Технология машиностроения Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова 2012 icon

Технология машиностроения Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова 2012



Смотрите также:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   18

Выбор технологических баз сопровождают расчетом погрешностей несовмещения баз, что является основой для обоснования выбора схемы установки заготовки [21].

^

3.6 Выбор методов обработки поверхностей заготовок


Качество детали обеспечивают постепенным ужесточением параметров точности и выполнением остальных технических требований на этапах превращения заготовки в готовую деталь. Точность и качество поверхностного слоя отдельных поверхностей формируют в результате последовательного применения нескольких методов обработки. Поэтому составлению маршрута изготовления детали в целом обычно предшествует определение маршрутов обработки отдельных поверхностей заготовки. Разработка маршрута обработки заготовок неразрывно связана с выбором технологических баз (схем установки заготовки). Ряд операций обработки (или технологических переходов), необходимых для получения каждой поверхности детали и расположенных в порядке повышения точности, образуют маршруты обработки отдельных поверхностей. Такие маршруты необходимы также для расчета промежуточных и общих припусков на механическую обработку, а также промежуточных размеров заготовки по технологическим переходам (или операциям) обработки. Маршрут обработки назначают на основании технических требований чертежа детали и чертежа заготовки, начиная с выбора метода окончательной обработки, обеспечивающей заданные чертежом детали точность и состояние поверхностного слоя. Ориентируясь на таблицы точности и качества поверхностных слоев при обработке и учитывая конфигурацию обрабатываемой поверхности, материал, массу и другие факторы, устанавливают для нее метод окончательной обработки. При этом возможны несколько видов обработки, обладающих примерно одинаковыми технологическими показателями. При известном способе получения заготовки таким же образом определяют первоначальный метод обработки в маршруте (или несколько равноценных ему). Выбрав окончательный и первый методы обработки поверхности в маршруте, назначают промежуточные. При этом предполагают, что каждому методу окончательной
обработки может предшествовать один или несколько возможных предварительных. Например, тонкому растачиванию отверстия предшествует чистовое, а чистовому – черновое растачивание или черновое зенкерование литого отверстия. При проектировании маршрута руководствуются тем, что каждый последующий метод обработки должен быть точнее предыдущего.

Число этапов обработки (предварительной, промежуточной, окончательной) зависит не только от точности размеров, например диаметральных, но и от уровня относительной геометрической точности формы поверхности (допусков цилиндричности, круглости, профиля продольного сечения, плоскостности). При высокой относительной геометрической точности поверхности детали промежуточных этапов обработки больше, чем при нормальной. Менее точная заготовка, вернее ее рассматриваемая поверхность, потребует большего числа этапов обработки по сравнению с более точной заготовкой. У заготовок высокой точности может быть достаточной однократная обработка поверхностей. На число этапов обработки может влиять и необходимость выполнения термической обработки, которая может вытекать не только из требований чертежа, но и из условий улучшения обрабатываемого материала. Термическая обработка вызывает деформации заготовки в целом и коробление отдельных ее поверхностей, поэтому для уменьшения их влияния на точность предусматривают дополнительную механическую обработку.

Отклонение промежуточного размера поверхности и качество поверхностного слоя, полученные на смежном предшествующем этапе обработки, должны находиться в пределах, при которых можно применять намечаемый последующий метод обработки. После чернового растачивания нельзя применять, например, тонкое растачивание, так как для устранения погрешности предшествующей обработки расточной резец будет работать с большой неравномерностью припуска, которая значительно превышает заданную глубину резания. Построение маршрута обработки на последующих этапах проектирования ТП изготовления детали связано с определением промежуточных этапов и общего припуска на рассматриваемую поверхность. Число вариантов маршрута обработки рассматриваемой поверхности, удовлетворяющих техническому принципу, может быть весьма большим. Все варианты, однако, различны по эффективности (производительности) и рентабельности. Определение окончательного варианта по этим показателям важно, но сложно и трудоемко.

Приведем случай построения вариантов маршрута обработки сквозного отверстия по седьмому квалитету точности. Отверстие диаметром (42±0,32) мм, Rz=160 мкм в заготовке из серого чугуна получено литьем по шестому классу точности. В корпусной детали нужно получить сквозное отверстие диаметром (50+0,021) мм, Rа=0,63 мкм.

В качестве предварительной обработки можно назначить черновое зенкерование или черновое растачивание, а в качестве окончательной, обеспечивающей требуемые точность и шероховатость поверхности, – точное развертывание, тонкое растачивание, чистовое шлифование или чистовое протягивание. Характеристики точности и качества поверхности для различных видов обработки устанавливают по технологическим справочникам.

Для рассматриваемого случая возможны 24 различных маршрута обработки отверстия. Маршрут выбирают приближенно, оценивая трудоемкость сопоставляемых вариантов по суммарному основному времени обработки и используя для расчета нормативные материалы. Более точно маршрут можно выбрать при сравнении суммарной себестоимости обработки по различным вариантам.

Решение этой задачи может быть облегчено сравнением с рекомендуемыми типовыми маршрутами обработки основных поверхностей заготовок соответствующих деталей машин (рисунок 3.15).

Число вариантов можно уменьшить с учетом некоторых обстоятельств, например:

  1. возможность обработки данной поверхности на одном станке за несколько последовательных переходов (снижение погрешности обработки и времени на переустановку заготовки);

  2. ограничение применения других методов обработки из-за недостаточной жесткости заготовки или из-за конфигурации заготовки;

  3. необходимость обработки данной поверхности совместно с другими поверхностями заготовки (например, для достижения большей точности их взаимного расположения);

  4. ограничение по стабильности точности выдерживаемых размеров в условиях крупносерийного и массового производств – растачивание отверстий дает более стабильные результаты точности диаметральных размеров, чем внутреннее шлифование отверстий, в свою очередь, развертывание отверстий превосходит по этому показателю растачивание резцом;

  5. необходимость обеспечения заданной производительности также является ограничителем применения тех или иных видов и методов обработки;

  6. ограничение на виды и методы механической обработки вносит и термическая обработка материала заготовки, например, закалка шеек заготовки вала приводит к резкому увеличению твердости поверхностного слоя и исключает, как правило, лезвийную обработку.







Рисунок 3.15 – Варианты построения маршрута обработки отверстия (двойной рамкой отмечены виды обработки в принятом маршруте)



^

3.7 Составление маршрута изготовления детали


В соответствии с ЕСТД выполняют маршрутное описание ТП, при котором производят сокращенное описание всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов, но с указанием типа оборудования (станка). Маршрутное описание ТП обычно является основным в единичном и мелкосерийном производствах и сопроводительным (дополнительным) в других типах производств. Исходные данные для разработки маршрутной технологии: чертеж детали с техническими требованиями, чертеж заготовки с техническими условиями, ранее установленный тип производства, ранее проведенная отработка технологичности конструкции детали; предварительно определенные маршруты (планы) обработки отдельных поверхностей, ранее выбранные технологические базы с предварительно намеченным планом обработки заготовки. Разработка маршрута – сложная задача с большим числом вариантов ее решения. В целом разработка маршрута изготовления детали полностью соответствует общей последовательности и принципам принятия технического решения.

При установлении последовательности обработки (для изготовления деталей нормальной геометрической точности) нужно руководствоваться известными принципами:

1. В первую очередь следует обрабатывать поверхности, принятые за чистые (обработанные) технологические базы.

2. Последовательность обработки зависит от системы простановки размеров. В начало маршрута выносят обработку той поверхности, относительно которой на чертеже координировано большее число других поверхностей. Так, при простановке размеров в соответствии с рисунком 3.16, сначала должна быть обработана поверхность 1, затем
2, ..., 5 и далее остальные поверхности.





Рисунок 3.16 – Система простановки размеров и последовательность обработки поверхностей заготовки

3. При невысокой точности исходной заготовки сначала следует обрабатывать поверхности, имеющие наибольшую толщину удаляемого материала (для раннего выявления литейных и других дефектов, например раковин, включений, трещин, волосовин и т.п., и отсеивания брака). Далее последовательность операций необходимо устанавливать в зависимости от требуемой точности поверхности: чем точнее должна быть поверхность, тем позднее ее необходимо обрабатывать, так как обработка каждой последующей поверхности может вызывать искажение ранее обработанной поверхности (снятие каждого слоя металла с поверхности заготовки приводит к перераспределению остаточных напряжений, что и вызывает деформацию заготовки). Последней нужно обрабатывать ту поверхность, которая является наиболее точной и ответственной для работы детали в машине.

4. Операции обработки поверхностей, имеющих второстепенное значение и не влияющих на точность основных параметров детали (сверление мелких отверстий, снятие фасок, прорезка канавок, удаление заусенцев и т.п.), следует выполнять в конце ТП, но до операций окончательной обработки ответственных поверхностей. В конец маршрута желательно также выносить обработку легкоповреждаемых поверхностей, к которым относят, например, наружные резьбы, наружные зубчатые поверхности, наружные шлицевые поверхности и т.п.

5. В том случае, когда заготовку подвергают термической обработке, для устранения возможных деформаций нужно предусматривать правку заготовок или повторную обработку отдельных поверхностей для обеспечения заданных точности и шероховатости. Однако некоторые виды термической, химико-термической и гальванической обработок усложняют ТП. Например, при цементации требуется науглеродить отдельные участки заготовки. Остальные участки защищают омеднением или оставляют припуск, который удаляют при механической обработке после цементации, но до закалки.

6. При изготовлении высокоточных (прецизионных) деталей маршрут механической обработки делят на стадии: предварительную (черновую), промежуточную (чистовую) и окончательную (отделочную). На первой снимают основную массу металла припусков и напусков на всех поверхностях; на второй постепенно повышают точность поверхностей (для некоторых поверхностей она может быть окончательной стадией); на третьей обеспечивают заданные точность и качество поверхностного слоя.

7. На стадии предварительной (черновой) обработки появляются сравнительно большие погрешности, вызванные деформациями технологической системы от значительных сил резания и еще больших сил закрепления заготовки, а также ее интенсивным нагревом. Чередование предварительной и промежуточной обработок в таких условиях не обеспечивает заданную точность. После предварительной обработки возникают наибольшие деформации заготовки в результате перераспределения остаточных напряжений в ее материале. Группируя обработку по указанным стадиям, увеличивают разрыв во времени между предварительной и окончательной обработками и позволяют более полно проявиться деформациям до их устранения на последней стадии обработки.

8. При изготовлении прецизионных деталей особое значение приобретает стабилизация их размеров. Автодеформация – самопроизвольное изменение формы и размеров металлических деталей – может быть вызвана двумя причинами: постепенным изменением остаточных напряжений (релаксаций) и нестабильностью структуры. Величина автодеформаций сопоставима с допусками размеров и формы поверхностей прецизионных деталей.

Все технологические операции изготовления деталей по их влиянию на структуру и остаточные напряжения можно разделить на две группы:

а) основные операции формообразования (получение заготовки, обработка резанием и другими методами), упрочнения (термическая обработка и др.), а нередко также и операции сборки узлов (как правило, они увеличивают структурную неустойчивость и остаточные напряжения в материале деталей);

б) отжиг, отпуск, старение, обработка холодом (повышают стабильность структуры или уменьшают напряжения).

Вредное влияние остаточных напряжений на постоянство размеров детали проявляется сильнее, если равновесие внутренних сил нарушается вследствие изменения формы заготовки при обработке резанием. В этом случае коробление может возникать даже при низком начальном уровне остаточных напряжений.

9. При изготовлении прецизионных деталей необходимо, как правило, чередовать механическую обработку и операции термической стабилизации размеров, чтобы возбуждаемые резанием напряжения не накапливались от операции к операции, а снимались по мере появления. Это дает возможность выдержать операционные допуски на переходах обработки и обеспечить минимальный конечный уровень остаточных напряжений. Кратность указанного чередования, т.е. число промежуточных термических операций, зависит от требуемой степени постоянства размеров; габаритных размеров и сложности конфигурации детали; соотношения между обрабатываемой поверхностью и массой детали (массивные или ажурные детали), а также от соотношения между всей поверхностью и той ее частью, которая подвергается финишной механической обработке; степени симметричности расположения обрабатываемых поверхностей.

10. Другая особенность ТП прецизионных деталей состоит в необходимости проведения дополнительной обработки технологических баз (для операций отделочной обработки наиболее ответственных
поверхностей). Такую дополнительную обработку баз проводят, как правило, после термической операции перед выполняемой, однократно в зависимости от уровня точности детали и построения ТП. Например, при изготовлении прецизионных ходовых винтов нулевого и первого классов точности трижды выполняют операцию доводки центровых отверстий. Составление маршрута изготовления прецизионной детали рекомендуется выполнять на основе типового маршрутного ТП для соответствующей конструкции детали и уровня ее точности.

Изложенные принципы построения маршрутов не во всех случаях являются обязательными. При жесткой заготовке и относительно малых обрабатываемых поверхностях окончательную обработку можно выполнять и в начале маршрута. Принцип разделения маршрута на стадии черновой, чистовой и отделочной обработки в определенной степени противоречит также принципу концентрации технологических переходов в одной операции, когда можно совместить черновую и чистовую обработки (например, при изготовлении корпусных деталей из отливок и штамповок на агрегатных станках, на станках с ЧПУ типа «обрабатывающий центр»). Ускоренное и правильное составление маршрута изготовления детали определенного класса (конфигурации) и уровня точности может быть успешно выполнено на базе типового маршрутного ТП.

Предварительное содержание операций устанавливают объединением тех переходов на данной стадии обработки, которые могут быть выполнены на одном станке. Обработку сопряженных поверхностей (отверстий и прилегающих к ним торцов, соосных отверстий, других поверхностей, связанных допусками расположения) также желательно совмещать в одной операции и производить с одного установа. В отдельную операцию выделяют обработку поверхности (или группы поверхностей) шлицев, зубчатого венца, рабочего профиля кулачка, отверстия некруглого поперечного сечения и т.п., требующую специальных станков. Операции, в которой используют для обработки самоустанавливающийся инструмент (например, развертку, притир, хон) должна предшествовать операция, обеспечивающая достижение окончательной точности размеров, координирующих расположение этой поверхности относительно других.

В массовом производстве содержание и объем операций определяют их длительностью, которая должна быть равной или кратной такту. На состав операции влияет также необходимость уменьшения числа переустановок заготовки со станка на станок, что имеет большое значение для условий тяжелого машиностроения. При разработке маршрута изготовления детали по отдельным операциям устанавливают также тип станков и другого технологического оборудования. Итоги работы по данному этапу (наименование операции, краткое содержание, технологические базы, тип оборудования, оснастка) заносят в маршрутную карту. Разрабатывают эскизы отдельных технологических операций обработки резанием на картах эскизов.




страница9/18
Дата конвертации23.10.2013
Размер2,02 Mb.
ТипДокументы
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   18
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rud.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы