Разработка маршрута обработки детали

 

После выбора баз составляется маршрут обработки детали, исходя из условий рациональной последовательности, учитывающие ее конструктивные и технологические особенности (точность размеров, формы, шероховатости, величины дефектного слоя материала), а также исходя из требований наибольшей производительности и экономичности процесса обработки в заданных производственных условиях в соответствии с заданной программой.

Цель разработки технологического маршрута: дать общий план обработки заготовки, наметить содержание операций технологического процесса и выбрать тип оборудования.

В начале необходимо установить маршрут обработки каждой поверхности. Маршрут обрабатываемой поверхности устанавливают исходя из требований к точности обработки и шероховатости поверхностей, указанных в рабочих чертежах детали и заготовки. Число переходов или операций необходимых для достижения заданного качества обработки каждой поверхности определяют исходя из возможного уточнения, получаемого после каждого перехода операции. При этом выбирают методы обработки на каждой операции.

Проектирование технологических процессов механической обработки в основном заключается в следующем:

а) установлении рациональной последовательности выполнения работ;

б) выборе станков, приспособлений и инструментов;

в) определении изменений в форме, размерах и чистоте обрабатываемых поверхностей;

г) регламентации действий рабочих;

д) установлении режима работы станков.

При проектировании технологического процесса обработки необходимо такое уста­новление рационального порядка обработки, назначение орудий производства и путей их использования, при котором удовлетворение поставленных в чертеже детали технических требований будет выполняться с наименьши­ми материальными затратами и наибольшей производительностью обработки.

На технологический процесс механической обработки непосредственно влияют следующие факторы;

1) форма и размеры детали;

2) требуемая точность и чистота обрабатываемых поверхностей после обработки и другие технические условия на готовую де­таль;

3) материал детали и ее термическая об­работка;

4) характер заготовки;

5) программа выпуска деталей;

6) производственные возможности предприятия (наличный парк станков и другие условия, при которых должна осуществляться обработка детали).

Построение плана операций механической обработки деталей должно быть увязано с термическими операциями, осуществляемыми в процессе изготовления детали.

При изготовлении многих деталей машин термическая обработка имеет большое значение. Получение наивысших механических свойств металла является обычно результатом термической обработки. Ее применяют также для устранения внутренних напряже­ний в деталях и для улучшения обрабатываемости металла.

Основные виды термической обработки стальных деталей следующие: отжиг, нормализация, улучшение (закалка с высоким отпуском), повышение поверхностной твердости (цементация, цианирование, поверхностная закалка)[2].

Термическая обработка не только влияет на маршрут, движения детали. От вида этой обработки и места ее в технологическом процессе зависят количество операций и величины припусков.

Обрабатываемость сталей, т. е. их способность поддаваться резанию, зависит от их свойств, в особенности от твердости и вязкости.

Улучшают обрабатываемость обычно перед механической обработкой путем нормализации или закалки с высоким отпуском (термоулучшение). Часто стальные детали (особенно шестерни) подвергают термической обработке специально для обеспечения требуемой чистоты обработки. Особенно большое значение это имеет для деталей, изготовляемых из вязких, пластичных сталей.

При обработке металла резанием на поверхности обрабатываемой детали образуется наклеп и в металле возникают местные внутренние напряжения. При термической обработке эти напряжения перераспределяются, что является одной из причин деформации детали после термических операций и влечет за собой необходимость увеличения расчет­ных припусков на механическую обработку после закалки, чтобы обеспечить исправление механической обработкой геометрической формы детали.

Операции длительной термической обработки (отжиг, нормализация, термоулучшение и др.), для выполнения которых требуется оборудование больших габаритов, осуществляют в термических цехах. Поэтому отжиг, нормализацию и термоулучшение целесообразно производить до поступления заготовок в механический цех.

Предел твердости материала, при котором возможна обработка лезвийными инструментами HRC40 (НВ390). Цементированные и закаленные поверхности приобретают твердость около HRC60. Поэтому обработку таких поверхностей производят только абразивными материалами (обычно шлифованием).

Для каждого метода механической обработки существуют определенные пределы точности обработки. При этом различают экономическую и достижимую точность обработки.

Экономическая точность механической обработки— точность, которая достигается при минимальной себестоимости обработки. При этом имеются в виду нормальные производственные условия, исправный станок, применение требуемых приспособлений и инструментов; квалификация рабочего, соответствующая характеру работы.

Достижимая точность — это та максимальная точность, которая может быть достигнута при обработке детали рабочим высокой квалификации, работающим на одном и том же станке при неограниченной затрате времени. Вполне естественно, что достижимая точность обработки выше экономической точности обработки. Достижимая точность в большинстве случаев неоправданна из-за больших затрат на обработку, поэтому в большинстве случаев придерживаются экономической точности.

Следует иметь в виду, что затраты (себестоимость) на механическую обработку весьма сильно зависят от точности обработки, т. е. повышение точности деталей ведет к увеличению себестоимости обработки. В таблице 2.8 приведены данные об экономической точности для основных методов механической обработки.

 

Таблица 2.8 Шероховатость поверхности и экономическая точность при различных методах обработки резанием

 

Примечание. В скобках указана достижимая точность обработки.

 

Операционную карту на изготовление детали удобно представить в виде таблицы, пример которой представлен в приложении В.

Операционная карта механической обработки предназначена для описания технологических операций с указанием последовательности выполнения переходов, данных о средствах технологического оснащения и т.п.

Установы в операции нумеруют прописными буквами русского алфавита (А, Б, В и т.д.). Переходы следует нумеровать арабскими числами натурального ряда (1, 2, 3 и т.д.). Запись содержания перехода формируется следующим образом:

- ключевое слово – глагол в повелительном наклонении (установить, закрепить, точить, сверлить, фрезеровать, расточить, подрезать, отрезать и т.д.);

- название предметов производства, обрабатываемых поверхностей, конструктивных элементов (деталь, заготовка, поверхность, торец, фаска, конус, лыска, паз, резьба, отверстие, канавка и т.д.);

- условное обозначение размеров и конструктивных особенностей;

- в содержание перехода можно вводить дополнительную информацию (количество обрабатываемых поверхностей, внутренняя, наружная, сквозное, глухое, предварительно, окончательно и т.д.).

При указании данных по технологической оснастке следует руководствоваться следующими правилами:

- информацию по технологической оснастке, применяемой в операции, записывают для каждого перехода в следующей строгой последовательности: ПР – приспособление, ВИ – вспомогательный инструмент, РИ – режущий инструмент, СЛ – слесарный и слесарно-монтажный инструмент, СП – специальный инструмент, СИ – средства измерения.

- после указания вида технологической оснастки записывается ГОСТ и (или) код и наименование технологической оснастки по соответствующим классификаторам, стандартам на кодирование (обозначение) и наименование технологической оснастки. Разделять информацию по каждому средству технологической оснастки следует символом «;»;

- при последовательном применении оснастки одного и того же кода и наименования во всех переходах одной операции полную информацию о применяемой оснастке следует указывать только для перехода, где она впервые применялась, в следующих переходах в соответствующей графе следует писать «то же». При использовании одной и той же оснастки в одной операции в переходах не идущих один за другим, в последующих переходах следует давать ссылку на номер перехода, где эта оснастка была впервые применена, например, «см. переход 2».

При оформлении операционных эскизов нужно руководствоваться следующими основными правилами:

- на главной проекции заготовка должна быть показана в положении, которое она имеет, если на неё смотреть со стороны рабочего места у станка, т.е. как видит её рабочий;

- операционные эскизы допускается вычерчивать в произвольном масштабе (желательно в одном для всей операции) с обязательным соблюдением пропорций;

- число дополнительных проекций, сечений разрезов должно быть достаточным, чтобы показать все поверхности и их размеры, которые должны быть обработаны и получены в данном переходе (в данной операции);

- поверхности, полученные после выполнения данного перехода (операции), показываются утолщенной линией 2…3S, где S – толщина основных линий на эскизе;

- изображение изделия на эскизе должно содержать обозначение зажимов, опор, установочно-зажимных приспособлений, выдерживаемые размеры, их предельные отклонения, обозначение шероховатости обрабатываемых поверхностей соответствующие данному переходу (операции);

- эскиз можно рисовать одновременно к нескольким последовательно идущим переходам при условии, что он не будет сильно загроможден размерами.