2.4.6 Расчет припусков на механическую обработку и операционных

размеров

При проектировании технологического процесса механической об-работки необходимо установить оптимальные припуски, которые бы обес-печивали заданную точность и качество обрабатываемых поверхностей.

Припуски могут быть операционными и промежуточными.

Операционный припуск – это припуск, удаляемый при выполнении одной технологической операции.

Припуск, удаляемый при выполнении одного технологического пе-рехода, называют промежуточным.

Установление оптимальных припусков играет важную роль при раз-работке технологических процессов изготовления деталей. Увеличение припусков приводит к повышенному расходу материала и энергии, введе-нию дополнительных технологических переходов, а иногда и операций. Все это увеличивает трудоёмкость и повышает себестоимость изготовле-ния деталей, а значит и уменьшает конкурентоспособность всего изделия в целом.

Необоснованно уменьшенные припуски не дают возможность уда-лить дефектные слои материала и достичь заданной точности и шерохова-тости обрабатываемых поверхностей, что может привести к появлению брака.

Имеются два основных метода определения припусков на механиче-скую обработку поверхности: опытно-статистический и расчетно-аналитический.

В опытно-статистическом методе припуск устанавливают по стан-дартам и таблицам, которые составлены на основе обобщения и системати-зации производственных данных целого ряда производственных предпри-ятий. Припуски на механическую обработку поковок, изготовленных раз-

17

личными методами, и отливок из металлов и сплавов приведены в ГОСТ 7505-89, ГОСТ 7062-90, ГОСТ 7829-70, ГОСТ 26645-85.

При расчетно-аналитическом методе, разработанным проф. М.В. Ко-ваном, рассчитывают минимальный припуск на основе анализа факторов, влияющих на формирование припуска, с использованием нормативных до-кументов. при этом припуски на обработку определяют таким образом, чтобы на выполняемом технологическом переходе были устранены по-грешности изготовления детали, которые остались от предшествующего перехода.

В дипломном проекте при разработке технологического процесса из-готовления детали припуски на механическую обработку на одну из наи-более точных поверхностей определяют расчетно-аналитическим методом. В данных МУ такой расчет не приводится в связи с большим количеством публикаций по этому вопросу [98, 100, 106]. На все остальные поверхности припуск определяется опытно-статистическим методом [88, 98, 106].

Имея расчетные формулы и заданные чертежом предельные размеры рассматриваемой поверхности, можно определить предельные размеры по всем технологическим переходам при обработке этой поверхности, вклю-чая размеры исходной заготовки [98, 106].

Операционные размеры и допуски определяют для всех операций и переходов. Они необходимы для оформления операционных карт, опера-ционных эскизов и настроечных схем обработки.

2.4.10 Разработка ртк на станок с чпу

(Или карты наладки на станок-автомат)

По операционному эскизу, выполненному на основе попереходного технологического процесса в соответствии с выбранными типовыми траек-ториями движения инструмента, технолог составляет расчетно-технологическую карту (РТК). Эта карта содержит законченный план об-работки детали на станке с ЧПУ в виде графического изображения траек-тории движения инструмента со всеми необходимыми пояснениями и рас-четными размерами. По данным РТК технолог-программист, не обращаясь к чертежу детали или каким-либо другим источникам, может полностью рассчитать числовую программу автоматической работы станка.

Последовательность оформления РТК следующая:

1. Вычерчивается деталь в прямоугольной системе координат, выби-рают исходную точку О. При многоинструментальной обработке могут быть выбраны несколько исходных точек для каждого инструмента. Кон-тур детали, подлежащей обработке, вычерчивают в масштабе с указанием всех размеров, необходимых при программировании.

2. Намечают расположение прижимов и зон крепления детали.

3. Наносят траекторию движения центра каждого инструмента, ис-пользуемого в этой операции. Началом и концом траектории инстру-мента является исходная точка О. Положение исходной точки О относи-тельно начала координат детали (точка W) задается координата-ми Xwo, Ywo и Zwo.

4. На траектории движения инструмента отмечают и обозначают цифрами опорные точки траектории и ставят стрелки, указывающие на-правление движения. Опорные точки необходимо намечать по геомет-рическим (изменение направления движения инструмента) и технологиче-ским (изменение режимов обработки, включение вертикальной подачи и пр.) признакам.

5. В случае необходимости указываются места контрольных точек, в которых предусматривается кратковременная остановка инструмента с це-лью проверки точности отработки программ рабочими органами станка.

20

Такие точки предусматривают, например, перед окончательными чисто-выми проходами при обработке дорогостоящих деталей. Обозначают так-же точки остановки, необходимые для изменения частоты вращения инст-румента или заготовки, перезакрепления заготовки (перестановки прихва-тов) и пр. При необходимости, при этом, указывают продолжительность остановки.

6. На РТК наносят дополнительные данные (тип станка, модель, на-именование и материал заготовки), особенности крепления детали, пара-метры и шифр инструмента, режимы его работы, номера перехо-дов и операции.

При построении траектории движения центра инструмента на РТК необходимо соблюдать следующие правила:

1. Чтобы обеспечить плавное врезание инструмента и предотвратить его удар в заготовку, необходимо заблаговременно (за 5-10 мм до края за-готовки) перейти с холостого хода на рабочий. При этом точка перехода должна быть определена как опорная.

2. Недопустимо резкое увеличение подачи в процессе резания, когда режущие поверхности лезвия инструмента соприкасаются с обрабатывае-мой поверхностью, иначе неизбежны повреждения поверхности обработки

и инструмента.

3. Длина холостых ходов должна быть минимальной.

4. При необходимости по расчетной силе резания следует определить возможную деформацию (отжим) детали или инструмента и ввести тре-буемое предискажение траектории.

Расчет траектории инструмента при ручном программировании со-стоит, прежде всего, в определении координат опорных точек на контуре детали или эквидистанте. При этом предполагается, что принятую траек-торию, фиксированную опорными точками, при обработке последователь-но обходит центр инструмента.

При расчете траектории инструмента уточняют параметры реза-ния - скорость резания и подачу, на отдельных участках траектории.

Начальный этап расчета координат опорных точек на контуре детали состоит в их привязке к выбранной системе координат. Координаты опор-ных точек контура детали вычисляют с помощью уравнений, описываю-щих геометрические элементы контура детали и соотношений в треуголь-никах. Точность вычислений обычно ограничивается дискретностью зада-ния перемещений, определяемой конкретной схемой УЧПУ и используе-мым оборудованием.

Кодирование УП осуществляется в соответствии с ГОСТ 20999-83,

21

либо инструкцией, прилагаемой к конкретному оборудованию с ЧПУ. При выполнении этого подраздела рекомендуется использовать литературу [10,89].

2.4.12 Расчет экономической эффективности базового и предлагаемого

вариантов технологического процесса

Одной из особенностей разработки технологических процессов ме-ханической обработки заготовок является многовариантность. Она воз-можна при выборе методов обработки элементарных поверхностей, при формировании из них операций и техпроцесса в целом, при выборе обору-дования, оснастки и инструмента и т.д.

При выполнении технологической части в дипломном проекте сту-дент, исходя из типа производства и технических требований рабочего чертежа детали, может предложить несколько вариантов операций техно-логических процессов механической обработки детали, каждый из которых обеспечивает её изготовление, полностью отвечающее этим условиям. Из нескольких возможных вариантов необходимо выбрать опти-мальный – обеспечивающий наилучшее качество при наименьшей себе-стоимости.

В соответствии с типовой методикой по оценке экономической эф-фективности новой техники [75], наивыгоднейшим вариантом считается тот, у которого сумма текущих и капитальных затрат на единицу продук-ции будет минимальной.

В дипломном проекте сравнению подлежат одинаковые объемы ра-бот, выполняемые на различном оборудовании или различными методами. При этом в число слагаемых сумм затрат включаются лишь те, которые изменяют свою величину при различных вариантах технологического про-цесса, расходы по заработной плате рабочим и наладчикам (основная и до-полнительная) с начислением налогов, расходы по содержанию и эксплуа-тации оборудования и производственной площади и т.п. Сумма этих за-трат, отнесенная к часу работы оборудования, называется часовыми при-веденными затратами.

Если при сравнении вариантов существенно изменяются величины других затрат, например, расходы на специальную технологическую осна-стку и режущий инструмент, то эти затраты также учитываются при расче-те технологической себестоимости и экономического эффекта.

Рациональный вариант механической обработки можно выбрать на основании расчета технологической себестоимости базового и предлагае-мого вариантов. Результаты технико-экономического сравнения выполня-ются в виде таблицы, представляющей собой структуру затрат на обработ-ку заготовок по конкурирующим вариантам технологических процессов механической обработки заготовки.

Методика расчетов технологической себестоимости вариантов под-робно излагается в литературе [75, 99, 110, 131].