Глава 1. 1 Влияние детали и заготовки на выбор оборудования и процесс их изготовления в заготовительных и механических цехах

• Название: 1 Влияние детали и заготовки на выбор оборудования и процесс их изготовления в заготовительных и механических цехах
• Анкор: Глава 1.docx
• Дата: 22.09.2018
• Размер: 0.73 Mb.
• Имя файла: Глава 1.docx
• Тип: Документы; #24967
• страница: 1 из 5

Глава 1.Классификация деталей и технологического оборудования и их технико-экономические показатели

1.1. Влияние детали и заготовки на выбор оборудования и процесс их

изготовления в заготовительных и механических цехах

Форма и размеры деталей и заготовок оказывают определяющее влияние на технологический процесс изготовления детали, количество и структуру используемого оборудования, и другие специфические особенности работы механического цеха.


Рис. 1.1.1. Деталь (а) и возможные виды заготовок (б, в, г),
используемых для ее изготовления
При изготовлении детали, показанной на рис. 1.1.1,а,из заготовки, представляющей собой кусок проката (рис. 1.1.1,б),потребуется удалять на металлорежущих станках большие слои металла со всех поверхностей заготовки. Ориентировочный маршрутный технологический процесс механической обработки в этом случае может быть представлен в следующем виде: 1.2 – черновая; 1.3 – получистовая; 1.4 – чистовая, затем шлифовальная операция 2 с переходами на 2.1 – черновое; 2.2 – чистовое. При использовании заготовки, показанной на рис. 1.1,в маршрутный технологический процесс изготовления детали с получением той же точности и качества поверхности будет включаться меньше переходов токарной обработки, например, только получистовая и чистовая обработка. Следовательно, в этом случае будет затрачено меньше времени на обработку, меньше потребуется станков и инструмента для изготовления заданной программы деталей. Если же заготовка будет иметь повышенную точность (рис. 1.1.1,г),то для получения детали потребуется только операция шлифования, и то, возможно, исключительно чистовая обработка отдельных поверхностей. Очевидно, что при этом резко изменится структура парка станков.

При переходе от заготовки, показанной на рис. 1.1.1,б,к заготовке, приведенной на рис. 1.1.1,г,уменьшаются объем металла и затраты на материалы. Себестоимость (С) изготовления одной можно ориентировочно представить в виде суммы следующих основных элементов:

С = СМ + 3 + А + Пр

где СМ – стоимость материала; З – зарплата, составляющая примерно 14% от себестоимости; А – амортизационные отчисления, составляющие около 8% от себестоимости; Пр – прочие расходы.

Отсюда следует, что экономия металла на 1% снижает себестоимость в большей степени, чем повышение производительности труда на 1%. Все это определило серьезные работы по снижению массы изделий. Так, удельный расход черных металлов на 1 т грузоподъемности грузового автомобиля за последние 10 лет снизился на 20%, трактора – на 40%, бульдозера – на 28%.

Использование легких сплавов для изготовления деталей автомобиля вместо черных металлов позволяет не только применять более эффективные способы производства заготовок, но и существенно повышать производительность их механической обработки. Это следует из того, что скорость резания чугуна составляет 50–100, алюминия – 300, а магниевых сплавов – 600 м/мин.

Таким образом, правильный выбор материала детали и способа производства заготовки определяет технико-экономическую эффективность технологического процесса механической обработки, вид и число применяемого оборудования для производства заготовок и их обработка.

1.2.Краткая классификация деталей и оборудования
и машиностроения

1.2.1. Классификация деталей

Детали машиностроения делятся на ряд классов по близости технологических процессов их механической обработки, общности схем базирования, однотипности поверхностей, принимаемых за чистовые и черновые технологические базы. Эти вопросы подробно рассматриваются по дисциплине «Основы технологии машиностроения», здесь же будет обращено внимание на поверхности, играющие роль черновых технологических баз, которые должны быть получены с максимальной точностью, доступной используемому способу производства заготовки.

Класс 1. Корпусные детали. К корпусным деталям относят детали формы, в которой устанавливают и закрепляют другие детали и узлы.

Например, ккорпусным деталям относят блок цилиндров, картер коробки перемены передач, станину станка и др.

В качестве чистовых технологических баз у корпусных деталей используют, какправило, плоскость 1 и два отверстия 2 (рис. 1.2.1,а), которые должны быть обработаны на первой операции от черновых технологических баз, в качестве которых используют бобышки и 3 боковые поверхности 4, 5 (рис. 1.2.1,б). Используемые при этом установочная 1, 2, 3,направляющая 4, 5 и опорная 6 базы (см. рис. 1.2.1,б) лишают заготовку всех шести степеней свободы, обеспечивая полное ориентирование.

Класс 2. Круглые стержни. Это детали, имеющие ось вращения и обрабатываемые механическим способом на станках в центрах.

К этим деталям относят гладкие и ступенчатые валы, коленчатый вал, распределительный вал, валы с зубатыми венцами, крестовины карданных валов и т.д. В качестве чистовых технологических баз у деталей класса 2 при механической обработке используют центровые отверстия (рис. 1.2.1,а),которые сверлят после обработки торцов. Торцы обрабатывают на первой операции, базируя вал по технологическим черновым базам. При этом схема базирования зависит от длины заготовки вала. Заготовка коротких валов при базировании в призме имеет на торце установочную 1, 2, 3 и на поверхности меньшей ступени вала двойную опорную 4, 5 базы (рис. 1.2.2,б).Заготовка вала большой длины имеет на поверхности меньшей ступени вала двойную направляющую 1, 2, 3, 4 и на торце опорную 5 базы (рис. 1.2.2,в).

Класс 3. Некруглые стержни. Некруглыми стержнями являются прямые и кривые стержни – рычаги с некруглым поперечным сечением и длиной, превышающей поперечное сечение более чем в 2 раза. К некруглым стержням относятся: шатун, балка передней оси, рулевая сошка, тормозные колодки и др. В качестве чистовых баз у этих деталей используют, в основном, два отверстия 1 и плоскость 2 (рис. 1.2.3,a), которые должны быть обработаны на первой операции при базировании от черновых технологических баз, в качестве которых, как правило, используют плоскость и, например, наружные поверхности (рис. 1.2.3,б).На плоскости образуется установочная черновая технологическая база с точками 1, 2, 3, а на наружных плоскостях три опорных базы 4, 5, 6.


Рис. 1.2.1. Деталь класса некруглые стержни (а) и ее заготовка, базирование

принято от черновых технологических баз 1, 2, 3, 4, 5, 6
Класс 4. Диски. Все детали этого класса имеют форму тела вращения, длина (высота Н)которой меньше диаметра Д в 2 раза и более, т.е. < 0,5. Например, к этим деталям относят маховики, зубчатые колеса типа дисков, диски сцепления и др.

Чистовыми базами у дисков являются отверстие и торец, которые обрабатывают на первой операции от черновых технологических баз, которыми являются торец, играющий роль установочной базы 1, 2, 3, и наружная цилиндрическая поверхность, являющаяся двойной базой 4, 5 (рис. 1.2.4)





Рис. 1.2.2. Базирование от черновых технологических
баз заготовки диска

Класс 5. Полые цилиндры. Конструктивной особенностью деталей, относящихся к цилиндрам, является концентричное расположение внутренней и наружной цилиндрических поверхностей, при этом < 0,5.


Рис. 1.2.3. Базирование от черновых технологических баз заготовки полого цилиндра
К полым цилиндрам относят гильзу цилиндров, направляющие втулки клапанов, поршневые пальцы, ступицу колеса, тормозной барабан, поршень двигателя и др. Чистовыми технологическими, базами при обработке полых цилиндров являются внутренняя цилиндрическая поверхность и торец, которые обрабатывают на первой операции технологического процесса от черновых технологических баз. Этими базами являются наружная цилиндрическая поверхность, играющая роль двойной направляющей базы,2, 3,4, и торец, являющийся опорной базой 5 (рис. 1.2.5).

1.2.2. Классификация оборудования

Металлорежущее оборудование имеет определенные возможности, связанные с размерами и формой заготовок и деталей, качеством и методом обработки, производительностью, степенью концентрации операций и т. д.

В зависимости от вида обработки, металлорежущие станки разделяются на девять групп (табл. 1.2.1), при этом каждая группа в свою очередь разделяется на десять типов (подгрупп).

Обозначение модели станка состоит из цифр и букв, например 16К20. Первая цифра означает номер группы, вторая тип станка (подгруппы), а две цифры – наиболее характерные технологические параметры станка.

Многообразие деталей машиностроения требует соответствую-щего разнообразия типов и моделей станков. Для единичного и мелкосерийного производства используются универсальные станки, для массового и крупносерийного в основном специальные и специализированные.

Организационно-экономические условия использования металлорежущего оборудования очень многообразны. В то же время можно это многообразие свести к четырем основным показателям: производительность, точность, переналаживаемость и надежность. Эти показатели связаны между собой конструкцией, технологией, организацией и экономикой.

Эффективность оборудования в современных условиях и высокой стоимости может быть обеспечена только в условиях интенсивной эксплуатации (24 часа – в сутки). Таким образом, от оборудования требуется надежная непрерывная работа при минимальном участии человека.
0

Станки	Группа	Тип станка
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Токарные	1	Автоматы и полуавтоматы			Токарно-револьверные	Токарно-револьверные полуавтоматы	Карусельные	Токарные и лоботокарные	Многорезцовые и копировальные	Специализированные	Разные токарные
		специализированные	Одно-шпиндельные	многошпиндельные
Сверлильные и расточные	2		Настольно- и вертикально-сверлильные	Полуавтоматы		Координатно-расточные	Радиально- и координатно-сверлильные	Расточные	Отделочно-расточные	Горизонтально-сверлильные	Разные сверлильные
				одношпиндельные	многошпиндельные
Шлифовальные, полировальные, доводочные, заточные	3		Кругло-шлифовальные, бесцентрово-шлифовальные	Внутришлифовальные, координатно-шлифовальные	Обдирочно-шлифовальные	Специализированные шлифовальные	Продольно-шлифовальные	Заточные	Плоскошлифовальные	Притирочные, полировальные, Хонинговальные, доводочные	Разные станки, оснащенные абразивным инструментом
Электрофизические и электрохимические	4			Светолучевые		Электрохимические			Электроэрозионные, ультразвуковые прошивочные	Анодно-меха-нические отрезные
Зубо- и резьбообрабатывающие	5	Резьбонарезные	Зубодолбежные для обработки цилиндрических колес	Зубонарезные для обработки конических колес	Зубофрезерные для обработки цилиндрических колес и шлицевых валов	Для нарезания червячных колес	Для обработки торцов зубьев колес	Резьбофрезер-ные	Зубоотделоч-ные, проверочные и обкатные	Зубо- и резьбо-шлифовальные	Разные зубо- и резьбообрабатывающие

Продолжение табл. 1.2.1

Станки	Группа	Тип станка
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Фрезерные	6	Барабанно-фрезерные	Вертикально-фрезерные консольные	Фрезерные непрерывного действия	Продольные одно-стоечные	Копировальные и гравировальные	Вертикально-фрезерные бесконсольные	Продольные двухстое-чные	Консольно-фрезерные операционные	Горизонтально-фрезерные консольные	Разные фрезерные
Строгальные, долбежные, протяжные	7		Продольные		Поперечно-строгальные	Долбежные	Протяжные горизонтальные	Протяжные вертикальные для протягивания		Разные строгальные станки
			одностоечные	двухстоечные				внутреннего	наружного
Разрезные	8		Отрезные, оснащенные			Правильно-отрезные	Ленточно-пильные	Отрезные с дисковой пилой	Отрезные ножовочные
			резцом	шлифовальным кругом	гладким или насеченным диском
Разные	9		Трубо- и муфтообрабатывающие	Пилонасекательные	Правильно- и бесцентрово-обдирочные		Для испытания инструментов	Делительные машины	Балансировочные

Точность станков является одним из основных показателей качества. В международной практике точность оборудования определяется стандартами ISO, в нашей стране – ГОСТами.

Производительность станка оценивается сокращением штучного времени на изготовление детали.

Переналаживаемость станков заключается в возможности их переналаживания на изготовление различных деталей (или операций) в зависимости от изменяющейся производственной ситуации. Использование систем ЧПУ и программируемых командоаппаратов позволяет значительно расширить технологические возможности оборудования и обеспечить быструю перестройку процесса с учетом требований рынка.

Надежность станков является необходимым условием их использования у потребителя. Чем сложнее и дороже оборудование, тем важнее данное качество оборудования.

При создании оборудования используются все самые передовые достижения машиностроения, приборостроения, электротехники, информатики, художественного проектирования, эргономики и экономики.