2. Выбор действующего типового, группового технологического процесса или поиск аналога единичного процесса
Разработку технологического процесса (ТП) необходимо проводить на основе унифицированных технологических процессов (типовой, групповой). При их отсутствии технологический процесс должен разрабатываться на основе принятия прогрессивных решений, содержащихся в единичных ТП изготовления аналогичных деталей. Материалы необходимо подбирать на предприятии или по литературным источникам.
3. Выбор исходной заготовки и методов ее изготовления
Для изготовления деталей машин применяются заготовки пяти видов: заготовки из проката; поковки и штамповки; отливки; заготовки, изготовленные комбинированным методом; заготовки из металлокерамики, пластмасс и других неметаллических материалов. Выбор заготовки определяется рядом факторов: технологическими свойствами материала (литейных свойств штампуемости, структурных изменений и т.д.); требуемой точностью выполнения заготовки и качеством ее поверхности; размерами детали и ее конструктивной формой; программой выпуска деталей; служебным назначением детали. В пособии ограничимся рассмотрением вопросов, относящихся к заготовкам, полученным штамповкой, как наиболее широко используемым в курсовых проектах.
Поковки штампованные
Детали, работающие в условиях значительного силового нагружения, при знакопеременных или циклических нагрузках рекомендуется изготовлять из штампованных поковок (в дальнейшем поковок). Поковки из стали в зависимости от назначения и условий работы, изготовляемых из них деталей и особенностей производства согласно ГОСТ 847970 разделяются по видам испытаний на пять групп (табл. 1). Группа поковки указывается на чертеже детали.
Технические требования
Поковки поставляются в термически обработанном состоянии. Они должны быть очищены от окалины травлением, дробеструйным или иным методом. Допускаются местные дефекты в виде шлаковых включений, закатов, заковов, а также трещин, глубина которых не должна превышать половины номинального припуска на механическую обработку. Трещины должны быть удалены зачисткой.
Таблица 1
К определению группы поковок
Группа поковок |
Виды испытаний |
Условия комплектования партии |
Сдаточные характеристики |
I |
Без испытаний |
Поковки одной или разных родов стали |
– |
II |
Определение твердости |
Поковки одной марки стали, совместно прошедшие термическую обработку |
Твердость |
III |
Определение твердости |
Поковки одной марки стали, прошедшие термическую обработку по одинаковому режиму |
Твердость |
IV |
1. Испытание на растяжение. 2. Определение ударной вязкости. 3. Определение твердости. |
Поковки одной плавки стали, совместно прошедшие термообработку |
Предел текучести. Относительное сужение. Ударная вязкость.
|
V |
То же, что в IV |
Принимается индивидуально каждая поковка |
То же, что в IV |
Размеры и допуски поковок. При выполнении курсового проекта номинальные размеры поковок следует определять расчетом. Линейные размеры должны быть установлены от исходных баз механической обработки. Допуски на размеры поковок содержатся в отраслевом стандарте ОСТ 1.41187–78 и в ГОСТ 7505–89.
Значение допусков на размеры штампованных поковок по ОСТ 41187–78
Допуски, указанные в отраслевом стандарте, относятся к линейным размерам штампованных заготовок из стали, титановых сплавов и цветных сплавов (алюминиевых, магниевых, медных), изготовляемых на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах. Кроме того, в стандарте указаны допустимые величины смещений частей штампа, допустимые коробления заготовок (кривизна, прогиб), допустимые отклонения от соосности прошиваемых отверстий, допуски на штамповочные уклоны и незакоординированные радиусы.
Отраслевой стандарт предусматривает шесть классов точности изготовления заготовок. Первый и второй классы предназначены для элементов штамповок, подвергаемых холодной плоскостной калибровке (чеканке), третий класс – для элементов заготовок, подвергаемых горячей плоскостной калибровке, четвертый класс – для штамповок, изготовляемых обычными методами горячей штамповки с последующей горячей калибровкой. Пятый и шестой классы точности относятся к заготовкам, получаемым обычными методами горячей штамповки.
Для назначения допусков размеры разделяются на вертикальные (H, s, h, h1) – перпендикулярные плоскости разъема штампа, и горизонтальные – параллельные плоскости разъема штампа (рис. 1).
Допуски на вертикальные размеры назначаются в зависимости от площади проекции штампованной заготовки на плоскость разъема штампа (табл. 2, 3), а допуски на горизонтальные размеры – в зависимости от абсолютной величины размера (табл. 4).
Рис. 1. Поковка штампованная
Кроме того, линейные размеры разделяют по характеру влияния на них износа штампов на пять групп:
1
r
. Размеры
D, d, H, s, b,
изменяющие величину при износе штампа
с двух сторон в противоположных
направлениях, назначают по табл. 2
(вертикальные размеры) и табл. 4
(горизонтальные размеры) для двухстороннего
износа штампа. При этом если размер
относится к охватываемой (наружной)
поверхности заготовки, то отклонение
назначают со знаками, указанными в
табл. 4. Например, для стальной заготовки
5-го класса точности на размер D = 90 мм
следует назначать допуск
.
Если же размер относится к охватывающей
(внутренней) поверхности (к выемке)
заготовки, то отклонения принимаются
по табл. 4 с обратными знаками. Например,
для стальной заготовки 5-го класса
точности
на размер d
= 65 мм следует назначить допуск
.
2. Вертикальные размеры h и h1, изменяющие величину при износе штампа с двух сторон, но в одном направлении. Допуск на них назначают:
а) если размер h определяет высоту элемента штампованной заготовки и обусловливает износ штампа в одном направлении (по табл. 2);
б) если размер
h1
определяет глубину выемки в штампованной
заготовке и обусловливает износ штампа
в одном направлении (см. табл. 2),
то значение принимается с коэффициентом
1,5
и с обратным знаком. Например, для
стальной заготовки 6-го класса точности
при площади проекции заготовки на
плоскость разъема штампа, равной 180 см2,
допуск на размер h1
составляет
.
3. Горизонтальные размеры (b), определяющие длину или ширину элемента штампованной заготовки (ширину ребра, ширину и длину бобышки и т.д.) и обусловливающие двухсторонний износ штампа. Допуски на них определяются по табл. 4.
4. Горизонтальные размеры (L и L1) изменяются при износе штампа с одной стороны. Отклонения на них назначаются равными половинным значениям отклонений удвоенных размеров (2L, 2L1), взятым по табл. 4 (двухсторонний износ). Для размера L1 отклонения принимаются с противоположными знаками.
Например:
а) для
L = 60 мм
(стальная заготовка, 6-й класс точности)
допуск определяется по табл. 4
на размер 2L = 2 60
= 120
и будет равен
.
б) Для
размера L1 = 70 мм
(стальная заготовка 6-го класса точности)
допуск следует принимать по размеру
2L1
= 2
70 = 140. Половина допуска с обратными
знаками отклонений равна
.
5. Горизонтальные размеры (А), на которые не влияет износ штампа. Допуск на них назначают по табл. 5.
Примечание. Допуски на размеры закоординированных радиусов равны половине допусков на соответствующие диаметры.
Таблица 2
Допуски на вертикальные (перпендикулярные плоскости разъема) размеры штамповочных заготовок (двухсторонний износ) ОСТ 1.41187–78
Площадь штампованной заготовки на плоскость разъема штампа, см2 |
Заготовки |
||||||
из стали и титановых сплавов |
из цветных сплавов |
||||||
Классы точности |
|||||||
Свыше |
До |
4 |
5 |
6 |
4 |
5 |
6 |
Отклонения, мм |
|||||||
|
16 |
+0,25 –0,10 |
+0,4 –0,2 |
+0,6 –0,3 |
+0,2 –0,1 |
+0,3 –0,2 |
+0,5 –0,3 |
16 |
25 |
+0,3 –0,15 |
+0,5 –0,3 |
+0,7 –0,35 |
+0,25 –0,15 |
+0,4 –0,2 |
+0,6 –0,3 |
25 |
40 |
+0,35 –0,2 |
+0,6 –0,3 |
+0,85 –0,4 |
+0,3 –0,15 |
+0,4 –0,2 |
+0,7 –0,4 |
Окончание табл. 2
Площадь штампованной заготовки на плоскость разъема штампа, см2 |
Заготовки |
||||||
из стали и титановых сплавов |
из цветных сплавов |
||||||
Классы точности |
|||||||
Свыше |
До |
4 |
5 |
6 |
4 |
5 |
6 |
Отклонения, мм |
|||||||
40 |
80 |
+0,45 –0,2 |
+0,7 –0,4 |
+1,1 –0,5 |
+0,35 –0,2 |
+0,5 –0,3 |
+0,9 –0,5 |
80 |
160 |
+0,55 –0,25 |
+0,9 –0,4 |
+1,4 –0,7 |
+0,45 –0,2 |
+0,7 –0,35 |
+1,1 –0,6 |
160 |
320 |
+0,7 –0,35 |
+1,1 –0,5 |
+1,8 –0,9 |
+0,55 –0,35 |
+0,85 –0,6 |
+1,4 –0,9 |
320 |
480 |
+0,85 –0,4 |
+1,3 –0,6 |
+2,1 –1,1 |
+0,7 –0,35 |
+1,1 –0,35 |
+1,8 –0,6 |
Таблица 3
Допуски на вертикальные (перпендикулярные плоскости разъема) размеры штампованных заготовок (износ в одном направлении), ОСТ 1.41187–78
Площадь проекции штампованной заготовки на плоскость разъема штампа, см2 |
Заготовки |
||||||
из стали и титановых сплавов |
из цветных сплавов |
||||||
Классы точности |
|||||||
Свыше |
До |
4 |
5 |
6 |
4 |
5 |
6 |
Отклонения, мм |
|||||||
|
16 |
+0,05 –0,10 |
+0,10 –0,15 |
+0,15 –0,20 |
+0,05 –0,05 |
+0,10 –0,10 |
+0,15 –0,15 |
16 |
25 |
+0,10 –0,10 |
+0,15 –0,20 |
+0,20 –0,25 |
+0,05 –0,10 |
+0,10 –0,15 |
+0,15 –0,20 |
25 |
40 |
+0,10 –0,15 |
+0,15 –0,25 |
+0,20 –0,30 |
+0,10 –0,10 |
+0,15 –0,15 |
+0,20 –0,20 |
40 |
80 |
+0,10 –0,20 |
+0,20 –0,25 |
+0,30 –0,40 |
+0,1 –0,15 |
+0,15 –0,20 |
+0,25 –0,30 |
80 |
160 |
+0,15 –0,20 |
+0,20 –0,30 |
+0,35 –0,5 |
+0,1 –0,15 |
+0,28 –0,25 |
+0,30 –0,40 |
160 |
320 |
+0,20 –0,25 |
+0,25 –0,40 |
+0,45 –0,60 |
+0,15 –0,2 |
+0,25 –0,36 |
+0,35 –0,40 |
320 |
480 |
+0,20 –0,30 |
+0,30 –0,40 |
+0,55 –0,70 |
+0,20 –0,20 |
+0,30 –0,40 |
+0,45 –0,65 |
Таблица 4
Допуски на горизонтальные (параллельные плоскости разъема) размеры штампованных заготовок (двухсторонний износ), ОСТ 1 41187–78
Размеры штампованной заготовки, мм |
Заготовки |
|||||||
из цветных сплавов, алюминиевых, магниевых, медных |
из стали и титановых сплавов |
|||||||
Классы точности |
||||||||
Свыше |
До |
4 |
5 |
6 |
4 |
5 |
6 |
|
Отклонения, мм |
||||||||
|
16 |
+0,25 –0,10 |
+0,30 –0,20 |
+0,40 –0,20 |
+0,30 –0,15 |
+0,40 –0,20 |
+0,50 –0,30 |
|
16 |
25 |
+0,30 –0,15 |
+0,4 –0,20 |
+0,60 –0,30 |
+0,35 –0,20 |
+0,50 –0,30 |
+0,60 –0,40 |
|
25 |
40 |
+0,35 –0,15 |
+0,50 –0,30 |
+0,70 –0,40 |
+0,40 –0,25 |
+0,60 –0,40 |
+0,70 –0,50 |
|
40 |
60 |
+0,40 –0,20 |
+0,60 –0,30 |
+0,80 –0,50 |
+0,55 –0,30 |
+0,70 –0,50 |
+0,90 –0,60 |
|
60 |
100 |
+0,55 –0,30 |
+0,70 –0,40 |
+0,90 –0,60 |
+0,70 –0,40 |
+0,90 –0,60 |
+1,10 –0,70 |
|
100 |
160 |
+0,70 –0,40 |
+0,90 –0,50 |
+1,10 –0,70 |
+0,85 –0,55 |
+1,10 –0,70 |
+1,30 –0,90 |
|
160 |
250 |
+0,85 –0,55 |
+1,10 –0,70 |
+1,40 –0,90 |
+1,10 –0,70 |
+1,30 –0,90 |
+1,60 –1,10 |
|
250 |
360 |
+1,10 –0,70 |
+1,30 –0,80 |
+1,60 –1,10 |
+1,30 –0,85 |
+1,50 –1,1 |
+1,80 –1,30 |
|
360 |
500 |
+1,3 –0,85 |
+1,50 –1,10 |
+2,10 –1,40 |
+1,50 –1,10 |
+1,8 –1,3 |
+2,10 –1,60 |
|
Таблица 5
Допуски на горизонтальные (параллельные плоскости разъема) размеры штампованных заготовок (не зависящие от износа штампа) ОСТ 1.4118778
Размер штампованной заготовки |
Заготовки |
|||||||||||||
из стали и титановых сплавов |
из цветных металлов |
|||||||||||||
Классы точности |
||||||||||||||
Свыше |
До |
4 |
5 |
6 |
4 |
5 |
6 |
|||||||
Отклонения, мм |
||||||||||||||
|
40 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,05 |
0,10 |
0,15 |
|||||||
40 |
60 |
0,15 |
0,20 |
0,30 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
|||||||
60 |
100 |
0,20 |
0,25 |
0, 35 |
0,15 |
0,20 |
0,30 |
|||||||
100 |
160 |
0,20 |
0,35 |
0,5 |
0,20 |
0,30 |
0,50 |
|||||||
160 |
250 |
0,35 |
0,5 |
0,7 |
0,25 |
0,40 |
0,70 |
|||||||
250 |
360 |
0,45 |
0,70 |
0,9 |
0,35 |
0,55 |
0,90 |
|||||||
360 |
500 |
0,55 |
0,90 |
1,2 |
0,45 |
0,70 |
1,10 |
|||||||
Допуск на незакоординированный радиус R устанавливается в зависимости от величины радиуса по табл. 6.
Таблица 6
Допуски на размеры незакоординированных технологических радиусов штампованных заготовок
Номинальный размер радиуса, мм |
Заготовки |
|||||
из стали и титановых сплавов |
из цветных металлов |
|||||
Класс точности |
||||||
4 |
5 |
6 |
4 |
5 |
6 |
|
До 1,6 |
+0,5 –0,5 |
+1,0 –0,5 |
|
+0,5 –0,5 |
+1,0 –0,5 |
|
Св.1,6 до 2,5 |
+0,5 –0,5 |
+1,0 –0,5 |
+1,5 –1,0 |
+0,5 –0,5 |
+1,0 –0,5 |
+1,5 –1,0 |
Св.2,5 до 4,0 |
+1,5 –1,0 |
+2,0 –1,0 |
+2,0 –1,5 |
+1,0 –0,5 |
+1,5 –0,5 |
+2,0 –1,0 |
Св.4,0 до 8,0 |
+2,0 –1,0 |
+2,5 –1,0 |
+3,0 –1,5 |
+1,5 –1,0 |
+2,0 –1,0 |
+2,5 –1,0 |
Окончание табл. 6
Номинальный размер радиуса, мм |
Заготовки |
|||||
из стали и титановых сплавов |
из цветных металлов |
|||||
Класс точности |
||||||
4 |
5 |
6 |
4 |
5 |
6 |
|
Св.8,0 до 16 |
+2,5 –1,5 |
+3,5 –1,5 |
+4,0 –2,0 |
+2,0 –1,0 |
+3,0 –1,0 |
+3,5 –1,5 |
Св.16 до 32 |
+3,0 –2,0 |
+4,0 –2,0 |
+5,0 –2,5 |
+2,5 –1,5 |
+3,5 –1,5 |
+4,5 –2,0 |
Св.32 до 50 |
+4,0 –2,0 |
+5,0 –2,5 |
+6,0 –3,0 |
+4,0 –2,0 |
+5,0 –2,5 |
+6,0 –3,0 |
Допуски на смещение штампованных заготовок в плоскости разъема штампа устанавливаются в зависимости от плоскости проекции штампованной заготовки по табл. 7.
Таблица 7
Допускаемое смещение (в мм) по плоскости разъемов штампа для штампованных заготовок из стали, титановых, алюминиевых, магниевых, медных сплавов
Площадь проекции штампованной заготовки на плоскость разъема штампа, см2 |
Классы точности |
|||||
4 |
5 |
6 |
||||
До16 |
0,15 |
0,2 |
0,3 |
|||
Св.16 до 25 |
0,15 |
0,2 |
0,4 |
|||
Св.25 до 40 |
0,20 |
0,3 |
0,5 |
|||
Св.40 до 80 |
0,20 |
0,3 |
0,6 |
|||
Св.80 до 160 |
0,25 |
0,4 |
0,7 |
|||
Св.160 до 320 |
0,25 |
0,5 |
0,8 |
|||
Св.320 до 480 |
0,3 |
0,6 |
1,0 |
|||
Допуски на смещение не зависят от других допусков и являются дополнением к ним.
Допускаемое коробление (кривизна, прогиб и др.) устанавливается по наибольшему габаритному размеру штампованной заготовки по табл. 8.
Таблица 8
Допускаемое коробление штампованных заготовок
Размер штампованной заготовки, мм |
Заготовки |
||||||||||||||||||||
из стали и титановых сплавов |
из цветных металлов |
||||||||||||||||||||
Классы точности |
|||||||||||||||||||||
Свыше |
До |
4 |
5 |
6 |
4 |
5 |
6 |
||||||||||||||
Отклонения (+, –), мм |
|||||||||||||||||||||
|
16 |
0,20 |
0,3 |
0,4 |
0,10 |
0,15 |
0,2 |
||||||||||||||
16 |
25 |
0,20 |
0,3 |
0,4 |
0,15 |
0,2 |
0,3 |
||||||||||||||
25 |
40 |
0,25 |
0,4 |
0,5 |
0,15 |
0,2 |
0,3 |
||||||||||||||
40 |
60 |
0,30 |
0,4 |
0,6 |
0,2 |
0,25 |
0,4 |
||||||||||||||
60 |
100 |
0,35 |
0,5 |
0,8 |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
||||||||||||||
100 |
160 |
0,40 |
0,6 |
0,9 |
0,25 |
0,40 |
0,6 |
||||||||||||||
160 |
250 |
0,45 |
0,7 |
1,0 |
0,30 |
0,5 |
0,7 |
||||||||||||||
250 |
360 |
0,50 |
0,8 |
1,1 |
0,35 |
0,5 |
0,8 |
||||||||||||||
360 |
500 |
0,60 |
1,0 |
1,3 |
0,40 |
0,6 |
1,0 |
||||||||||||||
Допуски на коробление являются дополнением к другим допускам.
Допуски на штамповочные уклоны устанавливаются в зависимости от величины штамповочного уклона по табл. 9.
Таблица 9
Допуски на штамповочные уклоны
Номинальный размер штамповочного уклона, град. |
Классы точности |
||||||
4 |
5 |
6 |
|||||
От |
До |
Предельные отклонения |
|||||
|
2 |
|
030 |
045 |
|||
2 |
5 |
020 |
030 |
100 |
|||
5 |
7 |
030 |
045 |
100 |
|||
7 |
10 |
045 |
100 |
130 |
|||
020Допуски на штамповочные уклоны не зависят от других допусков и являются дополнением к ним.
Допускаемая величина остатка облоя устанавливается по наибольшему габаритному размеру штампованной заготовки и способу обрезки облоя по табл. 10. Остаток облоя является дополнением к другим допускам.
Таблица 10