Учебное пособие: Методические указания к выполнению расчетно-графической работы

Федеральное агентство по образованию

Архангельский государственный технический университет

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изготовление деталей литьем

Механическая обработка отливок

Методические указания к выполнению

расчетно-графической работы

Архангельск

2009
Рассмотрены и рекомендованы к изданию

методической комиссией механического факультета

Архангельского государственного технического университета

Составители:

А.Е. Алексеев, проф., докт. техн. наук;

В.Н. Потехин, доц., канд. техн. наук;

В.Л. Сытин, ст. преподаватель.

Рецензент

В.Д. Лебедев, доц., канд. техн. наук

УДК 669. 13. 15 + 669. 2. 8. 018

А.Е. Алексеев, В.Н. Потехин, В.Л. Сытин. Технология конструкционных материалов. Методические указания к выполнению расчетно – графической работы. 2-е изд. перераб. и доп. – Архангельск: РИО АГТУ, 2009. – 12 с.

Приведены справочные материалы по проектированию формы и размеров отливок и по выбору схем и параметров режима механической обработки поверхностей отливок.

Предназначены для студентов специальностей 250301.65 – лесоинженерное дело, направление 250300.62 – бакалавры, 250303.65 – технология деревообработки.

Рис.9. Табл.7. Библиогр. 4 назв.

© АГТУ, 2009

1 РАСЧЕТ МАССЫ ДЕТАЛИ

Для определения массы детали необходимо условно разделить деталь на отдельные элементы (цилиндры, конуса, сферы, параллелепипеды, кубы и т.д. Фаски, галтели, скругления, уклоны допускается не учитывать). Определить объемы этих элементов, просуммировать их и результат умножить на плотность сплава – получится масса детали – G _дет .

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАЗМЕРОВ ЗАГОТОВКИ (ОТЛИВКИ)

Изготовление деталей включает в себя получение заготовки, а затем обработку заготовки на металлорежущих станках (токарных, фрезерных, строгальных, сверлильных и т.д.), т.е. механическую обработку.

Одним из способов получения заготовок является литье; заготовка в этом случае называется отливкой . Поверхности отливок, как правило, грубые, с большой шероховатостью и неточные. Для получения точных и чистых поверхностей отливки подвергают механической обработке резанием. При этом режущий инструмент (резец, фреза, сверло и т.д.) срезает определенный слой металла в виде стружки. Толщина слоя металла, который необходимо удалить с заготовки для получения качественной поверхности, называется припуском z на обработку поверхности детали.

У детали могут быть поверхности с грубыми требованиями к точности размеров и шероховатости. Эти требования обычно обеспечивают в процессе изготовления отливки, и в этом случае нет необходимости в механической обработке поверхностей. На эти поверхности в ходе проектирования технологического процесса изготовления отливки припуски не назначают.

Поверхности, подвергаемые после литья механической обработке, на чертеже детали обозначаются символом , с указанием цифр – параметров шероховатости (например, , ). Поверхности, не подвергаемые механической обработке, на чертеже детали обозначаются символом .

Когда несколько поверхностей детали имеют одинаковую шероховатость или не подвергаются механической обработке, то обозначение их шероховатости наносят не на изображение детали, а помещают в правом верхнем углу чертежа (рисунки 1 и 2). Это означает, что все поверхности, на которых не нанесены обозначения шероховатости или символ , должны иметь шероховатость, указанную перед обозначением ( ).

Рисунок 1

Для проектирования отливки по заданному чертежу детали необходимо сделать анализ поверхностей детали: выявить поверхности, которые должны обрабатываться резанием, а какие не обрабатываются – т.е. остаются в состоянии отливки.

На обрабатываемые поверхности припуски назначаются по таблице 1. На необрабатываемые поверхности припуски не назначаются.

Конструкция отливки должна быть простой и удобной для изготовления, иметь обтекаемую форму с плавными сопряжениями частей. Плавный переход от одной поверхности к другой осуществляется с радиусом галтелей 5, 6, 8 мм (R5, R6, R8). Внешние очертания детали следует упростить: уступы высотой 5 мм и меньше не отливаются (спрямляются). Отверстия малого диаметра, канавки, проточки, выемки, пазы, углубления и т.д. проще выполнить обработкой резанием, а не литьем. Минимальный диаметр отливаемых отверстий в стальных отливках составляет 32 мм, а в чугунных – 27 мм.

Припуски на механическую обработку, небольшие отверстия, углубления, выемки, канавки, проточки, пазы и т.д., которые получаются литьем, на эскизе отливки показываются штриховкой (рисунок 3). Размеры канавок, фасок, резьбовых отверстий не показаны, так как они не влияют на процесс конструирования отливки.

3 РАСЧЕТ МАССЫ ЗАГОТОВКИ

По эскизу отливки по аналогии с деталью с учетом припусков определяется масса отливки – G _отл .

Зная массы детали и отливки, рассчитывают коэффициент использования металла

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВКИ

Для обработки заданной преподавателем поверхности выбрать режущий инструмент, назначить режим резания и рассчитать основное (технологическое) время черновой и чистовой обработки.

Механическую обработку поверхностей отливок обычно разделяют на черновую и чистовую. Параметры режима резания назначают в последовательности: глубина резания– t , мм, подача – S , мм/об, скорость резания – V , м/мин.

При черновой обработке стремятся снять почти весь припуск, оставляя примерно 0,5 мм на чистовую обработку, за один проход с максимально возможной большой подачей

t = z – 0,5

Подачу S назначают в зависимости от величины t по таблице 2. Затем подачу корректируют по паспортным данным станка, выбирая ближайшее значение по таблице 6.

В зависимости от величины t и S по таблице 3 выбирается скорость резания V_p .

По величине V_p рассчитывают частоту вращения заготовки n_p , мин^-1 , по формуле

,

где D – диаметр заготовки, мм.

По паспортным данным станка (таблица 7) выбирается ближайшая меньшая величина n .

После выбора n рассчитывается фактическая скорость резания V , м/мин, по формуле

По выбранному режиму резания рассчитывается основное (технологическое) время – T ₀ , мин, по формуле

,

где L – длина обработки, мм;

,

где l ₁ – длина врезания, мм (рисунки 4…9);

l ₂ – длина перебега резца, мм (рисунки 4…9);

l – длина обрабатываемой поверхности, мм.

,

где φ – главный угол резца в плане.

При чистовой обработке t определяется частью припуска, оставленной на чистовую обработку,

Величина подачи S выбирается в зависимости от заданной чертежом шероховатости поверхности по таблице 4 и корректируется по паспортным данным станка по аналогии с подачей при черновой обработке.

Величина скорости резания V выбирается по таблице 5 и корректируется по паспортным данным станка по аналогии со скоростью резания при черновой обработке.

Величина основного времени T ₀ рассчитывается по аналогии с черновой обработкой.

5 СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ

Изобразить схему обработки заданной поверхности в соответствии с рисунками 4…9 и заполнить таблицы параметров

режима резания: t , S , V , n , T ₀ .

а – чертеж детали; б – чертеж отливки

Рисунок 3

Рисунок 4

Обтачивание цилиндрической по-

верхности на проход проходным

отогнутым резцом

l ₂ = 1..5 мм

Рисунок 5

Обтачивание цилиндрической

поверхности до упора проходным

упорным резцом

l ₁ = 0,5..2 мм

Рисунок 6

Подрезание торцовой поверх-ности на проход проходным отогнутым резцом

l ₂ = 0,5..2 мм

Рисунок 7

Подрезание торцовой поверхности до упора подрезным резцом

l ₁ = 0,5..2 мм

Таблица 1 – Припуски отливок на механическую обработку

В миллиметрах

Таблица 2 – Подачи при черновом точении

Примечание: верхние пределы подач для меньшей глубины резания,

нижние – для большей

Таблица 3 – Скорость резания при черновом точении

Примечания: 1 – при точении резцом с φ = 90° значение V умножать

на 0,7;

2 – при растачивании отверстий значение V умножать

на 0,8;

3 – при поперечном точении (подрезании торцов)

значение V умножать на 0,5;

4 – при точении по литейной корке значение V

умножать на 0,6.

Таблица 4 – Подачи при чистовой обработке при точении

Таблица 5 – Скорость резания при чистовом точении

Примечания: 1 – при точении резцом с φ = 90° значение V умножать на 0,7умножать на 0,7;

2 – при растачивании отверстий значение V умножать на 0,8;

3 – при поперечном точении значение V умножать на 0,5.

Таблица 6 – Значения подач S станка 1К62

В мм/об

Таблица 7 – Значения частот вращения шпинделя станка 1К62

В мин ^–1

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 РАСЧЕТ МАССЫ ДЕТАЛИ... 3

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАЗМЕРОВ ЗАГОТОВКИ (ОТЛИВКИ). 3

3 РАСЧЕТ МАССЫ ЗАГОТОВКИ... 5

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВКИ... 6

5 СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ... 7

ЛИТЕРАТУРА

1. Технология конструкционных материалов. Под ред. А.М. Дальского – М.: Машиностроение, 1985. – 448 с.

2. Данилевский В.В. Справочник молодого машиностроителя. – М.: Высшая школа, 1967. – 848 с.

3. Яковлев Б.Н. Технология конструкционных материалов. Изготовление деталей литьем. Методические указания к выполнению лабораторных работ. – Архангельск: РИО АЛТИ, 1985. – 26 с.

4. Яковлев Б.Н., Беляков В.Я., Орлов Б.Ф. Технология конструкционных материалов. Методические указания к выполнению контрольной работы 4 раздела «Обработка металлов резанием». – Архангельск: РИО АГТУ, 1998. – 7с.

Отпечатано в типографии Архангельского государственного университета.

163007, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17