6.3 Выбор оптимального метода получения заготовок для деталей, обрабатываемых в условиях гпм и ртк

Выбор способа получения заготовки, максимально приближенной по форме и размерам к готовой детали, является одним из определяющих направлений в развитии и совершенствовании ГАП.

При выборе метода получения заготовки определяют ее конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и выявляют комплекс технических требований, характеризующих геометрическую точность заготовки и физико-механические свойства ее материала. Заготовки для деталей типа тел вращения получают в основном из проката, литьем, ковкой и штамповкой.

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости. Так же учитываются прогрессивные тенденции развития технологии машиностроения. Решение задачи формообразования деталей целесообразно перенести на заготовительную стадию и тем самым снизить расход материала, уменьшить долю затрат на механическую обработку в себестоимости готовой детали. Для этого необходимо предусмотреть возможность экономии труда и материалов путем применения автоматизированных технологических процессов. Легче всего поддаются автоматизации непрерывные процессы производства заготовок - литье профилей проката заготовок.

Особенно важно правильно выбрать заготовку и назначить оптимальные условия изготовления в условиях ГАП. Поэтому заготовки должны соответствовать утвержденным техническим условиям и их необходимо подвергать техническому контролю по соответствующей инструкции [25]. Проверке подвергают химический состав и механические свойства материала, структуру, наличие внутренних дефектов, размеры, массу заготовки.

Наиболее качественными, а самое главное, отвечающими требованиям ГАП, являются заготовки деталей типа тел вращения, получаемые за счет использования рациональных методов обработки. К таким методам относятся: литье под давлением, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям; объемная холодная штамповка, горячая штамповка; порошковая металлургия.

Внедрение прогрессивных способов получения заготовок повышает эффективность проектирования технологических процессов механообработки деталей в условиях ГАП.

6.4 Особенности базирования заготовок в условиях гап

Выбор технологических баз является основой построения технологических процессов изготовления детали в условиях ГАП , как и при традиционной технологии, и имеет большое значение для обеспечения требуемой точности обработки и экономичности процесса.

Стремление к возможно более полной обработке поверхностей заготовки на одном станке при одном закреплении, характерное при использовании ОЦ, накладывает определённые требования на выбор схемы базирования. Первостепенными задачами, возникающими при выборе технологических баз и мест закрепления заготовки, являются:

• создание условий свободного подхода инструментов ко всем подлежащим обработке поверхностям;

• обеспечение жёсткости заготовки в процессе закрепления и обработки;

• обеспечение надёжной устойчивости заготовки и нечувствительности к возмущающим силам резания.

Особенностью обработки заготовки в условиях ГАП является отказ от традиционного расчленения технологического процесса на черновые, чистовые и отделочные операции, вследствие чего отпадает необходимость в предварительной подготовке технологических баз для последующих операций. Поэтому схема базирования должна быть составлена таким образом, чтобы обработка заготовки по возможности осуществлялась полностью за один установ. При этом автоматически будет соблюдаться принцип единства и совмещения баз.

При выборе комплекта технологических баз необходимо в первую очередь тщательно изучить конструкцию детали с точки зрения взаимного соотношения геометрических параметров. При этом возможно два варианта по лишению заготовки подвижности:

1. 4+1+1 (сочетание двойной направляющей и двух опорных баз)

2. 3+2+1 (установочная база + двойная опорная (направляющая) база + опорная база)

Первый вариант возможен, если соотношение продольного размера используемого при базировании элемента к его поперечному размеру более 1.5. Например, такое сочетание баз часто используется при обработке валов с соотношением L / D 1,5 . Если же у заготовки преобладающей (наиболее протяжённой) является плоская поверхность (сочетание поверхностей), то базирование осуществляется по второму варианту.

Чрезвычайно важным при базировании в условиях автоматизированного производства является возможность автоматического (самопроизвольного) ориентирования систем координат заготовки, приспособления и стола станка. Это вполне осуществимо, если применить на этапе выбора схемы базирования принцип самоцентрирования. Он заключается в том, что опорные элементы приспособления являются одновременно и ориентирующими. В подавляющем большинстве случаев в качестве таких элементов используются призмы либо блоки призм.

Каким образом это происходит? Рассмотрим следующий пример. При установке заготовок круглого сечения в сходящихся призмах реализуется двойная направляющая база (естественно, при условии L/D>1,5). Мысленно рассечём заготовку вдоль оси (см. рис. 6.1 ) и разнесём образовавшиеся полуцилиндры на некоторое расстояние L. При сближении призм вертикальная ось заготовки совмещается с их плоскостью симметрии, горизонтальная – с плоскостью самоцентрирования, и таким образом заготовка не только лишается пяти степеней свободы (включая поворот в плоскости призм за счёт плеча L) , но и ориентируется в системе координат приспособления, точно так же можно поступить при реализации двойной опорной базы. В этом случае заготовка лишается трёх степеней свободы (2 + 1).

Наглядным примером применения этого принципа может служить деталь "Корпус редуктора сельхозмашины" (Приложение 16 , а ). В конструкции данной детали выявлены две пары полуцилиндрических поверхностей, которые после геометрического преобразования можно привести к валу, соотношение параметров которого позволяет реализовать двойную направляющую базу.

В качестве установочных элементов используются блоки сходящихся призм. Это позволяет не только установить деталь, но и ориентировать деталь в плоскостях симметрии призм. Таким образом, лишаем заготовку четырёх степеней свободы.

Теперь необходимо лишить заготовку ещё двух степеней свободы. Для этого используем подпружиненную призму, которая контактирует с ребром жесткости и ориентирует деталь (Приложение 23).

Для того, чтобы установить заготовку прямоугольного сечения, наличие у нее цилиндрических поверхностей не обязательно. Так как контакт осуществляется по линии, то достаточно сделать короткие узкие цилиндрические участки в местах касания заготовки и призм .

Это позволит устанавливать в призмах детали коробчатой формы. Но при этом необходимо, чтобы индивидуальные радиусы скруглений в каждой вершине прямоугольника были заменены комплексными, расположенными на одной оси или в центре.

Назначая технологические базы для деталей тел вращения, следует руководствоваться следующими рекомендациями. Двойная направляющая, установочная и двойная опорная базы должны иметь необходимую протяженность для обеспечения устойчивого положения заготовки при ее обработке.

Если отношение длины к диаметру больше 1,5, то деталь считается длинной и при этом реализуется схема базирования "4+1+1" (двойная направляющая база + опорная база + опорная база). Данная схема применяется в основном при обработке длинных валов.

При отношении длины к диаметру меньше 1,5, деталь является короткой. В данном случае применяется схема базирования "3+2+1" (установочная база + двойная опорная база + опорная база). Подобная схема применяется при базировании деталей типа втулок, фланцев, коротких валиков.

Правильно составленная схема базирования заготовки отражает оптимальный выбор баз и обеспечивает более короткий и экономичный путь реализации технологической задачи.