2018-02-13
3252
Так как получить заданную точность поверхностей деталей только заготовительными операциями в большинстве случаев не удается, то назначенный припуск последовательно срезают с поверхностей заготовок, тем самым последовательно повышая их точность и качество, доводя до заданных значений. Таким образом, требуемая точность размеров и качество поверхностного слоя отдельных поверхностей формируют в результате последовательного применения нескольких методов обработки.
Выбор того или иного способа определяется комплексом факторов, среди которых учитывают: конфигурацию, габаритные размеры, материал и массу деталей, объем выпуска, принятый тип и форму организации производства; оборудование и оснастку, имеющиеся в распоряжении и др. К главным факторам также относят точность, производительность и рентабельность каждого способа. Например, получить плоскую поверхность небольшой площади с примерно одинаковым качеством на детали из чугуна можно: цилиндрическим и торцовым фрезерованием; строганием, точением и протягиванием; плоским и ленточным шлифованием; шабрением и т.д. Выбор способа тесно связан еще и со стадией процесса обработки. Обдирочная, черновая, предварительная (промежуточная), чистовая и окончательная (отделочная, тонкая) обработки одной и той же поверхности чаще выполняются разными способами, напримерчерновое и чистовое зенкерование отверстия, а затем его развертывание или шлифование.
Исходными данными для составления последовательности обработки отдельных поверхностей служат чертежи и технические требования к деталям и заготовкам, а также существующие технические возможности и организационные условия. Выбор методов обработки для определенной поверхности можно разделить на три основных этапа:
1. В соответствии с требованиями к точности размеров и качеству поверхностей, указанным на чертеже детали, с учетом размера, массы и формы детали назначают окончательный, последний метод обработки, обеспечивающий заданные требования.
2. В соответствии с точностью размеров и качеством поверхностей, указанным на чертеже заготовки, назначают первый метод обработки.
3. В соответствии с назначенными первым и последним методами обработки при необходимости назначают промежуточные. При этом придерживаются следующего правила: каждый последующий способ обработки должен быть точнее предыдущего. Это значит, что каждая очередная операция, переход или рабочий ход должны выполняться с меньшим технологическим допуском, обеспечивать повышение качества и снижение шероховатости обрабатываемой поверхности.
При определении количества промежуточных операций исходят из технологических возможностей выбираемых методов обработки с точки зрения достигаемых экономической точности и качества поверхностей. Технологический допуск на промежуточный размер и качество поверхности, полученные на предшествующем этапе обработки, должны находиться в пределах, которые позволяют использовать намеченный последующий метод обработки. На последующую операцию рекомендуется принимать технологический допуск в 2–4 раза меньше предыдущего. Кроме обеспечения точности размеров и формы поверхностей, очень важно обеспечить также точность взаимного расположения поверхностей. Нельзя, например, после сверления производить чистовое развертывание, т.к. в результате сверления не удается получить необходимую точность положения оси отверстия, а последующее развертывание не позволит устранить эту погрешность. Поэтому, сначала нужно после сверления выполнить зенкерование или растачивание, что позволит исправить положение оси формируемого отверстия, а затем уже выполнить его развертывание, что позволит достичь заданной точности размера, формы и шероховатости поверхности. Число возможных вариантов маршрута обработки какой-либоповерхности может быть значительным. Некоторые ограничения на их выбор могут оказывать такие факты, как необходимость обработки данной поверхности совместно с другой; низкая жесткость заготовки, препятствующая применению высокопроизводительных методов и др.
На практике при выборе методов обработки руководствуются рекомендациями таблиц средней экономической точности различных способов обработки, публикуемых в справочной и технической литературе по машиностроению.
Разработка последовательности обработки поверхностей детали, их анализ и составление предварительного варианта технологического маршрута.
При разработке технологического маршрута обработки детали всю механическую обработку распределяют по операциям, выявляют их число и последовательность выполнения. Для каждой операции выбирают оборудование, определяют конструктивную схему приспособления, припуски на обработку и пр. От логичности порядка выполнения операций во многом зависят и качество, и производительность, и экономичность обработки детали.
В общем случае последовательность технологических операций устанавливают, пользуясь следующими методическими рекомендациями:
– на первых (одной – двух) операциях при базировании по черновым базам обрабатывают поверхности, служащие в дальнейшем технологическими базами;
– затем обрабатывают те поверхности, с которых снимается наибольший слой металла, что позволяет своевременно обнаружить и устранить внутренние дефекты, не допуская дальнейшей обработки бракованных заготовок;
– выполняют операции формообразования детали в последовательности, обратной степени их точности;
– осуществляют операции местной обработки на ранее обработанных поверхностях: фрезеруют канавки и лыски, нарезают резьбу и зубья, сверлят отверстия и т.д.;
– заканчивают обработку теми поверхностями, которые являются наиболее точными и наиболее важными для нормального функционирования детали;
– обработку легкоповреждаемых поверхностей (например, наружных резьб) рекомендуется выносить в конец маршрута;
– вспомогательные операции, такие как сверление мелких отверстий, прорезка канавок и галтелей, снятие фасок, зачистка заусенцев и тому подобное выполняют на стадии чистовой обработки;
– отделочные операции, такие, как шлифование, хонингование, притирка и прочие, делают в последнюю очередь, обычно после термической, химико-термической и других немеханических операций, разделяющих весь технологический процесс на отдельные части;
– технический контроль проводят после тех операций, на которых выше вероятность брака, после сложных дорогостоящих операций, после законченного цикла, а также в конце изготовления детали.
При производстве точных деталей маршрут обработки, разделяют на стадии: черновую, чистовую и отделочную. На первой снимают основную массу металла в виде припусков и напусков. Обработку ведут рабочие невысокой квалификации на станках пониженной точности. Погрешности обработки возникают из-за значительных деформаций технологической системы, при закреплении заготовки большими силами, ввиду интенсивного разогрева заготовки, в связи с ее короблением из-за перераспределения внутренних натяжений. Во время чистовой обработки значительная часть погрешностей устраняется. Группируя обработку по отмеченным стадиям, увеличивают разрыв во времени между черновой и отделочной обработками и позволяют более полно проявиться деформациям до их устранения на последней стадии обработки.
Изложенная последовательность соблюдается не всегда; она в большей степени подходит для массового производства и противоречит принципу концентрации операций, когда черновую и чистовую обработки жестких заготовок деталей средней точности успешно выполняют с одного установа, например, обработка на автоматах и полу-автоматах, револьверных и агрегатных станках.
Иногда последовательность обработки зависит от системы простановки размеров.
При проектировании технологического процесса для существующего цеха учитывают наличие, возможности и расположение обрабатывающего оборудования, поточные линии, участки групповой обработки, а также наличие транспортных средств и прочие условия. Последовательность обработки устанавливают с учетом возможного сокращения путей и времени транспортировки деталей. Разрабатывая маршрут обработки детали, одновременно производят или уточняют предварительную структуру технологических операций без подробной проработки их содержания. Предварительное содержание операций устанавливают объединением тех переходов на данной стадии обработки, которые могут быть выполнены на одном станке. В массовом производстве содержание операций определяют из условия, чтобы их длительность была равна или кратна такту. В тяжелом машиностроении стремятся сократить число переустановок заготовок со станка на станок, что также сказывается на содержании операций.
При составлении маршрута обработки заготовки по отдельным операциям устанавливают также тип станков и другого технологического оборудования. Характеристики, размеры и модели уточняют и корректируют при детальной проработке технологических операций.
При разработке технологического маршрута ориентируются на типовые технологические процессы обработки деталей данного класса, разработанные в различных отраслях машиностроения.
Итоги технологического проектирования – перечень и содержание операций, тип оборудования, виды оснастки, нормы времени и прочее –заносят в технологические маршрутные карты (ГОСТ 3.1118–82), карты технологического процесса (ГОСТ 3.1404–86).
Пример. Для дальнейшего проектирования необходимо разрабо-тать технологический маршрут механической обработки зубчатого колеса для условий среднесерийного производства.
Для снятия наибольшего припуска, выявления дефектов и подготовки комплекта технологических баз, первой операцией назначаем черновое точение. На этой операции обрабатываются базовый и противобазовые торцы, наружная поверхность зубчатого венца, а также производится предварительное и чистовое растачивание отверстия.
После предварительной обработки необходимо получить комплект технологических баз для последующего чистового точения, поэтому следующей операцией назначаем протягивание шлицевого отверстия.
Для достижения заданных параметров по точности линейных размеров и качеству поверхности торцов и наружной поверхности зубчатого венца назначаем чистовое точение.
Далее производим зубофрезерование червячной фрезой. С целью достижения заданной степени точности зубьев и повышения качества поверхности до Ra 1,6 мкм следующей операцией назначаем шевингование. Для повышения твердости рабочей поверхности зубьев до величины 45–50 HRC вводим операцию закалки ТВЧ с последующим высоким отпуском. После термической обработки для повышения точности размеров и качества поверхности вводится операция однократного шлифования базового торца.
