4 Проектирование технологического процесса механической обработки заготовок (практическое занятие 4)

Основы проектирования технологического процесса механической обработки заготовок приведены в главе 5 [1, с. 197−210].

Разработка технологического процесса как таковая состоит из комплекса взаимосвязанных работ, предусмотренных Единой системой технологической подготовки производства (ЕСТПП), и должна выполняться в полном соответствии с требованиями рекомендаций Р 50-54-93-88.

При разработке технологического процесса руководствуются следующими принципами:

- в первую очередь обрабатывают те поверхности, которые являются базовыми при дальнейшей обработке;

- после этого обрабатывают поверхности с наибольшим припуском;

- далее выполняют обработку поверхностей, снятие металла с которых в наименьшей степени влияет на жесткость заготовки;

- в начало технологического процесса следует относить те операции, на которых можно ожидать появление брака из-за скрытых дефектов металла (трещины, раковины, волосовины и т. п.);

- поверхности, обработка которых связана с точностью и допусками относительного расположения поверхностей (соосности, перпендикулярности, параллельности и т. п.), изготовляют при одной установке;

- совмещение черновой (предварительной) и чистовой (окончательной) обработок в одной операции и на одном и том же оборудовании нежелательно – такое совмещение допускается при обработке жестких заготовок с небольшими припусками;

- при выборе установочных (технологических) баз следует стремиться к соблюдению двух основных условий: совмещению технологических баз с конструкторскими; постоянству баз, т. е. выбору такой базы, ориентируясь на которую можно провести всю или почти всю обработку (например, центровые отверстия вала, оси или хвостовики режущего инструмента). Принцип базирования заготовок должен строго соответствовать ГОСТ 3.1107–81.

В курсовом проекте (работе) исходя из требований чертежа детали и вида заготовки намечается маршрут обработки каждой поверхности детали. Общий план обработки составляется на основе формирования операций путем объединения переходов обработки нескольких поверхностей за один или два установа. При этом рекомендуется учитывать те принципы, которые указаны выше. При разработке маршрута обработки следует использовать типовые технологические процессы обработки деталей данного класса, а также маршруты обработки типовых поверхностей (прил. 9) и технологические характеристики методов обработки (прил. 10).

Проектный вариант маршрута обработки из нескольких альтернативных следует выбрать на основе минимизации суммарного штучного времени изготовления детали и мощности привода технологического оборудования. Для обоснования выбора оборудования необходимо сопоставить технические и технологические характеристики моделей, на которых возможна обработка детали [4, 6, 7]. Пример выполнения данного раздела приведен в прил. 11.

5 Разработка технологических операций (практическое занятие 5)

5.1 Формирование технологических операций

Подробная проработка варианта построения операций проводится для одной - двух операций обработки заготовки. На этом этапе уточняется содержание операций, которое было намечено при составлении маршрута обработки. Определяется рациональное количество заготовок, одновременно устанавливаемых в приспособлении или на станке, количество инструментов, используемых при выполнении операций, и последовательность работы инструментов. Для этого сопоставляют схемы обработки: одноместную и многоместную; одноинструментную и многоинструментную, при последовательном, параллельном или параллельно-последовательном порядке обработки. При сопоставлении вариантов анализируют основное, вспомогательное и подготовительно-заключительное время. В соответствии с выбранной структурой операции формируются технологические переходы. Пример приведен в прил. 12.

Система станочного приспособления принимается в зависимости от типа производства и принятого оборудования с учетом структуры операции, схемы базирования и требуемой точности обработки. Справочная информация по станочным приспособлениям приведена в главе 2 [4, с. 66−110]. Режущий инструмент, как правило, должен быть стандартным. Специальный инструмент может применяться только в случаях, если он позволяет выполнить технические требования или повысить режимы (производительность) обработки. Справочная информация по выбору металлорежущего инструмента приведена в главе 3 [4, с. 111−259].

На основании выполнения данного раздела составляются карты технологического маршрута, которые включены в графическую часть курсового проекта (работы). Пример оформления карт технологического маршрута приведен в прил. 13.

5.2 Расчет и назначение режимов резания

В курсовом проекте (работе) режимы резания для всех операций назначаются, а по заданию преподавателя для одной-двух операций и рассчитываются.

При одноинструментной обработке режимы резания выбирают в следующем порядке. Изучив рабочий чертеж детали и конкретный обрабатываемый элемент заготовки, определяют длину рабочего хода инструмента. Руководствуясь справочной литературой [8], находят глубину резания t мм. Нужно стремиться к тому, чтобы глубина резания равнялась припуску на обработку, т. е. t = z. Если по технологическим причинам (точность обработки, шероховатость поверхности и т. д.) такого соотношения добиться не удается, то при первом проходе глубина резания должна быть t₁ = (0,8−0,9)z, при втором проходе t₂ = (0,2−0,1)z.

Затем выбирают подачу s. Чтобы получить максимальную производительность, стремятся использовать наибольшую подачу станка, учитывая при этом заданную точность и шероховатость поверхности после обработки, жесткость технологической системы и материал режущего инструмента.

Зная t и s для конкретной операции, определенного инструмента, материала обрабатываемой детали и условий обработки, выбирают или рассчитывают скорость резания V. По скорости резания определяют расчетную частоту вращения шпинделя станка либо число двойных ходов стола и резца. Сверяя полученное значение n с паспортными данными станка, устанавливают фактическую частоту вращения шпинделя n_ф, максимально приближенную к расчетной. По n_ф пересчитывают фактическую скорость резания V_ф, м/мин.

Определив силу резания Р_z по справочным данным, подсчитывают эффективную мощность резания N_э (можно также подбирать по нормативным данным). По эффективной мощности резания определяют мощность станка N_фак, кВт. Значение N_фак должно быть равным 0,8N_ст.. В этом случае обработка детали возможна.

Пример выбора и расчета режимов резания приведен в 4.2 [5].

5.3 Нормирование затрат труда на выполнение операции

Одним из основных требований при проектировании технологических операций является требование минимума затрат труда на ее выполнение. Критерием оценки трудоемкости является норма штучно-калькуляционного Т_ш.к или штучного Т_шт для массового производства времени. Основные зависимости для определения Т_ш.к и Т_шт приведены в прил. 14.