4. Разработка маршрутов обработки отдельных поверхностей (для 2 – 3 поверхностей)

Прежде, чем разрабатывать маршрутный технологический процесс изготовления детали в целом, следует наметить возможные последовательности обработки основных поверхностей (отмеченных в анализе технических требований как наиболее точные либо имеющие наименьшую шероховатость) и обоснованно выбрать целесообразные варианты последовательностей их обработки.

При разработке маршрута следует учитывать, что каждый технологический метод обеспечивает определенный диапазон значений показателей качества (см. справочную литературу [2 – 4, 7], кроме того, получаемые значения зависят от исходного качества заготовки (полученного на предыдущем этапе). В среднем обобщенно считают, что точность размеров за один технологический переход изменяется на 2 – 3 квалитета на этапе черновой обработки, на 1 – 2 квалитета после чистовой обработки; величина высотных показателей шероховатости Ra, Rz уменьшается приблизительно в два раза¹⁰.

Разрабатывая маршрут обработки для каждой поверхности выполняют следующее:

1) по таблицам 4 – 5 в главе 1 и таблице 2 в главе 2 тома 1 «Справочника технолога-машиностротеля» [3], таблицам 3.12 – 3.18 в справочнике «Качество машин» [2] или таблице 2.3 тома 1 учебника «Технология машиностроения» [7] выбирают подходящие методы обработки, определяют возможные варианты последовательностей выполнения технологических переходов¹¹ (кратко информация о возможностях методов обработки представлена в Приложении 4). При этом для каждого перехода указывают возможные диапазоны точности размеров (квалитеты) и шероховатости;

2) из полученных последовательностей выбирают наиболее целесообразный маршрут, из диапазонов квалитетов и значений параметров шероховатости выбирают определенные значения, которые будут впоследствии указаны на эскизах маршрутного технологического процесса.

Выбор варианта маршрута зависит от таких факторов, как:

• необходимость или возможность обработки заготовки на оборудовании одной группы (например, только на токарных или фрезерных станках, без применения шлифовальных станков);

• жесткость заготовки, твердость ее материала (например, после термической обработки) и возможность воздействия на заготовку силами резания, силами закрепления и пр.;

• возможность обработки рассматриваемой поверхности совместно с другими поверхностями данной заготовки или обработки нескольких заготовок одновременно («пакетом»);

• производительность¹² технологического метода;

• стабильность показателей качества заготовки (точности, шероховатости и пр.), получаемых после применения конкретного метода обработки (например, точность размера отверстия зависит от жесткости инструмента, т.е. после развертывания (обработки жестким осевым инструментом) точность выше, чем после растачивания (обработки инструментом, закрепленным консольно и имеющим вероятность отжатия при обработке), стабильность обеспечения точности при внутреннем шлифовании ниже, чем при растачивании, поэтому основные размеры и формы поверхностей получают, как правило, до шлифования, оставляя совсем небольшой припуск, а шлифование применяют, чтобы обеспечить требуемую шероховатость.

ПРИМЕР 5. Наружную цилиндрическую поверхность вала 25 нужно выполнить с точностью размера по k7 и шероховатостью Ra = 1,25 мкм.

Заготовка получена из некалиброванного горячекатаного проката круглого профиля с точностью размеров приблизительно по IT 14 - 16 и шероховатостью Rz = 40…160 мкм [3, 17].

Требуемую точность готовой поверхности можно получить тонким точением либо окончательным (чистовым – см. сноску 11) или предварительным шлифованием [2, 3]. Выбор вида шлифовального перехода зависит от точности заготовки на предшествующем переходе обработки.

Перед тонким точением следует выполнить чистовое точение, перед чистовым – получистовое, до получистового – черновое.

До окончательного шлифования выполняют предварительное, а до него выполняют лезвийную обработку – черновое, получистовое и/или чистовое точение.

Рассмотрев диапазоны квалитетов точности размеров и величин параметров шероховатости, получаем три возможных варианта маршрута обработки поверхности:

Вариант I

заготовка IT 14 - 17 Rz = 40...160

черновое точение IT 12 - 14 Ra = 12,5...40 мкм

получистовое точение IT 10 - 12 Ra = 3,2...12,5 мкм

чистовое точение IT 8 - 9 Ra = 1,6...5 мкм

тонкое точение IT 6 -7 Ra = 0,32...1,0 мкм

Вариант II

заготовка IT 14 - 17 Rz = 40 - 160

черновое точение IT 12 - 14 Ra = 12,5...40 мкм

получистовое точение IT 10 - 12 Ra = 3,2...12,5 мкм

чистовое точение IT 8 - 9 Ra = 1,6...5 мкм

шлифование IT 7 - 9 Ra = 1,0...2,0 мкм

Вариант III

заготовка IT 14 - 17 Rz = 40 – 160

черновое точение IT 12 - 14 Ra = 12,5...40 мкм

получистовое точение IT 10 - 12 Ra = 3,2...12,5 мкм

предварительное шлифование IT 7 - 9 Ra = 1,0...2,0 мкм

окончательное шлифование IT 6 - 7 Ra = 0,5...1,25 мкм

Сравнивая полученные варианты маршрута, следует учесть;

- для выполнения тонкого точения необходим токарный станок повышенной точности, который может стоить значительно дороже шлифовального станка

- шлифование – менее производительный метод и время обработки поверхности шлифованием будет больше, чем точением, следовательно, вариант III более трудоемкий;

После сравнения выбираем второй вариант и конкретизируем значения показателей качества на каждом переходе (для шероховатости целесообразно выбирать предпочтительные значения по ГОСТ 2789-73 [18]):

Вариант II

заготовка IT 14 Rz = 80 мкм

черновое точение IT 12 Rz = 40 мкм

получистовое точение IT 10 Rz = 20 мкм( Ra = 5 мкм)

чистовое точение IT 8 Ra = 2,5 мкм

окончательное шлифование IT 7 Ra = 1,25 мкм

Примеры разработки маршрутов обработки отдельных поверхностей также можно посмотреть в разделе 4.8.1, тома 1 учебника «Технология машиностроения» [7], а также в методических указаниях [19].