
- •Часть I основы технологии машиностроения
- •Глава 1 основные понятия и определения
- •Понятие баз в технологии машиностроения и их классификация по назначению
- •1 ..С. 1.13. Пример технологической базы: Рис. 1.14. Пример измерительной базы:
- •Функциональное назначение изделий машиностроения
- •Качество изделий машиностроения
- •Вопросы для самопроверки и промежуточного контроля знаний студентов по I-й главе
- •Глава 2 технологическая точность изделий
- •Понятие о точности
- •Допустимая погрешность конструкторских и технологических размеров, обработки и сборки изделий
- •Рнс. 2.1. Конструкторская размерная цепь для обеспечения требуемого зазора-/1д
- •Общая погрешность обработки заготовок
- •Погрешности базирования, закрепления и приспособления
- •Погрешности, связанные с инструментом
- •Погрешности от температурных деформаций
- •Погрешность обработки, обусловленная упругими деформациями технологической системы от сил резания
- •Погрешности, обусловленные геометрической неточностью станка
- •Случайные погрешности обработки и законы рассеивания действительных размеров деталей
- •Композиции законов распределения
- •Суммирование погрешностей обработки и точностной анализ технологических операций
- •Погрешности сборки
- •Вопросы для самопроверки и промежуточного контроля знаний студентов по 2-й главе
- •V дНВи V лНВц
- •Глава 3. Технологическое качество поверхностного слоя
- •3.2. Взаимосвязь параметров качества поверхностного слоя деталей машин с условиями их алмазно-абразивной обработки
- •Глава 3. Технологическое качество поверхностного слоя
- •Вопросы для самопроверки и промежуточного контроля знаний студентов по 3-й главе
- •Глава 4 технологическое обеспечение качества изделий машиностроения
- •Припуски на обработку
- •Рнс. 4.3. Перераспределение снятия дефектного слоя заготовок нз стекломатериала на все операции технологического процесса
- •Рнс. 4.4. Исходные схемы для определения пространственных отклонений обрабатываемых поверхностей относительно базовых
- •Обеспечение качества деталей на стадии технологической подготовки производства
- •4.7. Значения коэффициентов формулы (4.16)
- •Глава 4. Texiюлогическое обеспечение качества изделий
- •Возможности методов обработки в обеспечении точности размеров и параметров качества наружных поверхностей
- •Глава 4. Технологическое обеспечение качества изделий врашения деталей машин
- •Глава 4. Технологическое обеспечение качества изделий
- •Продолжение табл. 4.3 гз
- •4.6. Возможности методов обработки по обеспечению точности резьбы и параметров качества ее рабочих поверхностей
- •4.8. Значения параметра с,-для различных методов чистовой обработки
- •Глава 5 технологическая производительность труда и себестоимость изделий. Экономическая эффективность
- •Технологическая производительность труда и техническое нормирование
- •Технологическая себестоимость изделий
- •Рис, 5.15. Пример полноценного использования отходов
- •Функционально-стоимостной анализ технологических процессов
- •Оценка экономической эффективности
- •Вопросы для самопроверки и промежуточного контроля знаний студентов по 5-й главе
- •Глава 6
- •Обработки поверхностей заготовок
- •Выбор технологического оборудования, оснаетки и средетв контроля при разработке технологического процесса
- •Средства измерения и контроля параметров шероховатости, выпускаемые зарубежными фирмами
- •Вопросы для самопроверки и промежуточного контроля знаний студентов по б-й главе
- •Рекомендуемая тематика лабораторных работ и практических занятий по основам технологии машиностроения
- •Часть II
- •Глава 7 технология изготовления различных деталей
- •Технология изготовления валов
- •Валов* шпинделей, ходовых винтов
- •7.1. Маршрут изготовления вала в условиях мелкосерийного производства
- •7.2. Маршрут изготовления вала в условиях крупносерийного производства
- •7.4. Маршрут изготовления ходового винта токарного станка 16к20 в условиях серийного производства л
- •Технология изготовления деталей зубчатых и червячных передач и методы обработки их поверхностей Конструктивная характеристика деталей и технические условия на их изготовление
- •Служебное назначение корпусов и технические условия на их изготовление
- •Материал и способы получения заготовок
- •7.7. Маршрут изготовления корпуса в условиях мелкосерийного производства
- •7.8. Маршрут изготовления корпуса в условиях крупносерийного производства
- •Технология изготовления фланцев и крышек Служебное назначение фланцев и крышек и требования к ним
- •Материалы и способы получения заготовок для фланцев и крышек
- •Обработка фланцев и крышек
- •Маршрут изготовления фланцев и крышек
- •Маршрут изготовления фланца в условиях мелкосерийного и серийного производства
- •7.10. Маршрут изготовления крышки в условиях крупносерийного производства
- •- 7.5. Технология изготовления рычагов и вилок
- •Маршрут изготовления рычагов и вилок
- •7.6. Технологии изготовления станин и рам Служебное назначение станин и рам и технические условия на их изготовление
- •Маршрут изготовления станин и рам
- •Глава 8
- •Постановка винтов
- •Вопросы для самопроверки и промежуточного контроля знаний студентов по 8-й главе
- •Глава 9
- •Глава 9. Технологическое повышение долговечности
- •9.1. Области применении методов обработки заготовок пластическим деформированием
- •Глава 9. Технологическое повышение долговечности
- •Глава 9. Технологическое повышение долговечности
- •Глава 9. Технологическое повышение долговечности
- •Повышение коррозионной стойкости имплантированных материалов
- •Комбинированные методы улучшения качества поверхности с помошью лазерной обработки
- •Влияние видов покрытия на лазерное упрочнение поверхности заготовки из стали 40х
- •6272 (Кривая 3) и 7938 Вт/см2 (кривая 4)
- •9.8. Режимы лазерной обработки на установках серии «Квант»
- •9,10. Влияние лазерного упрочнения на микротвердость сталей у8а и х12м
- •9.11. Изменение микротвердости поверхности заготовки в зависимости от числа повторных облучений
- •Параметры лазерной обработки заготовок из твердого сплава в зависимости от содержания кобальта для мелкого зерна
- •9.15. Износ, мкм, поверхности заготовки после различных видов обработки
- •9.1Б, Фреттинг-износ, мкм, после лазерной обработки заготовки из стали
- •Гальваннческне способы нанесения покрытий
- •9.17. Основные виды гальванических покрытий и области их применения
- •Химические способы нанесения покрытий
- •9.19. Состав ванны и режимы нанесения химических покрытий
- •Наплавка и напыление материала
- •9.21. Электродные материалы и флюсы, применяемые при механизированной наплавке
- •9.22. Применение н режимы газовой меЛмЮнзацнн
- •Глава 9. Технологическое повышение долговечности
- •Вопросы для самопроверки и промежуточного контроля знаний студентов по 9-й главе
- •Глава 10 совершенствование существующих и создание новых технологических методов обработки деталей машин и технологий
- •10Л. Совершенствование технологических методов обработки деталей машин
- •Прогрессивных
- •V ; Глава II технологическая подготовка производства
- •Организация технологической подготовки производства
- •V Технологическая подготовка производства при проектировании изделии
- •11.1. Содержание работ типовой схемы организации тпп
- •11.6. Карта наладки инструмента
- •Особенности разработки технологических процессов и оформления технологической документации для обработки заготовок на полуавтоматах и автоматах
- •Особенности разработки технологических процессов и заполнение технологической документации при обработке заготовок на автоматических линиях
- •По гост3.1103 -82
- •Содержание граф при написании техпроцесса обработки заготовки на автоматах и полуавтоматах
- •11.13. Содержание граф технологического процесса обработки заготовок на автоматических линиях
- •Особенности разработки технологических процессов для гибких производств
- •Автоматизация проектирования технологических процессов
- •Технологическая подготовка технической реконструкции машиностроительных предприятий
- •Вопросы для самопроверки и промежуточного контроля знаний студентов по 11-й главе
- •Глава 12
- •7Г ип сжатой дуги прямого действия.
- •12.1. Промышленные способы восстановления деталей наплавкой и наваркой
- •Подготовка восстанавливаемых поверхностей детали под иаиесение покрытий
- •12.2. Способы подготовки поверхностей под газотермические покрытия
- •Механическая обработка восстановленных поверхностей деталей машин
- •12.3. Обрабатываемость покрытий
- •Относительная себестоимость обработки покрытий алмазным кругом при круглом наружном шлифовании
- •Рекомендуемая тематика лабораторных работ и практических занятий по II части Лабораторные работы:
- •Практические занятия:
- •Направления развития технологии машиностроения
- •Совершенствование и оптимизация существующих и разработка новых энерго- и материалосберегающих технологических процессов изготовлении изделий машиностроения.
- •Совершенствование и оптимизация существующих и разработка новых наукоемких, комбинированных технологических методов обработки заготовок.
- •Технологическая модификация поверхностных слоев деталей машин.
- •Технологическое создание закономерно изменяющегося оптимального качества поверхности детали, исходя из её функционального назначения.
- •Высокоточные прецизионные нанотехнологии, позволяющие обеспечивать точность обработки порядка 10 ангстрем и получать поверхность с шероховатостью Rz - 0,001 мкм.
- •Адаптивное автоматизированное управление качеством обрабатываемых деталей и собираемых изделий.
- •Создание самообучающихся технологических систем.
- •Совершенствование существующих и разработка новых технологических методов сборки.
- •Объединение технологий проектирования, изготовления, эксплуатации, ремонта и утилизации в единый процесс.
- •Новая технология создания деталей выращиванием (прототипированием).
- •Совершенствование сапр тп и создание ипи-технологий.
- •Создание технологий, базирующихся на модульном принципе.
- •Разработка технологических проектов по оптимальному перевооружению машиностроительных производств с целью их интенсификации, гибкости и конкурентоспособности.
- •Технологические среды и самоорганизующиеся технологические системы.
- •Технологии для компьютерно-интегрированных гибких машиностроительных производств.
- •Часть II. Технологические методы и процессы производства изделий машиностроения (специальная часть) 211
- •Глава 7. Технология изготовления различных деталей 211
- •Суслов Анатолий Грнгорьевнч технология машиностроения
- •1 1.5. Технологичность изделий 4
Вопросы для самопроверки и промежуточного контроля знаний студентов по 5-й главе
Что такое нормирование труда?
Расчетно-аналитический метод нормирования, г
Определение операционного времени.
Расчет себестоимости изделий машиностроения.
Возможности снижения основного (машинного) времени на обработку деталей.
Возможности снижения вспомогательного времени на выполнение операций.
Возможности снижения технологической себестоимости изделий машиностроения.
Пути сокращения расходов на содержание, амортизацию и эксплуатацию средств труда.
Цель функционально-стоимостного анализа технологических процессов и его этапы.
Информационно-подготовительные этвпы функционально-стоимостного анализа.
Аналитический этап ФсА.
Творческий эзап ФСА.
Исследовательский этап ФСА.
Рекомендательный этап ФСА.
Расчет абсолютной экономической эффективности технологических процессов.
Сравнительная экономическал эффективность технологических процессов.
Расчет годового экономического эффекта от реализации нового технологического процесса.
Глава 6
МЕТОДОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Знания, полученные студентами при изучении данной главы, позволят им освоить приемы выбора заготовок, назначения технологических баз и методов их обработки, а также общую методологию разработки технологических процессов изготовления изделий машиностроения.
Выбор заготовок для изготовления деталей машин
Изготовление любой детали начинается с заготовки, которая в процессе механической обработки доводится до размеров и качества готовой детали.
Общая себестоимость и качество детали складываются из себестоимости и качества заготовки и себестоимости и качества ее обработки, поэтому необходимо комплексно рассматривать процесс изготовления детали, включал процесс производства заготовки и процесс ее обработки.
При нарушении этого условия может случиться, что при незначительной себестоимости механической обработки общая себестоимость производства детали окажется большой за счет высокой себестоимости заготовки, и наоборот.
Заготовку можно получить различными способами.
Наиболее распространенные виды заготовок:
отливки из чугуна, стали, цветных металлов и сплалов;
поковки из стали, получаемые свободной ковкой или штамповкой;
сортовой материал в виде проката различного профиля из стали;
сварные и комбинированные заготовки из стали;
получаемые методом порошковой металлургии.
Заготовки, получаемые литьем в заранее приготовленные формы, называются отливками.
По ГОСТ 26645-85 установлено 22 класса точности размеров и масс отливок из черных и цветных металлов и сплавов (1, 2, ЗТ, 3, 4, 5Т, 5, 6, 7Т, 7, 8, 9Т, 9, 10, ПТ, 11, 12, 13Т, 13, 14, 15, 16).
Преимущества литья заключаются в следующем:
возможно получить заготовки практически любой сложной конфигурации и почти из любого материала;
не требуется дорогостоящего оборудования, такого как молоты, прессы и др.;
возможно максимально приблизить заготовку к форме готовой детали при весьма небольших припусках на механическую обработку, а на отдельные поверхности - и без них.
Недостаток заключается в том, что качество литых заготовок (прочность и надежность) в большинстве случаев уступает кованным и штампованным заготовкам.
Производство отливок осуществляется различными способами. Их получают в разовых, полу постоя иных и постоянных формах.
Литье в разовые формы может производиться:
а) в песчаные формы;
в оболочковые формы;
в) по выплавляемым моделям;
г) по соляным моделям;
д) по замораживаемым азотным моделям.
Песчаные формы применяют для получения отливок из различных материалов с широким диапазоном размеров и веса.
Песчаные формы выполняют в постоянных опоках и без опок, применяя ручную или машинную формовку. Точность отливок, получаемых в песчаных формах, в зависимости от технологии находится в пределах от 6 до 16 класса.
Для получения отливок 6-9 классов точности необходимы металлические модели и металлическая оснастка, сборка стержней с помощью кондукторов и машинная формовка, Такие отливки применяются в массовом производстве.
Для получения отливок 10 - П классов точности, необходимы металлические модели, машинное изготовление стержней и машиннал формовка. Эти отливки применяются в серийном, крупносерийном производстве.
Получение отливок 12-16 классов точности возможно при использовании деревянных моделей и стержневых ящиков и при ручном изготовлении стержней и формы. Такие отливки применяются в серийном и мелкосерийном производствах.
Шероховатость поверхности отливок, изготовляемых в песчаных формах, зависит от применяемого формовочного материала, покрытия формы и способа очистки отливки и находится в пределах Rz = 30 ... 1000 мкм.
Минимальная толщина отливаемых стенок зависит от материала и габаритов заготовки. Так, для чугунных отливок, имеющих габаритный размер до 250 мм, минимальная толщина стенок - 3 ... 5 мм.
Минимальный диаметр отливаемых отверстий - 20 мм при массовом производстве, 30 мм - при серийном и 50 мм - при единичном.
Литьем в оболочковые формы из песчано-смоляных смесей производятся отливки с точностью по 8 - 13 классам, шероховатостью Rx - 10 ... 80 мкм. Этим методом изготавливают преимущественно сложные и ответственные мелкие и средние отливки весом до 25 ... 30 кг, а иногда и до 100 кг. Минимальная толщина отливаемых стенок - 3 ... 5 мм для стали и 1 ... 1,5 мм для алюминиевых сплавов. Минимальный диаметр отливаемых отверстий - 8 мм.
Эти отливки позволяют сократить объем механической обработки на 30 - 50 % и снизить вес заготовок на Ю - 50 % по сравнению с литьем в песчаные формы. Этот метод экономичен для массового производства и для серийного производства ответственных отливок с серийностью от 500 до 5000 шт. в год.
Литье по выплавляемым моделям обеспечивает получение заготовок самой сложной конфигурации, снижение механической обработки на 90 % и снижение расхода металла.
Применение лнтья по выплавляемым моделям наиболее эффективно для получения заготовок из труднообрабатываемых сплавов.
По выплавляемым моделям изготавливают отливки весом от 1 г до 500 кг с толщиной стенок 0,15 мм и длиной до одного метра. Наиболее распространены отливки весом от 50 до 500 г длиной до 100 мм, при минимальной толщине стенок 0,8 мм. Минимально допустимый диаметр выливаемого отверстия — 0,8 мм. Литьем по выплавляемым моделям могут быть получены отливки с точностью по 5 - 8 классам и с шероховатостью поверхностей Яг - 5 ... 40 мкм.
Наибольший эффект этот метод дает в условиях крупносерийного производства деталей из труднообрабатываемых сплавов.
Литье в полупостоянные формы (гипсовые или цементные).
Г и псовые формы применяются для отливок из чугуна и цветных сплавов весом до 1 кг.
Можно получать отливки с минимальной толщиной стенок до 1 мм. При литье в вакууме можно получать отливки сложной конфигурации из алюминиевых сплавов с толщиной стенок до 0,2 мм. Этим способом получают отливки с большими отверстиями, образуемыми массивными стержнями, а также отливки, имеющие узкие полости и каналы, или с очень тонкими выступающими частями, близко расположенными друг к другу (1,5 ... 2 мм), например, лопатки турбин, зубья колес и т.п.
Цементные формы применяют дяя получения отливок из стали, чугуна и цветных металлов весом от 0,5 кг до 70 т. Особенно выгодно применять цементные формы при производстве отливок из твердых, неподдающихся механической обработке сплавов.
Литье в металлические формы (кокиль) по сравнению с литьем в песчаные формы позволяет повысить производительность труда в 2 - 3 раза, в 5 - 6 раз уменьшить производственные площади, на 50 - 70 % снизить затраты на формовочные материалы, повысить точность до 3 - 8 классов и уменьшить шероховатость поверхностей заготовок до Rz = 10 ... 80 мкм.
В металлических формах получают отливки следующего веса: чугунные - от 10 г до 7 т, стальные - от 0,5 г до 500 кг.
Метод экономически целесообразен при партии заготовок не ниже 300 ... 500 для мелких отливок и 50 .,. 300 для крупных отливок.
Для получения заготовок в металлических формах обычно используют центробежный метод литья и литье под давлением.
Центробежный метод применяется для получения заготовок, имеющих форму тел вращения. Точность заготовок соответствует 7-8 классам, шероховатость Rz = = 200 ... 300 мкм.
Литье под давлением применяется для изготовления сложных тонкостенных отливок с глубокими полостями и сложными пересечениями стенок (корпусные детали), имеющие точные размеры до 3 - 6 классов, малую шероховатость до Ra - 1,0 мкм. Способ рентабелен в условиях крупносерийного и массового производств.
Заготовки, получаемые обработкой давлением, называются поковками. Поковки получают методом ковки и штамповки.
Преимущества заготовок, получаемых давлением, заключаются в волокнистой структуре и улучшении физико-механических свойств материала.
Недостаток заключается в невозможности получить заготовки сложной конфигурации,
Ковка бывает свободной и в подкладных штампах.
Свободной ковкой изготавливают поковки простой конфигурации весом от 150 г до 250 т. Допуски на поковку, получаемую методом ковки, в зависимости от оборудования и веса заготовки состааляют от 2 до 40 мм. Применение свободной ковки для мелких и средних заготовок целесообразно лишь в условиях единичного и мелкосерийного производства, для крупных заготовок - при всех видах производства.
Ковка в подкладных штампах рентабельна при количестве заготовок более 100 шт. Производительность при ковке в подкладных штампах возрастает в 3 - 5 раз по сравнению со свободной ковкой.
Ill гамповка может быть горячей и холодной.
Горячая штамповка применяется в серийном и массовом производствах. Она осуществляется:
в открытых штампах - применяется для получения мелких и средних заготовок. Заготовки имеют отход до 20 % в виде облоев.
в закрытых штампах - применяется для получения заготовок, имеющих форму тел вращения или близких к ним.
на горизонтально ковочных машинах - применяются для получения поковок типа стержней с утолщением, колец, втулок гладких с одним или двумя буртиками, поковок с полостями, поковок из труб и т.д. Вес поковок 0,1 ... 100 кг.
Точность поковок, получаемых методом штамповки, характеризуется пятью классами (Т1,Т2, ТЗ,Т4,Т5).
Преимущества метода - высокая производительность и экономия материала.-
Холодная штамповка бывает объемной и листовой.
Объемная штамповка (высадка) применяется для получения крепежных деталей (болты, винты, заклепки), пальцев, толкателей клапанов, роликов, шариков, мелких ступенчатых деталей и т.д. Точность Tl, Т2, шероховатость Ra - 1,0 ... 2,5 мкм. Экономия металла до 40 % по сравнению с тем, если бы деталь изготавливали из прутка.
Холодная листовая штамповка применяется для получения кожухов, картеров, крышек, колпаков, щеток, дисков, прокладок.
Заготовки из проката применяют в единичном и серийном производствах. Прокаткой получают заготовки круглые, квадратные, шестигранные, листовые, трубные, фасонные. Прокатка осуществляется как в горячем, так и холодном состоянии. Точность горячекатаною проката соответствует 12 - 14 квалитетам, холоднокатаного - 9 - 12 кла- литетам. Прокат выбранного профиля резкой превращают в штучные заготовки, из которых последующей обработкой давлением получают поковки или механической обработкой готовые детали.
В настоящее время в горячем состоянии прокатывают и зубчатые профили с модулем более 10 мм. При этом обеспечивается 8-я степень точности профиля зуба и шероховатость поверхности Ra - 1,25 ... 2,5 мкм, В холодном состоянии прокатывают мелкомодульные зубчатые колеса из цветных металлов с модулем до 1 мм, обеспечивая 7-ю степень точности профиля зуба и шероховатость поверхности Ra - 0,16 ... 1,25 мкм.
Сварные и комбинированные заготовки изготавливают из отдельных составных элементов, получаемых литьем или давлением, которые соединяют между собой сваркой. Сварные и комбинированные заготовки значительно упрощают создание конструкций сложной конфигурации.
Точность размеров таких заготовок в зависимости от применяемого способа сварки находится в диапазоне от 12 до 17 квалитетов.
Механическую обработку таких заготовок, как правило, выполняют после их термообработки.
Заготовки, получаемые методом порошковой металлургии, по форме и размерам могут соответствовать готовым деталям.
Техпроцесс получения таких заготовок включает в себя:
получение и подготовку порошков исходных материалов;
прессование изделий необходимой формы в специальных пресс-формах;
термообработку (спекание) спрессованных изделий;
Последние две операции зачастую совмещены.
Выбор заготовки заключается в определении ее вида и способа получения.
Выбирает заготовку конструктор детали, и принятое им решение является обязательным для технолога. Технолог осуществляет выбор заготовок, если в конструкторской документации не указан их вид и способ получения.
Исходными данными для выбора заготовок являются;.
чертеж детали с техническими требованиями на изготоаление;
годовой объем выпуска;
данные о технологических возможностях заготовительного производства.
Для типовых деталей выбор осуществляется по аналогии. Как правило, вид заготовки и способ ее получения определяется конструкцией и материалом, а также возможностями существующего производства.
При наличии альтернативных решений, выбор заготовок осуществляется по их себестоимости.
Для предварительного, приблизительного выбора можно воспользоваться критерием минимума относительной стоимости заготовки
(6.1)
где тл - масса детали, кг; К„„, - коэффициент использования материала при i-м способе получения заготовки; Vt - относительная удельнал стоимость 1 кг массы заготовки при i-м способе ее получения, приводится в справочнике технолога-машиностроителя.
Окончательный выбор заготовок производят из расчета их себестоимости, которая в общем виде определяется по формуле:
(6-2)
где М - затраты по материалам; Р - основная зарплата производственных рабочих; q - цеховые накладные расходы в % от основной зарплаты.
Для конкретных заготовок эта формула принимает вид:
для заготовок из проката и ее черновой обработки
(б.З)
"*'■ 2) для поковки, полученной свободной ковкой, и ее черновой обработки
(6.4)
для поковки, полученной штамповкой, и ее черновой обработки
(6.5)
дяя отливки и ее черновой обработки
(б.б)
где G - вес заготовки; Спм и Сжн - стоимость одного кг проката и жидкого материала; В - часовая зарплата рабочего, производящего черновую обработку; Т - штучнокалькуляционное время черновой обработки заготовки; q - накладные расходы механического цеха; qt - накладные расходы заготовительного цеха; , Сшр, С„ - стоимость кузнечных, штамповочных и литейных работ; и Снод - стоимость штампа и модели; п - количество деталей, изготавливаемых одним штампом или одной моделью.
После выбора способа изготовления заготовки выполняют проектирование, разрабатывают технологический процесс и оформляют заказ на изготовление заготовки.
Назначение технологических баз при проектировании технологических процессов
Одним из наиболее сложных и принципиальных разделов проектирования технологических процессов механической обработки и сборки является назначение технологических баз и базируюших поверхностей. От правильности решения вопроса о технологических базах в значительной степени зависят: фактическая точность выполнения размеров, заданных конструктором; правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; точность обработки, которую должен выдерживать рабочий при выполнении запроектированной технологической операции; степень сложности и конструкция необходимых приспособлений, режущих и мерительных инструментов; общая производительность обработки детали.
В отличие от конструктора, технолог, проектирующий технологический процесс, видит в чертеже детали не одну деталь с конфигурацией и размерами, заданными конструктором, а рассматривает ряд форм и размеров этой детали в процессе ее превращения из заготовки в готовую деталь.
Поэтому, начинал с первой операции обработки детали, технолог должен предусмотреть ориентировку обрабатываемых поверхностей по отнощению к технологическим базам.
Начиная с первой операции обработки детали, ее обрабатываемые поверхности ориентируются по отношению к технологическим базам.
Причем, в зависимости от способа применения базирующих поверхностей при обработке деталей они подразделяются на: опорные, настроечные и проверочные базирующие поверхности.
Опорными базирующими поверхностями детали называются поверхности, непосредственно соприкасающиеся с соответствующими установочными поверхностями приспособления или станка (рис. 6,1).
Опорные технологические базы, обеспечивая необходимую точность обработки партии деталей на настроенных станках, не требуют сложной настройки станка и широко применяются в крупносерийном производстве.
Настроечной базирующей поверхностью технологической базы называется поверхность детали, по отношению к которой ориентируются обрабатываемые поверхности и которая связана с этими поверхностями непосредственными размерами и образуется при одной установке с рассматриваемыми обрабатываемыми поверхностями (см. рис. 6.1).
Заготовка опирается поверхностью М на упор зажимного устройства токарно- револьверного станка. Эта поверхность является опорной технологической базой для обработки поверхности А в размер h. Положение поверхностей В, С, D и Е определяется при настройке станка положением поверхности А, относительно которой производится установка упоров. Поэтому поверхность А, обрабатываемая при том же установе, что и поверхности В, С, D и Е, является для них настроечной технологической базой.
Особенно выгодно использование настроечных баз при применении автоматов, многорезцовых станков, гидрокопировальных станков, станков с программным управлением и т. д. Значительно упрощаются расчеты, простановка размеров и настройка инструмента.
При изготовлении деталей в условиях единичного и мелкосерийного производства, а также при сборке точных соединений, довольно широкое применение находят проверочные базы.
Рис.
6.1. Пример использования настроечной
технологической базы при обработке
заготовки на токарно-револьверном
станке
Проверочной базирующей поверхностью называется поверхность обрабатываемой детали, по которой происходит выверка положения этой детали на станке или установка режущего инструмента.
Примером использования проверочной базы в условиях мелкосерийного производства может служить операция расточки гнезда подшипников фундаментной рамы судового дизеля (рис. 6.2).
Рис.
6.2. Использование
проверочной
базы при расточке гнезд
поДшйпн№6»
судового
дизеля
Для обеспечения параллельности оси растачиваемых гнезд подшипников (поверхность А) по отношению к плоскости фундаментной рамы с блоком цилиндров (плоскость В) при установке рамы на расточном станке с использованием индикаторов или ватерпаса выверяют положение плоскости В, являющейся технологической проверочной базой заготовки. Правильное горизонтальное положение этой поверхности достигается за счет применения специальных клиновых прокладок при установке поверхности С. При обработке по технологическим проверочным базам точность и качество опорных поверхностей заготовки (поверхность С) не оказывает влияния на точность обработки заготовки. Этот метод не требует применения сложных приспособлений для ориентировки заготовки на станке. Указанные достоинства позволяют его широко использовать в тяжелом машиностроении.
В качестве проверочных базирующих поверхностей в мелкосерийном производстве часто используются обрабатываемые поверхности детали. Например, при расточке отверстия Л, в эксцентрично изготовленной отливке для уменьшения влияния неравномерности припуска на расточку и устранения возможности появления черноты в отдельных местах расточенного отверстия, токарь перед расточкой выверяет установку детали в четырех кулачковом патроне или планшайбе по внутреннему, еще необработанному отверстию (рис. 6.3).
Вопрос о выборе технологических баз решается технологом в самом начале проектирования технологического процесса одновременно с вопросом о последовательности и методах обработки отдельных поверхностей детали.
При этом, естественно, назначение технологических баз начинается с выбора технологической базы для первой операции.
Совокупность базирующих поверхностей, используемых для первой установки детали, называется черновой технологической базой.
Рис.
6.3. Использование проверочной базы
обрабатываемой поверхности
При выборе черновой технологической базы руководствуются следующими положениями.
В качестве черновой технологической базы должна выбираться поверхность или совокупность поверхностей, относительно которых при первой операции могут быть обработаны поверхности, используемые в качестве базирующих, т.е. черновая база должна всегда использоваться для обработки других технологических баз.
Для обеспечения точности ориентировки и надежности закрепления детали в приспособлении черновая база должна иметь достаточные размеры, возможно более высокую степень точности и наименьшую шероховатость поверхности!
В качестве черновой базы не следует использовать поверхности, на которых расположены в отливках прибыли, а также швы, возникшие в местах разъемов опок и пресс-форм в отливках и поковках.
В связи с тем, что точность и шероховатость необработанных поверхностей всегда ниже точности и выше шероховатости обработанных поверхностей, черновал база должна использоваться при обработке детали только один раз, при выполнении первой операции. Все последующие операции и установки детали должны осуществляться на обработанных базирующих поверхностях.
Для того чтобы обеспечить правильность взаимного расположения системы обработанных поверхностей детали относительно необработанных, в качестае черновой технологической базы целесообразно выбирать совокупность поверхностей, остающихся необработанными.
В качестве черновой базы может быть взята поверхность, с которой при обработке должен быть снят минимальный припуск.
Черновая база должна обеспечить равномерность распределения припусков, что особенно важно при обработке ответственных деталей сложной конструкций, изготавливаемых из отливок и поковок.
Естественно, все эти положения - не догма. Одни могут выполняться, другие - нет, но необходимо всегда стремиться к их выполнению. Например, на рис. 6.4 приведен корпус подшипника, при обработке которого черновой технологической базой является поверхность А, остающаяся необработанной. При установке на черновую базу А производится обработка (фрезерование) плоскости В, выдерживая размер а и обеспечивая параллельность плоскостей А и В, При дальнейшей обработке корпуса подшипника (плоскость С в размер Ь, гнездо под подшипник М, выдерживая размер с, и т.д.) в качестве технологической базы используется плоскость 3,
На рис. 6.5, а приведена схема установки шатуна на первой операции при обработке торцевых поверхностей А, 3, С и D головок, которые в дальнейшем являются технологическими базами при обработке отверстий в головках (рис. 6,5, б). В качестве черновой технологической базы на первой операции используются боковые плоскости стержня шатуна К, базирование по которым осуществляется в самоцентрирующихся зажимах. Этим обеспечивается выполнение и 7-го положения - равномерность снятия припуска с торцев головок шатуна.
После выбора черновой базы производится назначение технологических баз для всех последующих операций проектируемого технологического процесса, причем обычно руководствуются принципами единства и постоянства баз.
Принцип единства баз заключается в том, что в качестве технологических баз следует принимать поверхности, которые одновременно являются конструкторскими и измерительными базами детали.
'■■■ При единстве (совмещении) технологических, конструкторских и измерительных баз на операциях обеспечиваются размеры, проставленные на чертеже детали, с использованием всего поля допуска на них.
Рис.
6.4. Выбор черновой базы при обработке
корпуса подшипника
Рис,
6,6, Пример несовпадения конструкторской
и технологической баз
Например, при обработке паза иа глубину ЮН 14 (рис. б.б) удобно установить заготовку на нижнюю поверхность А. Так как дно паза В связано размером 10+0'36 с верхней плоскостью С, то эта плоскость является для паза конструкторской и измерительной базами. В этом случае технологическая база (поверхность А) не совпадает с конструкторской и измерительной базами.
При работе на настроенном станке расстояние от оси фрезы до плоскости стола сохраняется неизменным, а следовательно и постоянен размер, отсутствующий на чертеже. Размер глубины паза Ю+0,36 мм не будет выдержан, так как на него влияет погрешность размера 50_ор62 мм, полученная на предыдущей операции.
На операционном эскизе при автоматическом получении точности размеров на настроенном станке должен быть поставлен технологический размер а. Как сам размер, так и его точность определяются из замкнутой размерной цепочки (рис. 6.6).
а = 50 -10 = 40 мм
Та = 0,32-0,62 = -0,Зи мм
Так как допуск отрицательным быть не может, то необходимо увеличить допуск на размер паза 10 или уменьшить допуск на размер 50. Но допуск на размер паза задан конструктором и не может быть уменьшен, следовательно, необходимо уменьшать допуск на размер 50, т.е. повышать точность обработки по предыдущей операции. Ужесточаем его до 50hl l(-o.is)- Тогда расчет по максимуму и минимуму позволяет получить технологический размер а = 4035 мм. Окончательно принимаем ближайшее стандартное значение этого размера а = 40h] 1 (I033) мм.
х'ЧШ'Сущностъ принципа постоянства баз заключается в том, что при разбивке технологического процесса стремятся к использованию одной и той же технологической базы, не допуская без особой необходимости смены технологических баз (не считая смены черновой базы).
Стремление осуществить обработку на одной технологической базе объясняется тем, что всякая смена технологических баз увеличивает погрешность взаимного расположения поверхностей, обработанных от разных технологических баз, дополнительно
внося в нес погрешность взаимною расположения самих технологических баз, от которых производилась обработка поверхностей. Например, если на детали, изображенной ка рис. 6.7, требуется обеспечить межосевое расстояние между малым и большим отверстиями с точностью Д - ± 0,1мм, а их обработка производилась на различных операциях от разных технологических баз, соответственно А и В (рис. 6.7, б), то фактическая величина смещения осей возрастет на величину допуска на размер 100, т.е. она равна (рис. 6.7, б)
А™* = 0,46 + 0,05 + 0,05 - 0,56 мм.
При выполнении обеих операций от одной технологической базы (рис.б.7, в)
Ami* = 0,05 + 0,05 = 0,1 мм.
Требуемый допуск будет выполнен.
Особое значение базирование имеет при окончательной чистовой обработке. ГТри назначении баз для чистовой обработки придерживаются следующих положений.
Для того чтобы при обработке детали можно было использовать все поля допусков, установленные конструктором, и не производить пересчетов размеров, как известно, связанных с необходимостью ужесточения конструкторских допусков, необходимо стремиться использовать основные базы.
Применение вспомогательных баз может быть допущено только для обработки поверхностей, имеющих большие допуски.
При построении технологического процесса по принципу концентрации операций, целесообразно использовать настроечные технологические базы.
При построении технологического процесса по принципу дифференциации операций, удобнее всего применять опорные технологические базы.
Рис.
6.7. Применение принципа постоянства
баз
Условные обозначении опор, зажимов, установочных устройств по ГОСТ 3.1107-81
Продолжение
табл. 6.1
* • Для упрощения операционных эскизов часто обозначают любые опоры знакомЛА .
Количество одноименных опор, используемых при этом для ориентации соответствующей поверхности, проставляют в правой части знака ’ _/\з
На рис. 6.8 приведены примеры замены конструктивных элементов приспособлений на условные обозначения.
Рис.
6.8.
Конструктивное и условное обозначение
базирования и закрепления заготовок;
а
- центра и поводковый патрон;
6
- трехкулачковый патрон; в
- оправка; г
- призма
■i' 6.3. Установление последовательности и выбор методов