Обеспечение качества деталей на стадии технологической подготовки производства

Рис. 4.4. Исходные схемы для определения пространственных отклонений обрабатываемых поверхностей относительно базовых

Рис. 4.3. Перераспределение снятия дефектного слоя заготовок из стекломатериала на все операции технологического процесса

Н'а _{черн.шл.}- снимаемый дефектный слой заготовки при черновом шлифовании;

Н'а _{чист.шл.} - оставшийся дефектный слой заготовки с наложением дефектов от черновогошлифования, снимаемый при чистовом шлифовании;

Н'а _отд. - оставшийся дефектный слой заготовки с дополнительными дефектами от чернового ичистового шлифования, снимаемый при отделочной обработке; Н'а _{х тр.}- оставшийся дефектный слой заготовки с дополнительными дефектами от механической обработки, снимаемый при химическом травлении.

ε_yi - погрешность установки, возникающая на выполняемом переходе. В результа­те погрешности установки обрабатываемая поверхность заготовок не занимает одинако­вого положения относительно настроенного на размер инструмента. Получаемые сме­щения обрабатываемой поверхности должны быть компенсированы составляющей промежуточного припуска.

На базе приведенных общих структурных формул (4.1) - (4.3) могут быть получены частные расчетные зависимости для определения минимальной величины промежуточ­ного припуска в отдельных конкретных случаях обработки. В этих уравнениях, в зави­симости от условий выполнения операции, исключаются те или иные составляющие припуска. Так, при обработке наружной поверхности вращения цилиндрической заго­товки, установленной в центрах, погрешность установки может быть принята равной нулю. Припуск на диаметр в этом случае рассчитывают по формуле

(4.4)

При развертывании плавающей разверткой и протягивании отверстий смещение оси отверстия не исправляется (ρ_i-1= 0) и погрешность установки в этом случае равна нулю. Формула (4.3) для расчета припуска принимает вид

(4.5)

При суперфинише, полировании или накатывании цилиндрической поверхности, когда достигается лишь уменьшение исходной шероховатости, припуск определяют по формуле

(4.6)

При шлифовании заготовок после поверхностной закалки или упрочняющей обра­ботки ППД поверхностный слой должен быть по возможности сохранен, следовательно, слагаемое Нa_i-1 необходимо исключить из расчетных формул (4.1) и (4.3), а возможные при этом коробления заготовки должны учитываться величиной ρ_i-1. Зависимости для определения промежуточного минимального припуска в этом случае принимают сле­дующий вид:

(4.7)

(4.8)

При определении величины минимального припуска не учитываются погрешности как исходного, так и получаемого размеров. Этот учет происходит при определении ве­личины максимального промежуточного припуска, который определяется по формулам (рис. 4.5)

(4.9)

(4.10)

Где Т_i-1; TD_i-1 и T_i; TDi - соответственно допуск на размер после предшествующей опе­рации или перехода и на выполняемой операции или переходе.

Общий максимальный и минимальный припуск на обработку и предельные проме­жуточные размеры заготовки определяются из схемы, представленной на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Исходная схема для расчета общего припуска и промежуточных размеров

(4.11)

(4.12)

(4.13)

(4.14)

Составляющие для расчета промежуточных припусков приведены в справочнике технолога- машиностроителя.

Проверка правильности расчетов может быть произведена по формуле:

(4.15)

где - допуск, соответственно, на размер заготовки и детали.

Изложенный расчетно-аналитический метод определения припусков применяют в серийном, массовом производстве для поверхностей, определяющих материалоемкость заготовки. Он позволяет значительно увеличить коэффициент использования материала и снизить технологическую себестоимость обработки заготовок.

В условиях единичного производства, а также для поверхностей, неопределяющих материалоемкость заготовок, имеющих напуски, припуски определяют опытно-статистическим методом по нормативным таблицам припусков, разработанным различ­ными авторами. При этом табличные припуски могут быть промежуточными и операци­онными или общими. Их значения приведены в справочнике технолога-машиностроителя. Общие припуски, как правило, определяются по нормалям припусков на от­ливки и поковки. Опытно-статистические припуски обычно бывают завышены, так как они составлены без учета конкретных условий построения техпроцессов для условий обработки, при которых припуск должен быть наибольшим во избежание брака. Это приводит к уменьшению коэффициента использования материала и к увеличению тех­нологической себестоимости обработки заготовок.

Технологическое обеспечение качества деталей машин сводится к выбору методов обработки и расчету режимов, обеспечивающих получение заданных параметров каче­ства с наименьшей технологической себестоимостью, и их последующей корректировке в производственных условиях.

Структурная схема решения первой задачи для условий существующего производ­ства показана на рис. 4.6.

Рис. 4.6. Структурная схематехнологического обеспечения качества деталей на стадии технологической подготовки производства

В блок 1 вводят информацию из чертежа и технических требований детали, на ко­торую разрабатывают технологический процесс.

В блоке 2 заложены условия существующего производства. Если технологический процесс разрабатывают для вновь создаваемого Производства, то надобность в блоке 2 отпадает.

В блоке 3 осуществляется выбор возможных методов обработки. Для этого использует­ся справочная информация о возможностях методов обработки в обеспечении точности раз­меров и параметров качества различных поверхностей (табл. 4.1 - 4.6). Значения остальных стандартизованных параметров шероховатости определяются по формулам:

1) для лезвийной обработки

2) для абразивной обработки

3) для отделочно-упрочняющей обработки ППД

Выбор предшествующих методов обработки осуществляется из условия, что каж­дый последующий переход или операция повышают точность размера на 1 - 2 квалитета и снижают высотные параметры шероховатости в 3 - 5 раз.

В блоке 4 заложены теоретические и эмпирические зависимости параметров каче­ства деталей машин с условиями их обработки. Теоретические уравнения приведены в главах 2 и 3 данного учебника. Эмпирические зависимости имеются в различной тех­нической и справочной литературе по технологии машиностроения. Они, как правило, более простые и точные, но применимы только для конкретных условий обработки, при которых проводились эксперименты. Так, для точения деталей из стали 40Х (HRC, 30... 35) эмпирическое уравнение по расчету параметров качества поверхностно­го слоя имеет следующий вид:

(4.16)

где v - скорость резания (0,83... 2,5 м/с); S- подача (0,05... 0,5 мм/об); t - глубина ре­зания (0,15... 0,9 мм); r - радиус при вершине резца (0,5... 2 мм); γ - передний угол резца (4... 40°); α - задний угол резца (3... 70°); j _ст - статическая жесткость станка по ГОСТ 7895-86 (19,6... 34,3 кН/мм).

Значения коэффициентов k₀-k₇ для различных параметров состояния поверхност­ного слоя деталей приведены в табл. 4.7.