6.3 Установление последовательности и выбор методов обработки поверхностей заготовок

Последовательность обработки отдельных поверхностей заготовок в значительной степени определяется простановкой размеров, принятой в чертеже детали. Так, при по­строении технологического процесса, как было отмечено выше, желательно, чтобы тех­нологические базы и размеры совпадали с конструкторскими и сборочными базами и размерами. Рассмотрим это на примере обработки деталей лимба (рис. 6.9). Для обеспе­чения функционального назначения и взаимозаменяемой сборки необходимо обеспечить правильное положение червяка 2 по отношению к центральной плоскости зубчатого венца червячного колеса 3 и оси его поверхности В. Это обеспечивается точностью раз­меров а и к.

Для этого обработку верхней части лимба 1 необходимо производить в следующей последовательности. На первой операции необходимо обеспечить правильное взаимное расположение конструктивно важных поверхностей детали А, В, С, D и Е (рис. 6.10, а).

На второй операции торец А является опорной базой при обработке поверхностей F, Н и G (рис. 6.10, б).

Конструктивно важные размеры о и к, входящие в сборочную размерную цепь, вы­держиваются на третьей операции от технологических баз А и D (рис. 6.10, в).

Таким образом, последовательность обработки верхней части корпуса лимба опре­деляется необходимостью обеспечения конструктивно важных размеров детали и непо­средственно от технологических баз детали, являющихся и конструктивными (сбороч­ными) ее базами.

По этим же соображениям нарезание зубчатого венца червячного колеса произво­дится при выдерживании конструктивно важных размеров от технологических баз А и В (рис. 6.11). Для выдерживания размера а необходимо создать специальное приспособле­ние для установки червячной фрезы.

Рис. 6.9 Лимб в сборе

а) б)

Рис 6.10 Последовательность обработки поверхностей верхней части корпуса лимба

Рис. 6.11 Обработка зубчатого венца червячного колеса лимба

Кроме изложенного, при установке последовательности обработки поверхностей заготовки необходимо придерживаться следующих рекомендаций.

1. В случае опасности появления раковин и трещин в первую очередь производят снятие наибольшего припуска с тех поверхностей, где подобные дефекты чаще всего обнаруживаются и где они недопустимы. Это позволяет забраковать или исправить заго­товку в самом начале ее обработки, не производя излишней механической обработки (пример: наружная поверхность поршневых чугунных колец).

2. Из-за опасности перераспределения внутренних напряжений и вызываемой этим деформации детали обработку рекомендуется начинать с наименее точных поверхностей при снятии с них наибольших припусков. Обработку более точных следует производить в последнюю очередь, например, основные отверстия корпусов. 3. В условиях мелкосерийного и серийного производства для сокращения длины перемещения детали по цеху желательно последовательность обработки строить с уче­том расположения оборудования цеха. В условиях массового и крупносерийного произ­водства само оборудование часто располагается в соответствии с направлением потока.

Наряду с установленной последовательностью обработки заготовок, важнейшим вопросом при разработке технологических процессов изготовления деталей является выбор методов обработки.

Методы окончательной обработки всех поверхностей детали и методы ее обработки при выполнении промежуточных операций назначают, исходя из требований, предъяв­ляемых к точности размеров и качеству поверхностей готовой детали, учитывая харак­тер заготовки и свойства обрабатываемого материала.

Для предварительного выбора метода обработки отдельных поверхностей детали используются данные экономической точности обработки различными методами и на различных станках, которые приводятся в справочнике технолога.

В связи с тем, что одни и те же точности обработки и одинаковое качество обрабо­танной поверхности могут быть достигнуты различными методами, после предвари­тельного выбора нескольких возможных технологически подходящих методов обработ­ки следует их сопоставление по производительности и экономичности.

При назначении метода обработки следует стремиться к тому, чтобы число перехо­дов при обработке каждой поверхности детали было минимальным. При этом желатель­но, чтобы одним и тем же методом обрабатывалось возможно большее число поверхно­стей детали, что позволяет сократить общее число операций и установок, сократить дли­тельность цикла обработки, повысить производительность и точность обработки детали,

В том случае, когда производительность обработки поверхностей детали различ­ными методами незначительно отличаются, вопрос о целесообразности построения кон­центрированной или дифференцированной операции должен решаться экономическим расчетом.

В связи с тем, что выбранный метод окончательной обработки отдельных поверх­ностей не всегда может обеспечить получение требуемой точности и качества поверхно­сти непосредственно из заготовки, возникает необходимость создания промежуточных операций ияи переходов, по мере выполнения которых достигается постепенно улучше­ние точности и шероховатости заготовки до точности и шероховатости, требуемой от готовой детали. Причем, экономически целесообразно повышать точность от операции к операции на 1 - 2 квалитета и уменьшать высотные параметры шероховатости Ra, Rz, R_max в 2 - 5 раза. Так, например, когда необходимо обработать вал с точностью по 5-му квалитету и с шероховатостью Ra = 0,05 ... 0,08 мкм, а заготовкой служит поковка, то в технологическом процессе нельзя ограничиться применением одной доводочной операции, обеспечивающей достижение требуемой точности и качества поверхности. Так, в приведенном выше примере по обработке высокоточных валов исходят из того, что точность 5-го квалитета и Ra = 0,05 ... 0,08 мкм в настоящее время обычно достига­ется одним из методов доводки (суперфиниширование или притирка). Однако известно, что процесс доводки может быть экономичным лишь при условии снятия припуска в пределах 0,01 ... 0,02 мм. Это означает, что предыдущая операция должна дать точность заготовки под доводку в пределах 0,003 ... 0,005 мм (предшествующий операционный допуск должен быть в 3 - 4 раза меньше припуска на последующую операцию) при шероховатости не грубее Ra = 0,16 ... 0,32 мкм. Методом обработки, обеспечивающим достижение такой точности, является чистовое шлифование, снимающее припуск по­рядка 0,08 ... 0,1 мм на диаметр. Аналогичные рассуждения приводят к необходимости проведения предварительного (чернового) шлифования, чистового и чернового точения заготовки. Исходя из этого, маршрут обработки поверхности вала будет следующим:

1) точение: черновое – 12 квалитет, Rz = 40 ... 60 мкм;

чистовое - 10 квалитет, Ra = 2 ... 3 мкм;

2) шлифование: черновое - 8 квалитет, Ra = 0,6 ... 1,0 мкм;

чистовое - 6 квалитет, Ra = 0,2 ... 0,16 мкм;

3) суперфиниширование или притирка - 5 квалитет, Ra = 0,05 ... 0,08 мкм.

Таким образом, кроме назначения методов окончательной обработки всех поверх­ностей детали, назначаются методы промежуточной обработки и подсчитываются соот­ветствующие операционные припуски и допуски на операционные размеры.