обычно устанавливается технологом механического цеха после составления маршрута обработки резанием). На выбор способа получения заготовки влияют также время, необходимое для изготовления оснастки (моделей, пpecc-форм и т.д.), наличие или отсутствие соответствующего оборудования на данном предприятии, желаемый уровень автоматизации (например, литье под давлением гораздо проще автоматизировать, чем литье в песчаные формы или литье по выплавляемым моделям). Выбор метода получения заготовки осложняется еще и тем, что требуемые технологические, эксплуатационные свойства заготовки можно получить сразу несколькими способами. В этом случае предварительно выбирают несколько вариантов, отвечающих заданным требованиям, а затем проводят экономический расчет и останавливаются на методе, обеспечивающем меньшую себестоимость изготовления детали и больший коэффициент использования материала. Окончательное решение по выбору способа получения заготовки можно принять только после комплексного экономического расчета себестоимости заготовки и механической обработки в целом.
Методика проектирования отливок Анализ исходных данных В индивидуальном задании студенту выдаются следующие данные: чертеж детали, эскиз заготовки (возможно с указанием плоскости разъема и положения формы при заливке), программа выпуска изделий, условия эксплуатации детали, базы первой операции механической обработки. Варианты заданий приведены в прил.1. Анализируя эти данные, студент должен: - рассчитать предварительно массу отливки, приняв ее равной массе готовой детали; - по массе отливки и программе выпуска изделия определить тип производства; - рассмотреть требования к точности и шероховатости всех поверхностей детали, установить при этом поверхности с наиболее и наименее высокими требованиями по этим параметрам; - проанализировать условия эксплуатации детали и ее конструкцию, определить группу отливки по ГОСТ 977-88 и группу ее сложности; - выявить поверхности, которые будут служить базами на первой операции механической обработки. Все необходимые для выполнения анализа таблицы (данные о плотности литейных сплавов, зависимости типа производства от массы заготовки и программы выпуска и т.д.) приведены в прил. 2. Приближенный расчет объема и массы заготовки как массы детали Мдет., и уточненный (с учетом припусков и напусков) по рассчитанным размерам Мзаг. при выполнении курсовой работы возможно провести с использованием параметрической модели комплексной детали, выполненной в графическом редакторе пакета Kompas 3D.
Предварительный выбор метода получения отливки При выполнении курсовой работы студент предварительно должен выбрать два метода получения отливки, обеспечивающие выполнение исходных условий индивидуального задания. Необходимые для этого справочные данные представлены в прил.2.
Проектирование отливки При проектировании чертежа отливки следует использовать руководящую информацию, содержащуюся в [1–43]. Для каждого предварительно выбранного метода получения отливки необходимо выполнить ее проектирование. Порядок проектирования отливки следующий.
3.3.1.Выяснить, какие поверхности будут подвергаться механической обработке, а качество каких поверхностей достаточно для эксплуатации после литья (сравнивая данные чертежа детали со справочными данными технических возможностей выбранных ранее способов литья по табл. П.2.4).
3.3.2. Выбрать положение отливки в форме, назначить плоскость разъема, выполнить эскиз. При определении положения отливки в форме руководствуются следующими правилами: - наиболее ответственные рабочие части, плоские поверхности большой протяженности, места, подлежащие механической обработке, нужно, по возможности, располагать внизу, в крайнем случае – вертикально или наклонно. На верхних поверхностях часто образуются дефекты в виде газовых раковин, могут иметь место земляные или шлаковые включения; - формы для отливок, имеющих конфигурацию тел вращения (гильзы, бaрабаны и др.) с обрабатываемыми наружными и внутренними поверхностями, лучше заливать в вертикальном положении, иногда целесообразно формовку выполнять в одном положении, а заливать форму в другом; - для предупреждения недоливов тонкие стенки отливки располагать в нижней части формы желательно вертикально или наклонно. Выбор поверхности разъема формы подчинен выбору положения формы при заливке. При выборе поверхности разъема формы необходимо руководствоваться следующими положениями: - форма и модель должны, по возможности, иметь одну поверхность разъема, желательно плоскую горизонтальную; - модель и отливка должны свободно извлекаться из формы; - всю отливку, если позволяет ее конструкция, нужно располагать в одной (преимущественно нижней) полуформе в целях исключения перекосов; - при формовке в парных опоках нужно стремиться, чтобы общая высота формы была наименьшей; - не рекомендуется пересекать плоскостью разъема ответственные обрабатываемые или базовые поверхности.
Положение отливки в форме на рис. 1а более рационально, так как при этом обеспечивается направленное снизу вверх (к прибыли) затвердевание. Кроме того, наружные и внутренние обрабатываемые поверхности, являясь боковыми, имеют значительно большую площадь, чем верхняя, тоже обрабатываемая, но менее ответственная. На поверхности, расположенные внизу или вертикально, назначают меньшие по величине припуски, соответственно объем механической обработки будет значительно меньше. Также повышается точность всех размеров, точность формы и взаимного расположения всех поверхностей отливки. 3.3.3. Определить точность отливки по ГОСТ 26645-85. Точность отливки в целом характеризуется классом размерной точности отливки (заготовки, получаемые литьем, имеют свою систему классов точности), степенью коробления, степенью точности поверхностей, классом точности массы, определяемым по таблицам стандарта и зависящим от способа получения отливки, ее наибольшего габаритного размера, типа сплава, отсутствия или наличия термообработки, сложности отливки, типа производства. - Определить класс размерной точности отливки по табл. 9 [1] в соответствии с выбранным методом её получения и наибольшим габаритным размером. Все металлические сплавы разделены на 4 группы. К цветным легкоплавким сплавам отнесены сплавы, температура плавления которых не превышает 7000С. К легким отнесены сплавы с плотностью до 3,0 г/см3. Класс точности размеров отливки определяется в указанном в таблице диапазоне, причем меньшее значение выбирается для простых по форме заготовок, изготовляемых в массовом автоматизированном производстве, а большее значение – для сложных заготовок единичного и мелкосерийного производства. - По выбранному классу точности отливки и предполагаемым номиналам её размеров назначить допуски на каждый линейный размер заготовки по табл.1 [1]. Причем допуски размеров элементов отливки, образованных двумя полуформами или полуформой и стержнем, устанавливают соответствующими классу размерной точности отливки (рис. 1б, размер К). Допуски размеров, образованных одной частью литейной формы или одним стержнем, устанавливают на один–два класса точнее (рис. 1б, размер М). Допуски размеров, образованных тремя и более частями литейной формы, несколькими стержнями или подвижными элементами формы, а также допуски толщин стенок, образованных двумя и более частями формы или формой и стержнем (рис. 1б, размер N), устанавливают на один–два класса грубее. - Определить степень коробления элементов отливки, которая зависит от соотношения наименьшего размера элемента отливки и наибольшего (толщины или высоты к длине элемента отливки), кратности использования литейных форм (многократные или разовые формы), ее сложности и ее материала. В предлагаемом табл. 10 [1] диапазоне следует выбирать меньшие значения для заготовок простой формы из легких цветных сплавов. Большие значения степени коробления соответствуют сложным по форме заготовкам из черных сплавов. - По табл. 2 [1] назначить допуски формы и расположения поверхностей отливки: отклонения от прямолинейности, плоскостности, параллельности, перпендикулярности, заданного профиля. Допуски круглости, соосности, симметричности, пересечения осей, позиционные допуски не должны превышать допусков на размеры, установленных в табл. 1 [1]. - Определить общие допуски элементов отливки, которые учитывают совместное влияние допуска размера и допусков формы и расположения поверхности по табл. 16 [1]. Для обрабатываемых поверхностей отливок установлено симметричное расположение полей допусков, для необрабатываемых поверхностей допускается симметричное и несимметричное (частично или полностью) расположение полей допусков размеров, формы и расположения. - Определить допуск смещения отливки по плоскости разъема, который устанавливают на уровне размерной точности отливки по номинальному размеру наиболее тонкой из стенок, выходящих на разъем или пересекающих его (табл. 1 [1]). - Определить степень точности поверхностей отливки по табл. 11 [1] в зависимости от выбранного метода литья, габаритов заготовки и типа сплава. Степень точности поверхностей определяется в указанном в таблице диапазоне, причем меньшее значение выбирается для простых по форме заготовок, изготовляемых в массовом автоматизированном производстве, а большее значение – для сложных заготовок единичного и мелкосерийного производства.
3.3.4. Назначить припуски на механическую обработку. Припуском на механическую обработку называется слой металла, при удалении которого резанием конфигурация поверхности не изменяется. Припуски на поверхности заготовок назначается для компенсации погрешностей, при изготовлении заготовки и на промежуточных этапах механической обработки. В технологии машиностроения применяют два способа определения припусков: табличный (ГОСТ 26645-85) и аналитический, изучаемый в курсе «Технология машиностроения». В данной работе необходимо припуски назначать по таблицам. В курсовом проекте по «Технологии машиностроения» и в дипломном проектировании студенты должны использовать аналитический метод расчёта. Припуски на обработку назначают дифференцированно на каждую обрабатываемую поверхность отливки (на сторону). - По назначенной степени точности определить шероховатость поверхностей отливки (табл. 12 [1]). - Уточнить поверхности, требующие механической обработки. - Определить ряды припусков на обработку (табл. 14 [1]) в зависимости от степени точности поверхностей. Меньшие значения рядов припусков из диапазонов их значений следует принимать для термообрабатываемых отливок из цветных легкоплавких сплавов, большие значения – для отливок из ковкого чугуна, средние – для отливок из серого и высокопрочного чугуна, термообрабатываемых отливок из стальных и цветных тугоплавких сплавов. При заливке для верхних поверхностей отливок единичного и мелкосерийного производства принимать увеличенные на одну–три единицы значения ряда припуска. - Вычислить соотношение между допусками размера детали и отливки. - Вычислить соотношение между допусками формы и расположения обработанной поверхности детали и обрабатываемой поверхности отливки. - Определить вид окончательной обработки (табл. 14, 15 [1]). При необходимости вид окончательной обработки уточнить по требованиям к шероховатости обработанных поверхностей детали [5]. - Определить общий припуск на сторону по значениям общих допусков и виду окончательной механической обработки (табл.13 [1]). Общие припуски на поверхности вращения и поверхности, используемые в качестве баз при их обработке, назначают по половинным значениям общих допусков отливки на соответствующие диаметры или расстояния между поверхностями отливки. - Уточнить значения припусков с учетом уровня технологии механообработки (табл. 15 [1]). В зависимости от технического уровня технологии механообработки следует назначать увеличенные или уменьшенные значения припусков, учитывая, что значения припусков табл. 6 [1] соответствуют среднему уровню точности обработки. При ненормированных требованиях к точности формы и расположения обрабатываемых поверхностей отливки общие припуски устанавливают по допускам размеров отливки.
3.3.5. Назначить напуски. После назначения припусков на все поверхности, подвергаемые механической обработке, назначают напуски, т.е. формовочные уклоны, радиусы закруглений, и оформляют элементы конструкции, не выполняемые в литье (например, отверстия малых диаметров и др.). Величину напусков определяют по ГОСТ 3212-92 или таблицам [5].
3.3.6. Рассчитать номинальные размеры отливок с учетом назначенных припусков и напусков.
3.3.7. Рассчитать массу отливки. Масса отливки Мзаг. рассчитывается по ее номинальным размерам, определенным в п. 2.3.6, с использованием модели детали, выполненной в графическом редакторе пакета Kompas 3D. Оформить чертеж отливки. Оформление чертежа отливки необходимо выполнить в соответствии с ГОСТ 3.1125-88 и ГОСТ 26645-85. Чертеж отливки с техническими требованиями должен содержать все данные, необходимые для изготовления, контроля и приемки отливки. Контур обрабатываемых поверхностей детали, а также отверстий, впадин и выточек, не выполняемых в литье, вычерчивают сплошной тонкой линией. Допускается при несложных отливках перечисленные контуры не вычерчивать. Остатки питателей, выпоров, промывников, стяжек и прибылей, если они не удаляются полностью в литейном цехе, изображают на чертеже отливки. Линия отрезки должна соответствовать способу отрезки: при отрезке резцом, дисковой фрезой, пилой и т.д. ее выполняют сплошной тонкой линией; при огневой резке или обламывании – сплошной волнистой линией. Усадочные ребра, стяжки, технологические приливы, пробы для испытаний, не удаляемые в литейном цехе, на чертеже отливки изображают полностью сплошной основной линией. Несимметричное расположение поля допуска отливки обозначают путем простановки предельных отклонений непосредственно у размера, при симметричном расположении поля допуска предельные отклонения у размера допускается не указывать. В этом случае допуски на размеры отливки указываются в технических требованиях, а отличные от них проставляются на чертеже предельными отклонениями размеров. На чертеже отливки следует указывать измерительные базы (базы разметки) и технологические базы механической обработки. В курсовой работе следует выполнить чертежи двух заготовок заданной детали, получаемых выбранными методами (один чертеж выполняется вручную, другой – на IBМ PC с помощью графического редактора). Пример оформления чертежа отливки дан в прил. 1. Для этого следует: 1) тонкими линиями нанести контуры детали; 2) тонкими линиями на поверхности, подвергаемые механической обработке, нанести припуски; 3) тонкими линиями на соответствующие поверхности нанести напуски (уклоны, радиусы скругления и др.); 4) линией толщиной 2S обвести окончательные контуры отливки; 5) указать базы первой операции механической обработки; 6) проставить размеры элементов отливки от выбранной базы, значения припусков, уклонов, радиусов скругления; 7) проставить допуски формы и взаимного расположения отливки; 8) нанести на поле чертежа технические требования; 9) в основной надписи чертежа под наименованием детали указать метод получения заготовки. Например: Стакан подшипника (отливка). В технических требованиях на отливку согласно ГОСТ 23645-85 и ОСТ 077-00 должны быть указаны: 1) нормы точности отливки в следующем порядке: класс размерной точности, степень коробления, степень точности поверхностей, класс точности массы и допуск смещения отливки. ПРИМЕР условного обозначения точности отливки 8-го класса размерной точности, 5-й степени коробления, 4-й степени точности поверхностей, 8-го класса точности массы с допуском смещения 0,8 мм: Точность отливки 8-5-4-8 См 0,8 ГОСТ 26645-85. Ненормируемые в некоторых случаях показатели точности отливок заменяют нулями, а обозначение смещения опускают. Например: Точность отливки 8-0-0-8 ГОСТ 26645-85. Класс точности массы в лабораторной работе нормироваться не будет, в обозначении точности отливки будет отмечаться 0; 2) значения номинальных масс: детали, припусков на обработку, технологических напусков и отливки в указанном порядке, ПРИМЕР обозначения номинальных масс, равных для детали 20,35 кг, для припусков на обработку – 3,15 кг, для технологических напусков – 1,35 кг, для отливки – 24,85 кг: Масса 20,35-3,15-1,35-24,85 ГОСТ 26645-85; 3) группа отливки по назначений. Например: Отливка 1-й группы ГОСТ 977-88; 4) группа сложности отливки (табл. П.2.6); 5) вид термообработки, твердость и места ее замеров; 6) величины не указанных на чертеже литейных радиусов; 7) величины не указанных литейных уклонов; 8) неуказанные предельные отклонения размеров; 9) неуказанные требования к точности формы и расположения поверхностей; 10) данные о виде, количестве, размерах и местах расположения литейных дефектов (раковин, трещин и т.д.), допускаемых на отливках без устранения, а также сведения о дефектах, допускаемых к устранению, и способы их устранения; 11) способ очистки поверхностей отливок; 12) при предъявлении специальных требований к твердости, глубина отбела отливки, макро- и микроструктуре и другим параметрам должны быть приведены пределы требуемых величин, а также метод испытаний; 13) место маркировки детали, характер ее (углубление или выпучивание).
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
